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GEODESIE est un projet de recherche "Jeune chercheur" visant à améliorer la qualité des références fournies par la géodésie spatiale. Le projet est mené par une équipe de 25 personnes, de quatre institutions différentes (IGN, CNES, Observatoire de Paris et ULR). Le projet est financé par l'ANR (projet ANR-16-CE01-0001) pour une durée de 54 mois (2017-2021).

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GEODESIE is a "Young Researcher" research project aiming at the improvement of the quality of the space-geodetic references. The project is carried out by a team of 25 people, from four different institutes (IGN, CNES, Paris' Observatory, and ULR). The project is funded by ANR (the French National Research Agency, project ANR-16-CE01-0001) for 54 months (2017-2021).

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Présentation du projet

Project description

Beaucoup d'indicateurs majeurs du changement climatique sont surveillés depuis l'espace (montée du niveau des mers par altimétrie satellitaire, fonte des glaces par données de satellites spécifiques, etc.). Cette surveillance dépend directement des références que seule la géodésie peut fournir (positions et vitesses des instruments d'observation au sol, orbites des satellites, etc.). L'exactitude actuelle de ces références ne permet pas de répondre complètement aux défis posés par le système Terre en constante évolution, et peut ainsi limiter l'exactitude de ces indicateurs. Pour cette raison, dans le cadre du Système d'observation géodésique global (GGOS), des exigences strictes sont fixées au Repère de référence terrestre international (ITRF) pour la prochaine décennie : une exactitude de 1 mm et une stabilité de 0.1 mm/an. Cela signifie une amélioration de la qualité actuelle de l'ITRF d'un facteur 5 environ.

L'amélioration de la qualité des références géodésiques est un enjeu qui nécessite une remise en cause complète des méthodologies impliquées. La méthode la plus pertinente et prometteuse pour cela est la combinaison directe des mesures de géodésie spatiale utilisées pour estimer les solutions qui sont actuellement combinées pour calculer les références officielles du Service international de la rotation de la Terre et des systèmes de référence (IERS). Le projet GEODESIE a donc pour objectif de déterminer des références globales et cohérentes (séries temporelles de repères terrestres et célestes, de paramètres de rotation de la Terre et orbites des satellites d'observation de la Terre) de grande exactitude par une assimilation de données géodésiques sans précédent. Ces références seront mises à disposition des communautés scientifiques pour permettre une meilleure compréhension du changement climatique. Des séries temporelles de niveaux des mers calculées à partir de données altimétriques et marégraphiques avec ces références (orbites des satellites altimétriques, repères terrestres et vitesses verticales correspondantes) seront aussi mises à disposition après la fin du projet.

Pour cela, nous proposons de traiter l'ensemble des données disponibles depuis l'avènement de la géodésie spatiale avec un logiciel spécifique d'assimilation de données, afin de calculer simultanément et de façon homogène tous les produits et références géodésiques. Nous proposons aussi d'utiliser tous les liens possibles entre les techniques de géodésie spatiale (DORIS, GNSS, LLR/SLR et VLBI) et de remettre en cause la contribution de chaque technique à l'exactitude et la stabilité des repères terrestres. La qualité des références sera évaluée avec des données et des modèles géophysiques indépendants.

Les séries temporelles de niveaux des mers géocentriques permettront de mieux appréhender (i) les processus régissant la montée du niveau des mers et ses variations régionales et (ii) la contribution à ces processus du changement climatique global induit par les émissions de gaz à effet de serre. Les références géodésiques constitueront des bases essentielles à l'observation et la surveillance de la Terre pour répondre aux enjeux du siècle. Elles seront mises à jour de façon opérationnelle après le projet. Tous les résultats et rapports de calcul et d'évaluation seront accessibles via ce site Internet.

Ce projet est une opportunité sans précédent de munir l'équipe impliquée (et, par extension, le Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale – GRGS) d'une pleine capacité de simulations et d'assimilation de données pour : (i) renforcer sa position de référent international sur les combinaisons directes de mesures géodésiques, (ii) préparer l'arrivée future de missions spatiales telles que E-GRASP (Antenne géodésique de référence dans l'espace) et (iii) contribuer significativement au GGOS avec des références de grande qualité estimées par assimilation de données.

Le sigle GEODESIE est un sigle anglais signifiant Assimilation de données géodésiques et estimation de références pour l'étude du changement climatique en français.

Le projet GEODESIE est financé par l'ANR, sur l'appel à projets générique 2016, dans l'instrument de financement Jeune chercheuse, jeune chercheur (JCJC), pour une durée de 54 mois, entre le 9 mars 2017 et le 30 septembre 2021.

