Journée OV à l’OCA, :), mai 2009 Intérêts de l’OV pour l’interopérabilité des ressources géodésie - géodynamique - astronomie fondamentale - Objectifs

Journée OV à l’OCA, :), mai 2009

Intérêts de l’OV pour l’interopérabilité des ressources

géodésie - géodynamique - astronomie fondamentale

-

Objectifs scientifiques associés

Observatoire Virtuel Observatoire Virtuel

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Géodésie et Astronomie Fondamentale, groupe FranceGéodésie et Astronomie Fondamentale, groupe France

[email protected], OCA, Grasse, OCA, Grasse


Thématiques « G-AF » : nécessité du multi technique


Les grandes thématiques où : intérêts d’un cadre OV

• Interface astronomie fondamentale - géodynamique - géodésie spatiale– Base de données « répartition de masse »– Utilisation et mise au point de références compatibles

• Construction de repères de référence d’espace et de temps : ITRF, ICRF

• Orbitographie et applications associées– Autour de la Terre– Dans le système solaire

• Physique fondamentale– T2L2 ?– Anomalie Pionner, projet Microscope… ?


Exemple : détermination de la rotation de la Terre

• Différentes techniques :– VLBI, GPS, SLR

• Différents systèmes de référence :– Propres à chaque technique

• Différents effets à modéliser– Propres à chaque technique– Communs mais avec des modèles différents !

• Différents supports techniques :– Formats recommandés/imposés différents– Outils de visualisation– « habitudes » différentes


• Request summary• Result for one technic• Results for different technics

Paramètres d’orientation de la Terre


Exemple : dynamique orbitale

• Contexte : mouvement orbital perturbé

• Définition : amélioration en parallèle– Des modèles d’orbite (mécanique céleste et analyse numérique)

– Des paramètres de modèles géodynamiques• Paramètres globaux déterminés depuis l’espace

7 mRésidus :Nœud ascendant de LAGEOS-1


Objectifs scientifiques

• Uniformiser les références, pour comparer les « produits » géodésiques de manière homogène :– Références spatiales (Terre, espace, lien entre les deux)– Références de temps– Références de traitement

• Souci constant en métrologie :– Précision des résultats– Surtout : exactitude !

• Favoriser les échanges entre les INPUT des uns et les OUTPUT des autres liés à la géodésie, et inversement :– Directement dans les logiciels scientifiques d’analyse

• En documentant suffisamment les données• En organisant la visibilité/pérennité des données

– Entre la géodynamique et la dynamique orbitale– Entre la géodynamique et la rotation de la Terre


Aspects techniques• Un formalisme contraignant « juste comme il faut »

– Format VO-Table : dérivé du XML (Base Données)– Nomenclature évolutive– Documentation/Lisibilité des données

• Des Webservices– Pour exploiter tous les avantages du Web

• Outils en ligne• A chaque groupe son domaine d’expertise

– Exemples de travaux en cours :• Définition et mise en place d’une structure de base de

Données pour l’orbitographie opérationnelle des débris spatiaux

• Mise en place d’un Webservice pour la détermination de coordonnées de stations d’observations


Un fichier VO-Table

• Orbitographie d’une comète

• Système de référence

• Format et type des données :

• Temps• Ascension

droite• Déclinaison• Distance• Magnitude

• Les données


Contexte international• GGOS (Global Geodetic Observing System, IAG)

– review of used Constants, Conventions, Models and Parameters and…– Webservices

• Several other groups– CEOS: Commitee Earth Observation satellite– IGOS-P: Integrated Global Observation Strategy– GMES Global Monitoring for Environment and Security– And:

• GCOS Global Climate observing system• GOOS Global Ocean Observing System• GTOS Global Terrestrial Observing System• GEOSS Global Earth Observation System of Systems• GEO WG Group on Earth Observation WG• IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change• …

• Agences spatiales, services internationaux– ESA, CNES– IERS, ILRS, IGS, IDS, IVS

Par tenari a t IGO S

Integr ate d Global Obs ervation S trate gy IGOS Partnership

Spa tial c om ponent

CEOS

In s itu c om po ne nt

GCOS – GOOS - GTOS

Sci e ntific c omm unities

UNESCO – FAO – UNEP – WMO - ICSU


Base de données OCA de produits géodésiques

• 2 types de solution :– Mode opérationnel (solutions officielles des services

internationaux)– Mode « recherche » (développement méthodologique)

• Types de produits :– Existant :

• Système de référence terrestre• Rotation terrestre

– A terme :• Champ de gravité• Base de Données « orbitographie »


All stations

Core stations

Station network

• For one technic• For several technics


Simulations numériques intensives

• About 36 000 initial conditions propagated over 150 years– Results for 80% of first submissions, 15-30 minutes for each run– Various a, e, i:

