Identifiant pérenne de la notice : 21021306X
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Les systèmes globaux de navigation par satellite (GNSS) jouent un rôle fondamental
dans l’élaboration du repère international de référence terrestre (ITRF). Cependant,
les GNSS ne se sont jusqu’à présent pas révélés aptes à déterminer de manière fiable
l’échelle terrestre ni la position du centre de masse de la Terre (géocentre) et n’ont
donc pas contribué à définir l’échelle de l’ITRF ni son origine. L’incapacité des
GNSS à déterminer l’échelle terrestre indépendamment de biais conventionnels de centres
de phase satellites est un problème bien connu. En revanche, leur incapacité à correctement
observer le mouvement du géocentre restait jusqu’alors inexpliquée. Nous avons étudié
cette question sous l’angle de la colinéarité entre paramètres d’un ajustement par
moindres carrés. Pour prendre en compte plusieurs particularités du problème de la
détermination du géocentre par GNSS, un diagnostic de colinéarité généralisé a été
développé. Il a ainsi été mis en évidence que la détermination du géocentre par GNSS
est sujette à de sérieux problèmes de colinéarité à cause de l’estimation simultanée
de décalages d’horloges et de paramètres troposphériques dans les analyses de données
GNSS. Différentes pistes ont finalement été étudiées en vue d’une possible future
contribution des GNSS à la définition de l’échelle et de l’origine de l’ITRF : l’étalonnage
de l’antenne d’au moins un satellite GNSS, l’invariabilité temporelle des biais de
centres de phase satellites, l’analyse simultanée de données GNSS acquises par des
stations terrestres et des satellites bas, la modélisation d’horloges satellites ultra-stables
et la réduction des erreurs de modélisation orbitale.
Note publique d'information : Global Navigation Satellite Systems (GNSS) play a fundamental role in the elaboration
of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). However, GNSS have so far
not proven able to reliably determine the terrestrial scale nor the location of the
Earth’s center of mass (geocenter) and have thus not contributed to defining the ITRF
scale nor its origin. The weak ability of GNSS to determine the terrestrial scale
apart from conventional satellite phase center offsets is well understood. On the
other hand, their inability to reliably monitor geocenter motion was so far not clearly
explained. We investigated this question from the perspective of collinearity among
the parameters of a least-squares regression. A generalized collinearity diagnosis
was therefore developed and allows handling several peculiarities of the GNSS geocenter
determination problem. It revealed that the determination of all three components
of geocenter motion with GNSS suffers from serious collinearity issues due to the
simultaneous estimation of epoch-wise station and satellite clock offsets and of tropospheric
parameters in global GNSS data analyses. Several prospects were finally investigated
in view of a possible future contribution of GNSS to the definition of the ITRF scale
and origin: the antenna calibration of at least one GNSS satellite, the time invariability
of the satellite phase center offsets, the simultaneous analysis of GNSS data collected
by ground stations and low Earth orbiting satellites, the modelling of ultra-stable
satellite clocks and the mitigation of orbit modelling errors.