Contactez-nous à l'adresse mail geodesie.anr(at)ign.fr.

Suivez-nous sur Twitter avec le compte @GEODESIE_ANR.

Many major indicators of climate change are monitored with space observations (sea level rise from satellite altimetry, ice melting from dedicated satellites, etc.). This monitoring is highly dependent on references (positions and velocities of ground observing instruments, orbits of satellites, etc.) that only geodesy can provide. The current accuracy of these references does not permit to fully support the challenges that the constantly evolving Earth system gives rise to, and can consequently limit the accuracy of these indicators. For this reason, in the framework of the Global Geodetic Observing System (GGOS), stringent requirements are fixed to the International Terrestrial Reference Frame (ITRF) for the next decade: an accuracy at the level of 1 mm and a stability at the level of 0.1 mm/yr. This means an improvement of the current quality of ITRF by a factor of about 5.

Improving the quality of the geodetic references is an issue which requires a thorough reassessment of the methodologies involved. The most relevant and promising method to improve this quality is the direct combination (Combination at Observation Level – COL) of the space-geodetic measurements used to compute the official references of the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS). The GEODESIE project aims at (i) determining highly-accurate global and consistent references (time series of Terrestrial Reference Frames and Celestial Reference Frames, of Earth's Orientation Parameters, and orbits of Earth's observation satellites) with a beyond state-of-the-art space-geodetic data assimilation, and (ii) providing the geophysical and climate research communities with these references, for a better estimation of geocentric sea level rise, ice mass balance and on-going climate changes. Time series of sea levels computed from altimetric data and tide gauge records with these references (orbits of satellite altimeters, Terrestrial Reference Frames and related vertical velocities of stations) will also be provided.

We propose to process all the data available since the advent of space geodesy, with a specific data assimilation software, to compute simultaneously and consistently all the geodetic references and products. We also propose to use all the possible links between the space-geodetic techniques (DORIS, GNSS, LLR/SLR, and VLBI) and to question the contribution of each technique to the accuracy and stability of the Terrestrial Reference Frames. The quality of the references will be assessed with independent data and geophysical models.

The geodetic references will be essential bases for Earth's observation and monitoring to support the challenges of the century. They will be updated operationally after the project. The geocentric time series of sea levels will permit to better apprehend (i) the drivers of the global mean sea level rise and of regional variations of sea level and (ii) the contribution of the global climate change induced by anthropogenic greenhouse gases emissions to these drivers. All the results and computation and quality assessment reports will be available on this Website.

This project is an unprecedented opportunity to provide the team involved (and, by extension, the French Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale – GRGS) with complete simulation and data assimilation capabilities to: (i) strengthen its position as an international leader expert on COL, (ii) prepare the future arrival of space missions such as the European Geodetic Reference Antenna in SPace – E-GRASP, and (iii) significantly contribute to the GGOS with accurate references estimated with data assimilation.

The GEODESIE acronym means GEOdetic Data assimilation and EStimation of references for climate change InvEstigation.

The GEODESIE project is funded by ANR, the French National Research Agency, with the Young Researcher funding instrument, over 54 months, between March, 9th 2017 and September, 30th 2021.

Contact us at e-mail geodesie.anr(at)ign.fr.

Follow us on Twitter with the @GEODESIE_ANR account.

Équipe

Team

IGN

Dix membres de l'équipe du projet font partie de l'IGN (Institut national de l'information géographique et forestière), et plus particulièrement, de l'équipe de recherche en géodésie LAREG du LaSTIG (Laboratoire des sciences et technologies de l'information géographique), de l'ENSG (École nationale des sciences géographiques) et du SGN (Service de géodésie et de nivellement).

Les participants de l'IGN au projet sont :

Ten members of the project team work at IGN (Institut national de l'information géographique et forestière), and more particularly, in the geodesy research team LAREG of LaSTIG (Laboratoire des sciences et technologies de l'information géographique), at ENSG (École nationale des sciences géographiques), and at SGN (Service de géodésie et de nivellement).

Project team members of IGN:

David Coulot remercie Patrick Bouron, David Correia, Christiane Guillerau-Zahra, Virginie Quedeville et Marie-Claude Foubert pour leur aide pour la gestion du projet. Il remercie également Thomas Sandri pour sa contribution au projet.

David Coulot thanks Patrick Bouron, David Correia, Christiane Guillerau-Zahra, Virginie Quedeville, and Marie-Claude Foubert for their help in the management of the project. He also thanks Thomas Sandri for his contribution to the project.

