Une étude examine l’influence du verrouillage sur les mesures géodésiques – Technoguide

L’utilisation émergente du système mondial de navigation par satellite (GNSS) permet de mesurer en continu les changements peu profonds d’élévation de la surface de la Terre. Une étude de l’Université de Bonn montre maintenant que la qualité de ces mesures peut s’être considérablement améliorée pendant la pandémie, au moins dans certaines stations. Les résultats montrent quels facteurs doivent être pris en compte à l’avenir lors de l’installation d’antennes GPS. Des données géodésiques plus précises sont importantes pour évaluer les risques d’inondation et pour améliorer les systèmes d’alerte précoce en cas de tremblement de terre. La revue Geophysical Research Letters en fait désormais état.

Un certain nombre de pays sont entrés en hibernation tardive décrétée par la politique au début de la pandémie de Covid-19. Beaucoup de personnes touchées par le verrouillage ont subi des conséquences économiques et sociales négatives. La géodésie, une branche des sciences de la Terre pour étudier le champ de gravité terrestre et sa forme, a en revanche bénéficié de la réduction drastique de l’activité humaine. C’est du moins ce que montre l’étude maintenant publiée dans les Geophysical Research Letters. L’étude, qui a été réalisée par des géodésistes de l’Université de Bonn, a examiné l’emplacement d’une antenne GNSS précise à Boston (Massachusetts) à titre d’exemple.

Les récepteurs GNSS peuvent déterminer leur position avec une précision de quelques mm. Ils font cela en utilisant les satellites GPS américains et leurs homologues russes, GLONASS. Depuis quelques années, il est également possible de mesurer la distance entre l’antenne et la surface du sol grâce à une nouvelle méthode. «Cela a récemment permis à notre groupe de recherche de mesurer les changements d’altitude dans les couches supérieures du sol, sans installer d’équipement supplémentaire», explique le Dr Makan Karegar de l’Institut de géodésie et de géoinformation de l’Université de Bonn. Les chercheurs, par exemple, peuvent mesurer la propagation ondulatoire d’un tremblement de terre et l’élévation ou la chute d’une zone côtière.

La méthode de mesure est basée sur le fait que l’antenne ne capte pas seulement le signal direct du satellite. Une partie du signal est réfléchie par l’environnement et les objets proches et atteint l’antenne GNSS avec quelques retards. Cette partie réfléchie parcourt donc un trajet plus long vers l’antenne. Lorsqu’il est superposé au signal reçu directement, il forme certains motifs appelés interférences. Le peut être utilisé pour calculer la distance entre l’antenne et la surface du sol qui peut changer avec le temps. Pour calculer le risque d’inondation dans les zones côtières de basse altitude, il est important de connaître précisément ce changement – et donc l’affaissement de la surface de la Terre.

Cette méthode fonctionne bien si le sol environnant est plat, comme la surface d’un miroir. «Mais de nombreux récepteurs GNSS sont montés sur des bâtiments dans les villes ou dans les zones industrielles», explique le professeur Jürgen Kusche. “Et ils sont souvent entourés de grands parkings – comme c’est le cas avec l’antenne que nous avons étudiée à Boston.”

Les voitures causent des perturbations

Dans leur analyse, les chercheurs ont pu montrer que les voitures en stationnement réduisent considérablement la qualité des données d’altitude: les véhicules en stationnement diffusent le signal satellite et le font réfléchir plusieurs fois avant qu’il n’atteigne l’antenne, comme un miroir fissuré. Cela réduit non seulement l’intensité du signal, mais aussi les informations qui peuvent en être extraites: c’est «bruyant». De plus, comme le «modèle» des voitures en stationnement change de jour en jour, ces données ne peuvent pas être facilement corrigées.

«Avant la pandémie, les mesures de la hauteur de l’antenne avaient une précision moyenne d’environ quatre centimètres en raison du niveau de bruit plus élevé», explique Karegar. “Pendant le verrouillage, cependant, il n’y avait presque aucun véhicule stationné à proximité de l’antenne; cela a amélioré la précision à environ deux centimètres.” Un saut décisif: plus les valeurs sont fiables, plus les fluctuations d’altitude détectables dans les couches supérieures du sol sont faibles.

Dans le passé, les stations GNSS étaient de préférence installées dans des régions à faible densité de population, mais cela a changé ces dernières années. «Des capteurs GNSS précis sont souvent installés dans les zones urbaines pour prendre en charge les services de positionnement pour les applications d’ingénierie et d’arpentage, et éventuellement pour des applications scientifiques telles que les études de déformation et l’évaluation des risques naturels», déclare Karegar. “Notre étude recommande d’essayer d’éviter l’installation de capteurs GNNS à côté des parkings.”

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Bonn. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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