L'expérience et l'expertise de CLS en matière de traitement des données altimétriques est reconnue à l'échelle internationale. Régulièrement, CLS se voit confier des travaux d'expertise en altimétrie par le CNES et l'Agence Spatiale Européenne, et de temps à autre par la NASA. Dans le cadre de la validation en vol de la mission franco-américaine Jason-1, CLS a comparé des données en bande Ku des radar altimètres Topex, Poseidon-1 et Poseidon-2 pour les aspects niveaux de bruit et biais d'état de mer relatifs. Cette étude s'est inscrite dans un cadre plus large de développement de nouveaux algorithmes de retracking au sein de la Direction Océanographie Spatiale.
Responsabilité de CLS
Pour cette étude, CLS a mené plusieurs tâches :
- la comparaison des caractéristiques et des produits des radars altimètres Topex, Poseidon-1 et Poseidon-2.
- la mise en place du traitement homogène des données issus de ces radars altimètres sur plusieurs cycles et l'analyse des résultats.
- l'établissement d'axes de travail pour de futures études.
Les principaux résultats de ces travaux sont présentés ci dessous. Le détail complet est disponible dans l'article "Comparison of the Ku-Band Range Noise Level and the Relative Sea State Bias of the Jason-1, Topex and Poseidon-1 Radar Altimeters" paru dans un numéro spécial de Marine Geodesy de juillet - décembre 2003, consacré à la calibration et à la validation de Jason-1.
Principaux résultats de l'étude :
- Le satellite Topex/Poseidon dispose à son bord de deux radar altimètres, l'opérationnel, Topex, et l'expérimental, Poseidon-1. Ces deux instruments ont fourni et fournissent toujours des données d'une qualité inégalée. Cependant deux différences majeures existent entre ces altimètres : l'une concernant l'estimation du niveau de bruit, et l'autre les modèles d'état de biais de mer. Pour mieux comprendre l'origine de ces différences, ces deux altimètres ont été intercomparés au radar altimètre Poseidon-2, embarqué sur le satellite Jason-1. Les instruments Poseidon-1 et Poseidon-2 qui appartiennent à la même famille d'altimètres (même conception, même constructeur), se comportent de la même manière et donc présentent les mêmes différences qu'avec Topex.
- L'analyse comparative des trois altimètres a été menée de bout en bout de la chaîne de mesure, depuis l'acquisition de l'écho océan pour s'achever à la génération au sol des produits océaniques de haute qualité. Les résultats de cette analyse indiquent que les sources des différences trouvent leur origine à la fois dans la poursuite de l'écho océan et dans la présence ou l'absence d'une procédure de retracking à bord du satellite ou au sol.
- Pour analyser l'impact du retracking, le même algorithme de retracking a été appliqué aux échos des trois radars altimètres. Puis, ces jeux de données homogènes ont été analysés avec les mêmes outils (analyse spectrale, analyse " collinéaire ", …).
L'analyse des résultats a montré que :
- le niveau de bruit pour ces trois altimètres est bien le même, se situant à 1,6 cm pour des données de 1 Hz.
- Il trouve sa source dans le comportement différent des logiciels de tracking embarqué, et est estimé à 2% de la hauteur des vagues, comme le montre la figure ci contre.
Utilisateurs
Les études ont été menées en étroite collaboration avec les équipes CNES en charge des instruments et avec les équipes en charge de la production et de la diffusion des données vers les utilisateurs.
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