CNES

Huit membres de l'équipe du projet font partie du CNES (Centre national d'études spatiales), et plus particulièrement, du GET (Géosciences environnement Toulouse, UMR 5563) et du LEGOS (Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales, UMR 5566) de l'OMP (Observatoire Midi-Pyrénées).

Les participants du CNES au projet sont :

Eight members of the project team work at CNES (Centre national d'études spatiales), and more particularly, at GET (Géosciences environnement Toulouse, UMR 5563) and at LEGOS (Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales, UMR 5566) of OMP (Observatoire Midi-Pyrénées).

Project team members of CNES:

* Au GFZ depuis septembre 2018.

* At GFZ since September 2018.

Observatoire de Paris

Paris' Observatory

Six membres de l'équipe du projet font partie de l'Observatoire de Paris, et plus particulièrement, du SYRTE (Systèmes de référence temps-espace, UMR 8630) et de l'IMCCE (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, UMR 8028).

Les participants de l'Observatoire de Paris au projet sont :

Six members of the project team works at Paris' Observatory , and more particularly, at SYRTE (Systèmes de référence temps-espace, UMR 8630) and at IMCCE (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides, UMR 8028).

Project team members of Paris' Observatory:

Université de la Rochelle

University of la Rochelle

Un membre de l'équipe du projet fait partie du LIENSs (Littoral environnement et sociétés, UMR 7266) de l'Université de la Rochelle (ULR).

Le participant de l'ULR au projet est :

One member of the project team works at LIENSs (Littoral environnement et sociétés, UMR 7266) of the University of la Rochelle (ULR).

Project team member of ULR:

Actualités

News

Publications

Liste des publications liées au projet.

List of publications related to the project.

Publications dans des revues à comité de lecture

Publications in peer-reviewed journals

  • C. Benoist, X. Collilieux, P. Rebischung, Z. Altamimi, O. Jamet, K. Chanard, L. Bel (2020) Accounting for spatiotemporal correlations of GNSS coordinate time series to estimate station velocities. Journal of Geodynamics, 135, doi: 10.1016/j.jog.2020.101693.
  • D. Coulot, A. Pollet, and the other members of the team of the GEODESIE project (2020) How to achieve the GGOS objectives for geodetic references to support climate change investigation: the French GEODESIE project and the GRASP-like missions. Advances in Space Research. Revised on 2020/03/11.

Autres publications

Other publications

  • D. Coulot - l'équipe du projet GEODESIE (2017) Assimilation de données géodésiques et estimation de références pour l’étude du changement climatique - Présentation du projet ANR GEODESIE. XYZ, n°152, pp. 39-46, 3e trimestre 2017, Association française de topographie (AFT). Full Access

Présentations orales

Oral presentations

  • C. Benoist, X. Collilieux, P. Rebischung, Z. Altamimi, O. Jamet, L. Métivier, K. Chanard, L. Bel (2019) Accounting for spatiotemporal correlations of GNSS coordinate time series to estimate station velocities. IUGG General Assembly, 08-18 July 2019, Montréal, Canada. Full Access
  • D. Coulot et l'équipe du projet GEODESIE (2017) Projet ANR GEODESIE : Assimilation de données géodésiques et estimation de références pour l’étude du changement climatique. Journées de la Recherche de l'IGN, 23-24 mars 2017, Champs-sur-Marne, France. Full Access
  • D. Coulot, A. Pollet, V. Schott Guilmault, F. Deleflie, F. Reinquin, J.C. Marty, R. Biancale (2019) Simulations de télémétrie laser sur satellites pour le futur observatoire géodésique fondamental de Tahiti dans le cadre du projet GEODESIE. Journées de la Recherche de l'IGN, 18-19 avril 2019, Champs-sur-Marne, France. Full Access
  • S. Nahmani, D. Coulot, R. Biancale, and the team of the french "ANR-GEODESIE" project (2019) First results of the GEODESIE project towards the GGOS objectives for geodetic references. IUGG General Assembly, 08-18 July 2019, Montréal, Canada. Full Access
  • A. Pollet, M. Mandea, F. Perosanz (2019) Les projets spatiaux à intérêt géodésique (GNSS, MARVEL, ...). Les infrastructures géodésiques, 7 juin 2019, Bureau des longitudes, Paris, France. Full Access
  • A. Pollet et l'équipe du projet ANR GEODESIE (2019) Nouveaux systèmes d'observation (GRASP). Nouvelle stratégie d'analyse des données (projet ANR GEODESIE). Les systèmes d'observation géodésiques du futur, 7 juin 2019, Bureau des longitudes, Paris, France. Full Access
  • A. Santamaria, G. Katsigianii, F. Perosanz, S. Loyer, F. Mercier (2019) Comparison of station coordinates using GPS and Galileo ambiguity-fixed phase measurements. IUGG General Assembly, 08-18 July 2019, Montréal, Canada. Full Access

