Astrogéodésie VLB

Martine Feissel

Les études présentées par M. Feissel s’articulent autour des développements du centre d’analyse VLBI de l’Observatoire de Paris, utilisant le logiciel d’analyse original GLORIA (Global Radio Interferometry Analysis). Un automate informatique a été mis au point pour le traitement de la série d’une à deux sessions de vingt-quatre heures, effectuées chaque semaine dans le cadre de l’IVS.

Ces sessions comportent mille à six mille observations par dix à vingt bases sur plusieurs dizaines de radiosources. L’automate élabore deux produits principaux : les paramètres de la rotation terrestre pour les besoins opérationnels de l’IERS, et la validation des observations établissant un ensemble de données nettoyées disponibles pour les analyses scientifiques ultérieures.

Le calcul est effectué dès que de nouvelles sessions sont déposées aux Centres de Données de l’IVS. L’automate a été mis au point sur les sessions de l’année 1999. L’écart-type final des résidus par session se situe entre trente et quatre-vingt picosecondes. L’accord de la solution des paramètres de la rotation terrestre avec la série C04 de l’IERS est au niveau de un centimètre.

Le tableau C.4.14.1 donne un exemple de validation disponible à l’issue du traitement opérationnel, les statistiques des résidus par station, obtenus par la méthode du tricorne à partir des résidus par base pour vingt et une sessions de 1999.

tableau C.4.14.1 : les dix stations VLBI les plus actives en 1999.

Résidus quadratiques moyens après analyse GLORIA. Unité : picoseconde (1 ps correspond à 0,3 mm).

Station

GILCR KOKEE MEDIC NYALE WESTE ALGOP MARTR FORTL METTS NRAO2

N. DOMES 40408 40424 12711 10317 40440 40104 30302 41602 14201 40441 date MJD s002 s007 s001 s003 s003 s001 s001 s001 s004 s007 99 01 13 51192 28 48 40 33 72 99 01 26 51205 39 30 1 52 99 03 10 51248 51 36 18 45 99 03 15 51253 31 40 36 49 27 99 03 24 51262 36 56 48 32 49 99 04 06 51275 23 27 33 55 75 48 99 04 19 51288 33 37 36 50 32 99 05 03 51302 40 37 37 49 37 99 05 05 51304 48 56 51 35 54 99 05 18 51317 38 44 41 43 50 44 99 06 01 51331 35 47 27 50 48 99 06 14 51344 36 60 44 45 45 99 06 29 51359 41 31 38 29 35 99 07 06 51366 35 39 31 49 53 99 07 14 51374 54 68 63 41 56 99 07 19 51379 47 47 36 49 49 99 07 27 51387 46 54 58 30 29 50 99 07 37 51387 45 39 51 37 40 99 08 09 51400 30 69 69 36 48 99 08 10 51401 58 30 51 42 47 99 08 11 51402 37 59 58 48 52 99 08 24 51415 54 37 51 47 41 99 08 31 51422 37 52 27 56 41 32 99 09 28 51450 32 42 46 47 49 38

Étude de la stabilité du repère de référence céleste

L’étude de la variabilité de la direction apparente des radiosources permet de mieux comprendre, et à terme de mieux maîtriser, la qualité métrologique du repère de référence céleste international ICRF (International Celestial

Reference Frame), complément céleste de l’ITRF. Dans ce cas, contrairement à celui de l’ITRF, le VLBI est la seule

source de mesures contribuant à la maintenance du repère.

L’ICRF repose sur l'observation VLBI de près de sept cents radiosources en bandes S et X accumulées depuis 1980, avec une intensification des programmes d'observation vers 1987, suivie d'une stabilisation aux alentours de deux cent mille observations par an.

Après avoir décidé d'une stratégie optimale pour le calcul, comportant notamment la sélection de quelque deux cents sources “ de définition ”, le groupe d'experts, auteurs de l'ICRF ont fixé l'incertitude plancher des coordonnées des radiosources à 0,25 mas.

Cette estimation s'appuie sur un bilan des incertitudes résiduelles associées à plusieurs effets perturbateurs, en particulier, ceux dus à la variabilité de la structure émissive de la gamme de sources utilisées, qui provoquent des variations de leur direction apparente. Nous avons effectué une étude de l'évolution temporelle de la direction de plusieurs dizaines d'objets de l'ICRF. Cette étude préliminaire suggère qu'il devrait être possible de caractériser spectralement la variabilité des radiosources extragalactiques d'intérêt astrométrique.

Une telle caractérisation permettrait, dans un premier temps, une critique interne de l'analyse VLBI d'un genre nouveau et, dans un deuxième temps, d'enrichir la réflexion sur le contrôle de la stabilité de l'ICRF. Dans une perspective différente, on peut envisager de relier ce type d'information à des modèles de mécanismes physiques donnant lieu à des variations de la structure d'émission de quasars.

Une étude globale du repère de référence est illustrée par le tableau C.4.14.1. À partir de séries de coordonnées annuelles de radiosources particulièrement bien observées, on établit des catalogues annuels dont on étudie l’évolution sous la forme de rotations infinitésimales autour des axes du système de coordonnées équatorial (dA1, dA2, dA3), en considérant deux sélections de sources en fonction de la densité de leur série d’observations.

La sélection la plus sévère retient un maximum de soixante-huit sources, la moins sévère en retient deux cent huit. Ces sources représentent l’essentiel des données sur lesquelles repose l’ICRF. Les déterminations des angles de rotation sont obtenues, d’une part, par les moindres carrés (norme L2) et, d’autre part, en norme L1, réputée moins sensible à la présence de données aberrantes.

La plus grande régularité temporelle de ces dernières solutions, comme leur accord mutuel meilleur que celui des solutions par moindres carrés entre elles indique que, même à l’échelle de l’année, le matériel observationnel sur les deux cents sources les mieux suivies est loin d’être homogène. Une telle étude devrait permettre d’élaborer des recommandations concernant la programmation ultérieure des sessions d’observation.

Publications

[DEHANT, FEISSEL 99] V. Dehant & M. Feissel : Considerations concerning the non-rigid Earth, (trente-sept auteurs), Nutation Theory. Celest. Mech. and Dyn. Astron. 72, 245-310, 1999.

[DIAMENT, FEISSEL 99a] M. Diament & M. Feissel : Astrométrie, Géodynamique et Systèmes de Référence, rapport quadriennal 1995-1998 du CNFGG - UGGI, pp. 47-55, 1999.

[FEISSEL 00] M. Feissel : Scientific services in support to reasearch in Geodesy and Geodynamics, IAG'2000. Symposium, Birmingham (UK), July 1999.

[FEISSEL 99a] M. Feissel : The new generation scientific services for geodynamics, Université de Berne (CH), 4 décembre 1999.

[FEISSEL 99c] M. Feissel : Report of IAG Section V “ Geodynamics ”, IAG Travaux 1995-1998.

[MATHEWS et al 98] P.M. Mathews, B.A. Buffet, T.A. Heerring & M. Feissel : The magnetic coupling contribution to

nutation, Journées Systèmes de référence spatio-temporel 1998, Paris, septembre 1998.

[ROOSBEEK et al 99] F. Roosbeek, P. Defraigne, M. Feissel & V. Dehant : The free core nutation period stays between

D.

Publications

Isabelle Melot

La liste suivante présente les références des publications issues du programme de recherche 1999. Elle reprend les références données dans les différents articles du Bulletin. On peut se procurer les publications en libre diffusion auprès du Service de la recherche :

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