• Galileo-like orbits: (20 000 runs)– a0 from 27 993km to 31 993km, e0=0.01 , i0=56° =0° =0° M0=0°

• From circular to eccentric Galileo-like orbits: (500 runs) – a0=29 993km e0 from 0 to 0,5 i0=56° =0° =0° M0=0°

• Influence of initial inclination on Galileo-like orbits: (5 000 runs) – a0=29 993km e0=0.01 i0 from 41,73° to 70,26° =0° =0° M0=0°

• GPS-like orbits: (5 000 runs)– a0 from 26 058 km to 27 058 km, e0=0.003 i0=54,76° =0° =0° M0=0°

• From circular to eccentric GPS-like orbits: (500 runs) – a0=26 558km e0 from 0 to 0,5 i0=54,76° =0° =0° M0=0°

• Influence of initial inclination on GPS-like orbits: (5 000 runs) – a0=29 993km e0=0.003 i0 from 40,43° to 69,07°=0° =0° M0=0°

• Results:– Maximal variations on each element, and date of event– Values of secular variations of the angular elements of the satellite (,,M),

and of the third bodies(p, p, Mp)– Detection of resonance areas, wrt initial conditions


Dynamique de population : excentricité maximale

• Influence of the initial eccentricity

– Galileo-like orbits– GPS-like orbits– A « smoothy » case

• Influence of the initial inclination

– Galileo-like orbits– GPS-like orbits– A real non smoothy case !


Le tableau de Lundquist(d’après document NASA, 1969)

Research and DevelopmentObserving Campaigns

Cooperations

PROJECTS

DATA

ASSIMILA

TION

Instruments Observational systems

Parametrization/ AlgorithmsObserved values of

Geophysical parameters

Adjustments of unknowns

Parametrization/ AlgorithmsComputed values of

Geophysical parameters

Specifications forImproved algorithms,

instrumentObservational

Systems / networks

Earth modelOcean, atmosphere,

Solid earth

Geophysicalinterpretation

Forecasting

External data

Observational systems


Les recommandations « i-science » CSST/CSA

• Politique de la recherche :– Recrutement :

• Volet i-science au CNAP• Personnels ITA dédiés (services mutualisés)

– Mise en place d’une structure INSU dédiée à l’i-science• Définition des besoins• Contexte international

• Ajouter à chaque projet (ANR, UE, CNES etc…) un volet « i-science » pour :– Une pérennisation archivage/documentation des données – Une utilisation des données dans un cadre multidisciplinaire, à grande

valeur ajoutée potentielle– Permettre une répétabilité des expériences numériques liées aux

données :• But pédagogique (tous niveaux d’étude)• Accès aux données par les referees des publications


A terme… De nouveaux types de produits ?

• Produits géodésiques, géophysiques ?– Marégraphie…– Hydrologie…– Champs de déplacements…

• Orbites ?– Interpolation– Extrapolation– Orbites de référence ?

• Champ de gravité ?– Partie statique– Partie variable

• Autres données/ autres projets ? (débris spatiaux…)


Le futur… pour OV-GAFF• Portail géodésie - astronomie fondamentale

– Bases de données avec couches OV– Vers de « vrais » Web services – Requêtes normes OV - web services– Accès à toutes les ressources :

IERS (OP), ILRS (OCA), ITRF (IGN), IDS (CLS), IVS (Paris)

• Actions 2009 en cours de préparation– Appui communauté VO (planéto) pour metadata (STC)– Production systématique de fichier VO-Table– Base de données orbitographie– 2 groupes de travail

• Réflexion sur les objectifs scientifiques• Un nouveau pas sur les aspects techniques

• Soutien technique pour les aspects opérationnels ?

Actions en cours


En résumé…• Une révolution dans la discipline :

– Nouvelles missions, nouveaux types de données– Un danger : « crouler » sous les données (globales, locales, redondantes etc…)

• VO et interopérabilité NECESSAIRE pour les grands objectifs scientifiques :– Valorisation opérationnelle de la recherche fondamentale : surveillance de

l’environnement terrestre et spatial– Terre :

• Problème principal : une physique cohérente basée à la fois sur l’ensemble des données spatiales et sol

• Objectif : système terrestre exprimé comme la réponse d’une terre complexe (4 composantes + interactions), avec les bonnes données pour les « bons » utilisateurs

– Navigation spatiale, interplanétaire

• Contribution française dans la limite des moyens…– Implication dans les services internationaux : AWG, « bonne parole »– « Optimisation » de la visibilité des actions : utilisateurs, tutelles, referees…


Voir : http://grg2.fr rubrique « OV-GAFF »

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