ÉTUDE DES FONCTIONS DE PROJECTION TROPOSPHÉRIQUES ET DE LEURS IMPACTS DANS LE POSITIONNEMENT GPS

 

Lors de mesures effectuées avec des techniques spatiales, tel que le positionnement par satellites GPS, des erreurs majeures sont causées par la traversée de l'onde dans la troposphère. L'onde y subit un effet de retardement et un effet de courbure. Un modèle troposphérique intègre deux composantes: le délai troposphérique zénithal et une fonction de projection troposphérique. La fonction de projection permet de calculer le délai troposphérique pour un angle d'élévation donné à partir du délai troposphérique zénithal. Les fonctions de projection n'étant pas elles non plus parfaites, l'erreur restante se propage dans les coordonnées des stations. Une multitude de fonctions de projection troposphérique existent afin de calculer les délais troposphériques. La sélection d'une de ces fonctions pour le traitement d'observations GPS s'avère alors très difficile ne sachant pas laquelle ou lesquelles performent le mieux.

La présente recherche porte sur I'analyse des impacts sur les coordonnées de dix-sept fonctions de projection troposphérique lors du traitement d'observations GPS par rapport à une fonction de projection de référence (afin de vérifier leurs performances entre elles) et par rapport au traçage de faisceaux. Le but ultime de cette recherche est d'orienter le choix de la (les) fonction(s) de projection troposphérique à utiliser lors du traitement d'observations GPS et de quantifier l'ordre de grandeur des erreurs sur les coordonnées occasionnées par les fonctions de projection.

Ce mémoire présente le contexte théorique entourant la recherche. Une revue des fonctions de projection ainsi que les simulations qui ont été effectuées afin d'analyser les impacts sur les coordonnées est présentée. L'analyse est effectuée en fonction de divers paramètres (masque d'élévation, distribution satellitaire, durée des sessions d'observations, différence d'altitude et la distance entre deux stations, estimation ou non des ambiguïtés de phase, estimation ou non de paramètres troposphériques, contraintes imposées aux coordonnées).

Les simulations ont permis de démontrer que ce sont les fonctions de projection troposphérique Herring, Lanyi, Ifadis, Niell et Davis qui engendrent les plus petits effets sur les coordonnées comparativement aux douze autres fonctions de projection étudiées. Quoique Davis n'est pas optimisée pour déterminer la composante humide du délai troposphérique. Pour des levés géodésiques et des travaux de précision, ce sont ces fonctions (Honing, Lanyi, Ifadis, Niell ou Davis) qu'il est suggéré d'utiliser lors du traitement d'observations GPS, spécialement lorsque le masque d'élévation est peu élevé.