Modélisation de la propagation troposphérique des signaux de systèmes de positionnement par satellites : un tour d'Horizon

The electromagnetic signals emitted by satellite positioning systems, travel, in vacuum, at the ligth speed in a straight line but their propagation is modified through the neutral atmosphere by temporal and spatial changes of density, composition and refractivity of this part of atmosphere. These waves are slowed down and their trajectory is bent.This thesis models the tropospheric propagation by the ray-tracing technique through the assimilations of the European Meteorological Centre (ECMWF) for geodetic needs. The objective is achieved by modeling the propagation of the spatial variability using the three-dimensional information of pressure, temperature, water vapor, ice and liquid water, and maintaining the delays obtained in a functional named AMF, parametrized by few tens of coefficients. The sub-centimetre performances of AMF are demonstrated by the repetitivity of sites’ positions and GPS orbits.Les signaux électromagnétiques micro-ondes utilisés par les systèmes de positionnement par satellites, se propagent à la vitesse de la lumière en ligne droite dans le vide mais leur propagation est modifiée en traversant l’atmosphère neutre, du fait des variations temporelles et spatiales des densité, composition et réfractivité de cette partie de l’atmosphère. Ces ondes sont ralenties et leur trajectoire est infléchie.Ce travail de thèse modélise la propagation troposphérique par la technique de lancer de rayons au travers des analyses du centre météorologique européen (ECMWF), pour les besoins géodésiques. L’objectif atteint est une modélisation millimétrique de la variabilité spatiale de la propagation utilisant l’information tri-dimensionnelle de température, de pression, de vapeur d’eau, de glace et d’eau liquide, et une conservation précise des délais obtenus dans une fonctionnelle nommée AMF et paramétrée par quelques dizaines de coefficients. Les performances subcentimétriques des AMF sont démontrées par les restitutions de positions des sites et des orbites GPS