À propos du satellite ENVISAT

Le satellite ENVISAT-1 comprend un complément de charge utile embarqué sur la plate-forme polaire.

La charge utile est constituée d'un jeu de sept instruments mis au point par l'ESA auxquels viennent se greffer trois instruments mis au point dans le cadre d'un avis d'offre de participation. La plate-forme polaire est constituée de deux principaux ensembles :

  • Le module de service (SM) qui comprend la plupart des sous-systèmes d'appui du satellite, notamment :
    • celui de la production, du stockage et de la distribution de l'alimentation électrique;
    • le Système de commande d'attitude et d'orbite (AOCS pour Attitude and Orbit Control System);
    • le système de communication en bande S;
    • la structure d'appui et l'interface du lanceur.
  • Le module de charge utile (PLM) qui transporte les sous-systèmes d'appui dédiés aux instruments et à la charge utile :
    • commande des instruments et traitement des données;
    • communication en bande X et en bande Ka;
    • distribution de l'alimentation électrique;
    • structure d'appui.

Orbite

Pour pouvoir remplir les objectifs de la mission, les concepteurs du satellite ENVISAT-1 ont choisi une orbite héliosynchrone à une altitude moyenne de 800 km. Il s'agit d'une orbite similaire à celle de RADARSAT-1 et du futur RADARSAT-2. Une telle orbite permet la couverture opportune et répétée de diverses régions du globe. Le satellite passe au même endroit toujours à la même heure locale. Cette caractéristique est particulièrement importante pour l'obtention de jeux de données multitemporelles, car cela réduit l'influence des effets causés par les variations diurnes.

Cette orbite sera maintenue de manière à ce que la déviation de la fauchée au sol soit maintenue en deçà de 1 km de l'orbite de référence et que l'heure solaire locale moyenne se situe à l'intérieur d'une minute.

Comparaison entre le radar à synthèse d'ouverture (SAR) et le radar à synthèse d'ouverture de pointe (ASAR)

  ENVISAT
(2002- ) ASAR
RADARSAT-2
(2003- ) SAR
RADARSAT-2
(2003- ) SAR
Résolution spatiale 10 à 100 mètres 30 à 1000 mètres 3 à 100 mètres
Polarisation HH HH, VV, HV ou VH HH, HV, VV et VH
Direction de visée À droite (à gauche pour les missions au-dessus de l'Antarctique) Visée habituelle à gauche et à droite Visée habituelle à gauche et à droite
Appareils d'enregistrement embarqués Enregistreurs analogiques Enregistreurs à semi-conducteurs Enregistreurs à semi-conducteurs
Dispositif de localisation Aucun Trois instruments servant aux corrections et à la détermination précise de l'orbite (MWR, DORIS, et LRR) Récepteurs GPS embarqués
Guidage en lacet Aucun Oui Guidage en lacet pour la variation Doppler nulle au centre du faisceau
Polarimétrie Non Non Oui

Étalonnage des produits

Produits de données

Pour ce qui est de la conception du secteur terrestre, l'ESA a approuvé les types de produits suivants :

  • Produits de niveau 0 : paquets provenant des sources instrumentales en suites ordonnées et formatés en produits PDS;
  • Produits de niveau 1 : paramètres techniques géopositionnés et étalonnés;
  • Produits de niveau 2 : quantités géophysiques géopositionnées.

Étalonnage en vol

L'étalonnage en vol nécessite le traitement des données acquises par l'entremise de :

  • l'utilisation de boucles d'étalonnage à l'intérieur des instruments, ces derniers étant porteurs de leur propre stimuli;
  • l'utilisation de stimuli bien caractérisés à l'extérieur des instruments, de cibles naturelles (étoiles, forêts tropicales, déserts ou couvertures de glace) ou des cibles artificielles spécifiques (transpondeurs ASAR). Une série de ces cibles, située au Pays-Bas, a été construite par MPB Technologies.

Les résultats correspondants seront traités en différé dans l'Installation d'étalonnage technique de l'instrument (IECF pour Instrument Engineering Calibration Facility) qui est spécifiquement équipée pour traiter ces données et pour générer des tables d'étalonnage qui seront livrées au FDS pour obtenir le niveau correspondant dans les chaînes de traitement.

Validation de l'algorithme de niveau 2

L'algorithme de niveau 2 utilise de nombreux modèles pour transformer des quantités techniques en paramètres géophysiques (lignes d'absorption dans les espèces atmosphériques, température de luminosité en température de surface, écho de retour ou onde de la section efficace radar). Dans la mesure du possible, ces modèles sont validés en s'appuyant sur l'expérience acquise avant le lancement d'ENVISAT au moyen de données particulières acquises en vol (si disponibles) ou de données recueillies dans le cadre d'une campagne de collecte aéroportée.

Préparation de la phase d'essais en orbite

Comme on peut le voir plus haut, l'offre de produits de niveau 1-B et de niveau 2 aux utilisateurs nécessite la mise sur pied d'une liste exhaustive d'archives complémentaires parallèlement à la phase de mise au point du satellite. Ces archives servent à la préparation de la phase d'essais en orbite : toutes les chaînes d'exécution doivent être utilisables avec les mécanismes correspondants pour faire la mise à jour des paramètres ajustables. Au cours de la phase d'essais de six mois, les activités de calibrage permettront d'offrir des produits de niveau 1-B.

La validation des produits de niveau 2 a lieu à la fin de la phase d'essais. Ces produits seront offerts aux utilisateurs. Cependant, dans le cas des tout nouveaux instruments, les produits seront offerts au début avec des avertissements sur la présence de lignes d'erreur. La validation de ces produits sera complétée après la fin de la phase d'essais en service.

Calibrage/validation durant la phase d'exploitation

À la fin de la phase d'essais en service, la mission débutera sa phase d'exploitation, dont la durée prévue est de quatre ans et demi. Le contrôle des produits ainsi que le calibrage et la validation correspondants seront exécutés tout au long de la phase d'exploitation.

Principales différences entre les données de RADARSAT-1, d'ENVISAT et de RADARSAT-2

Polarisation du signal

RADARSAT-1 fournit des données à polarisation simple. Le signal est envoyé et reçu par une antenne à polarisation horizontale (HH). Il en résulte des produits HH.

Le capteur ASAR d'ENVISAT offre des capacités de polarisation multiple. Il propose :

  • 2 choix de polarisation sélective unique (HH ou VV) ou
  • 3 choix de données à double polarisation (HH/VV ou HH/HV ou VV/VH). Les produits à double polarisation sont livrés sous forme d'image avec deux couches d'information.

RADARSAT-2 aura des capacités polarimétriques complètes. Il proposera :

  • 2 choix de polarisation sélective unique (HH ou VV) ou
  • 2 choix de données à double polarisation (HH/VV ou HH/HV ou VV/VH). Les produits à double polarisation sont livrés sous forme d'image avec deux couches d'information ou
  • Un ensemble complet de données à quadruple polarisation (HH/VV/HV/VH). Les données polarimétriques sont mesurées de façon cohérente, c'est-à-dire que les données à quadruple polarisation ne constituent pas seulement une image à quatre couches. Ce produit est livré en format matriciel qui fournit toute l'information du signal reçu (amplitude et phase relative). Ceci permet d'extraire une information unique d'une image, ce qui n'est possible avec aucun autre capteur spatial SAR civil.