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ANNEXE A : Le système DORIS

 

A.1 Présentation du système DORIS


Le système DORIS (Détermination d'Orbite et Radiopositionnement Intégrés par Satellite) est un système français d'orbitographie précise de satellites bas développé par le CNES, et réalisé en coopération avec le GRGS et l'IGN. Il a principalement été conçu pour des applications scientifiques et tout particulièrement pour des applications océanographiques.

Principe du système DORIS
Figure 1 - Principe du système DORIS

DORIS est un système radioélectrique ascendant bifréquence (environ 2036,25 MHz et 401,25 MHz). Son principe de fonctionnement est décrit dans la figure 1. A l'inverse des systèmes de navigation par satellites tel que le GPS, ce sont des balises au sol qui émettent le signal DORIS, alors que les mesures Doppler sont effectuées à bord par un récepteur spécialisé. Les mesures sont ensuite téléchargées régulièrement vers une station de réception au sol, station d'Aussaguel à Toulouse : Centre de Traitement des données DORIS - POSÉIDON (CTDP).
Cette méthode permet d'obtenir à bord du satellite la totalité des mesures du réseau de poursuite et est donc parfaitement adaptée à l'orbitographie précise. Il n'y a pas non plus besoin de connecter les balises au sol au centre de calcul pour récupérer les mesures.

 

A.2 Des satellites


Les mesures sont effectuées à bord des satellites. La constellation DORIS actuelle comporte trois satellites : TOPEX-POSÉIDON, SPOT3 et SPOT4.

 

A.3 Un réseau permanent de poursuite


Pour assurer des mesures d'orbitographie, un réseau d'environ 50 balises DORIS permanentes a été mis en place. Ces stations sont réparties géographiquement de façon homogène sur le globe terrestre, de préférence sur des sites permanents de géodésie spatiale, en colocation avec des radiotélescopes VLBI, des observatoires de télémétrie laser sur satellites et des récepteurs GPS permanents du réseau IGS (International GPS Service).
En Polynésie française, deux stations permanentes sont installées, à Tahiti depuis septembre 1994 et Rapa depuis avril 1996.

 

A.4 Des balises mobiles de localisation


Lorsqu'on dispose de mesures Doppler et d'orbites très précises, il est naturel d'essayer d'étendre les applications primaires du système à la localisation précise. Des balises de localisation placées sur un site permettent la détermination des coordonnées du point dans un système géodésique mondial de référence. Ne pouvant effectuer des mesures simultanément sur un grand nombre de balises (selon la visibilité de la balise et le séquencement programmé des acquisitions), DORIS nécessite un temps d'observation assez long.
Actuellement, il est possible de localiser une balise dans un système géodésique mondial de référence à une précision d'environ 2 à 3 cm en une semaine, 1 à 2 cm en un mois.
C'est pourquoi, afin de localiser des sites, on a recours à des balises mobiles de localisation que l'on peut déplacer de site en site après une durée raisonnable de mesures.
Pour la durée de la campagne DORIS en Polynésie française, deux balises de localisation avaient été louées par l'EPSHOM et l'IGN.
Le matériel mis en place sur chaque site représentait un poids d'environ 300 kg et comprenait les éléments suivants :

  • un coffret comprenant les deux émetteurs DORIS 400 MHz et 2 GHz,
  • des panneaux solaires, des batteries et un groupe électrogène,
  • une horloge ultra-stable et un récepteur GPS pour la mise à l'heure,
  • une centrale d'acquisition des paramètres météorologiques : température, pression et humidité,
  • un terminal de programmation pour configurer la balise.

 
Matériel de localisation DORIS (station de Tahiti)                           Attention de nombreuses photographies sont disponibles
Mise en place de la borne et du matériel (station de Tubuai)             Attention de nombreuses photographies sont disponibles

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