30 Septembre 2014

Poseidon 3

Instrument Poseidon-3 en AIT le 25/04/2007 Instrument Poseidon-3 en AIT le 25/04/2007
Instrument Poseidon 3 lors de l'AIT le 25/04/2007
© CNES - Thalès Alenia Space

Instrument principal de la mission, Poséidon-3 est issu de l'altimètre Poséidon-2 de Jason-1. Petit, léger et de faible consommation, il est aussi d'une grande fiabilité. C'est un radar qui émet des ondes à deux fréquences différentes (13.6 et 5.3 GHz, pour permettre la détermination du contenu en électrons de l'atmosphère) et analyse le signal réfléchi par la surface. Le temps de trajet aller-retour de l'onde est estimé très précisément afin de calculer la distance satellite - surface, moyennant quelques corrections. Poséidon-3 sera couplé à Doris/Diode, afin d'améliorer notamment l'acquisition de mesures près des côtes.

Couplage de Doris/Diode et de l'altimètre Poséidon-3

Principe couplage Diode/Poseidon 3Dans le cadre du projet Jason-2, il a été demandé à Diode de délivrer aux utilisateurs un "Bulletin géodésique" qui fournira des informations nouvelles sur la position du satellite : latitude, longitude et altitude par rapport au géoïde notamment. L'altimètre Poséidon-3 pourra bénéficier de ces informations dans deux modes de fonctionnement expérimentaux qui modifient chacun une des principales phases de fonctionnement de l'altimètre. Comme tous les radars, l'altimètre doit d'abord rechercher et accrocher la cible (c'est la phase d'Acquisition), puis il doit la suivre (c'est la phase de Poursuite).

  • 1er mode : grâce à l'information d'altitude contenue dans le bulletin géodésique Diode et transmise à l'altimètre, le premier mode expérimental permettra de réduire significativement la plage de recherche dans laquelle est attendu l'écho retour. En réduisant ainsi le temps de la phase d'Acquisition, Poséidon-3 devrait augmenter la production de données utiles lors des transitions terre mer et permettre l'amélioration de l'altimétrie en zone côtière. La Poursuite du signal utile s'effectue ensuite de façon classique comme sur Poséidon-2 (mais amélioré pour être plus robuste sur les eaux continentales).

  • 2e mode : ce mode expérimental modifie la boucle de poursuite. En effet, la distance prévue de la cible sera directement calculée par l'altimètre, en combinant d'une part l'information d'altitude délivrée par Doris/Diode, et d'autre part l'altitude d'un pseudo Modèle Numérique de Terrain de la trace survolée par Jason-2 enregistré dans la mémoire bord de l'altimètre. En fonction de la qualité de ce pseudo MNT, et des variations naturelles de surface (marées...), la précision du positionnement de l'écho retour dans la fenêtre de réception de l'altimètre sera de quelques mètres. L'exploitation combinée du message Diode et de l'altitude du pseudo [no-lexicon]MNT[/no-lexicon] permettra de piloter directement le positionnement de la fenêtre de réception afin d'assurer la poursuite de n'importe quelle cible, indépendamment de la forme de l'écho retour. Ainsi ce mode pourrait s'avérer très utile pour le tracking de zones d'intérêt spécifiques, comme les rivières et les lacs (qui ne sont pas toujours suffisamment bien couverts par les altimètres usuels).

Tracking des zones d'interet specifiques

Une précision cependant : ces deux modes probatoires sont en cours d'étude et de mise au point. On attend beaucoup de leur validation à venir, mais en attendant, les modes de fonctionnements validés sur Poséidon-2 restent les modes opérationnels de Poséidon-3.

Cette nouvelle fonctionalité d'interaction entre l'instrument Doris et l'altimètre Poseidon-3 devrait s'avérer "gagnant-gagnant" en permettant, d'une part, d'étendre les capacités de l'altimètre aux zones côtières et aux "eaux continentales" et d'autre part, d'élargir le spectre des opportunités d'embarquement, et contribuer ainsi à augmenter le nombre d'instruments Doris volant sur différentes orbites. La performance du système DORIS est en effet améliorée par l'augmentation du nombre d'instruments Doris volant sur différentes orbites. En retour, cette "constellation Doris" contribuera à un meilleur positionnement du réseau de balises, permettant une meilleure maîtrise du "Système de Référence Terrestre" indispensable aux missions altimétriques.

Caractéristiques

L'instrument POSEIDON 3 présente les principales caractéristiques suivantes :

Fréquence d'émission (GHz)Bi-fréquence (Ku, C) - 13.575 et 5.3
Fréquence de répétition de l'impulsion (Hz)2060 entrelacé {3Ku-1C-3Ku}
Durée de l'impulsion (microseconde)105
Largeur de bande (MHz)320 (Ku et C)
Diamètre de l'antenne (m)1.2
Ouverture de l'antenne (degrés)1.28 (Ku), 3.4 (C)
Puissance (W)7 (Ku), 27 (C)
RedondanceOui
Signes particuliersAmplificateur à état solide.
Bi-fréquence pour la correction ionosphérique,
Haute résolution en bande C (320 MHz)
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