Posters

Posters

  • D. Coulot, S. Nahmani, and the GEODESIE project Team (2017) GEOdetic Data assimilation and EStimation of references for climate change InvEstigation. An overall presentation of the French GEODESIE project. AGU Fall Meeting, 11-15 December 2017, New Orleans, United States. Full Access Full Access
  • D. Coulot, J.Y. Richard, and the GEODESIE project Team (2017) GEOdetic Data assimilation and EStimation of references for climate change InvEstigation. An overall presentation of the French GEODESIE project. EGU General Assembly, 23-28 April 2017, Vienna, Austria. Full Access Full Access
  • D. Coulot, V. Schott Guilmault, and the GEODESIE project Team (2018) The GEODESIE project: Overall Presentation and First Results. AGU Fall Meeting, 10-14 December 2018, Washington D.C., United States. Full Access
  • D. Coulot et l'équipe du projet GEODESIE (2019) Le projet GEODESIE : les références géodésiques au service de l'observation du niveau des mers. Journées REFMAR, 27-28 mars 2019, La Défense, Paris, France. Full Access
  • A. Pollet, D. Coulot, R. Biancale, V. Schott Guilmault, S. Nahmani, F. Perosanz, F. Mercier, F. Reinquin, J.C. Marty, S. Loyer, J.M. Lemoine, M. Mandea (2019) Results of the GRGS numerical simulations for GRASP-like missions towards the GGOS objectives for geodetic references. IUGG General Assembly, 08-18 July 2019, Montréal, Canada. Full Access
  • V. Schott Guilmault, D. Coulot, S. Lambert, J.Y. Richard, A. Pollet, C. Bizouard, R. Biancale (2018) Nouvelles mesures VLBI pour l'amélioration des références géodésiques. Journées de la Recherche de l'IGN, 22-23 mars 2018, Champs-sur-Marne, France. Full Access
  • V. Schott Guilmault, D. Coulot, A. Pollet, S. Lambert, J.Y. Richard, C. Bizouard, R. Biancale (2018) Contribution of New VLBI Measurements to the Determination of High-Quality Geodetic References: Overall Presentation and First Results. AGU Fall Meeting, 10-14 December 2018, Washington D.C., United States. Full Access
  • V. Schott Guilmault, D. Coulot, A. Pollet, S. Lambert, J.Y. Richard, C. Bizouard, R. Biancale (2019) Contribution des nouvelles mesures VLBI à la détermination de références géodésiques de haute qualité : présentation générale et premiers résultats. Journées de la Recherche de l'IGN, 18-19 avril 2019, Champs-sur-Marne, France.

Autres communications

Other communications

  • X. Collilieux, F. Tertre, B. Garayt (2017) Liens entre techniques. Rattachements locaux. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • K. Chanard, A. Couhert, P. Rebischung (2018) Le géocentre par géodésie spatiale. "One year of GEODESIE" meeting, 29 March 2018, Paris, France. Full Access
  • D. Coulot (2017) GEODESIE. Objectifs scientifiques et déroulement du projet. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • D. Coulot (2018) Une année de GEODESIE. "One year of GEODESIE" meeting, 29 March 2018, Paris, France. Full Access
  • D. Coulot (2019) Le repère géodésique à l'échelle de la Terre. Un impératif pour appréhender le changement global. Les rencontres de la recherche, 24 January 2019, Ministère de la Transition Écologique et Solidaire, La Défense, France. Full Access
  • S. Lambert (2017) Astronomy and Earth's Rotation with GEODESIE. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • L. Métivier (2017) Repères de référence : évaluation et contenu géophysique. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • B. Meyssignac (2018) Déséquilibre énergétique de la Terre, réchauffement de l'océan et hausse du niveau de la mer en changement climatique : les sources d'incertitudes. "One year of GEODESIE" meeting, 29 March 2018, Paris, France. Full Access
  • S. Nahmani (2017) Géodésie et phénomènes géophysiques périodiques. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • P. Rebischung, S. Nahmani (2017) Inférence, filtrage et sélection de modèles bayésiens. Quelques applications au PPP. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access
  • G. Wöppelmann, P. Bonnefond, B. Meyssignac (2017) Niveau des mers, climat et références géodésiques. GEODESIE Kick-off meeting, 9 March 2017, Paris, France. Full Access