Tomographie troposphérique par réseau GNSS dense sur le site du Mans : mise en œuvre et premières analyses
Résumé
Analysis of the water vapor in the atmosphere has long been hampered by lack of suitable measurement tools to meet the high spatial and temporal variability of the water vapor. In their research to improve the accuracy of GNSS for positioning applications, researchers have created this tool. Indeed, for several decades, with increased precision thanks to the integration of atmospheric delays in the calculation chains, GNSS systems have become essential tools in sciences like physics of the atmosphere or meteorology. The subject of this thesis is based on a meteorological application of GNSS systems, ie tropospheric tomography which is to return the 3D field of water vapor in the troposphere. The proposed study aims to demonstrate the concepts of tropospheric tomography with a dense GNSS network over the area of the urban community of Le Mans. This work is also intended to streamline the methods of implementation for the installation of the GNSS network to the use of existing software calculations. The experiment of a complete calculation process allowed to provide a critical contribution to current methods and tools and to consider improvements.
L’analyse de la vapeur d’eau dans l’atmosphère a longtemps été freinée par le manque d’outils de mesure adéquats pour répondre à la haute variabilité spatio-temporelle de la vapeur d’eau. Dans leurs recherches pour améliorer la précision des systèmes GNSS pour des applications de positionnement, les chercheurs ont permis de créer cet outil. En effet, depuis plusieurs dizaines d’années, avec l’augmentation de leur précision grâce notamment à l’intégration de délais atmosphériques dans les chaînes de calcul, les systèmes GNSS sont devenus des outils incontournables dans les sciences comme la physique de l’atmosphère ou la météorologie. Le sujet de ce mémoire repose sur une application météorologique des systèmes GNSS, à savoir la tomographie troposphérique qui consiste à restituer le champ 3D de la vapeur d’eau dans la troposphère. L’étude proposée a pour but la démonstration des concepts de la tomographie troposphérique avec un réseau dense de stations GNSS sur la zone de la communauté urbaine du Mans. Ce travail a également vocation à rationaliser les méthodes de mise en oeuvre depuis l’installation du réseau GNSS jusqu’à l’utilisation des logiciels de calculs existants. L’expérimentation d’un processus complet de calcul a permis d’apporter une contribution critique sur les méthodes et outils actuels et d’envisager des améliorations.
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