Suivi de l’évolution des paramètres de compression

En plus de la surveillance quotidienne effectuée pendant la phase de communication avec le satel-lite, il est nécessaire de suivre l’évolution de la compression sur de longues périodes de temps afin de mettre en évidence des comportements non désirés. J’ai développé pour cela des programmes per-mettant de suivre l’évolution des paramètres au cours du temps. La méthode se base pour cela sur des objets de la base de données, contenant les statistiques de la fréquence des intervalles de quan-tification. Ils sont calculés au niveau de L1 et sont stockés dans un groupe nommé COMP_STAT. Seule la fréquence des intervalles entre −5q et 5q est donnée, puis la fréquence intégrée de l’ensemble des échantillons codés sur 10bits, 16bits et 22bits. Enfin, ce groupe contient également la fréquence des erreurs de compression.

Ces fréquences sont calculées pour chaque tranche de compression. Cependant, il n’est pas possi-ble d’utiliser directement ces valeurs à cause de la manière dont sont traités les paquets au niveau L1. En effet, les données de chaque tranche de compression sont stockées de façon séquentielle dans les paquets PUS. Cependant, lorsque la taille totale des données et l’en-tête d’un paquet atteint la taille maximale d’un paquet, qui vaut 1024 octets, la suite des données est transmise dans un nouveau paquet. La suite des données se trouve donc dans le paquet suivant. Au niveau L1, les fréquences des intervalles des tranches de compression transmises sur plusieurs paquets sont calculées sur chaque morceau de la tranche séparément, comme si tous les échantillons étaient présents, ce qui biaise les calculs. En moyenne les données nécessitent 9 paquets. On trouve alors approximativement 8 voies sur 72, soit plus de 10%, qui possèdent des fréquences mal calculées.

Afin de répondre à ce problème, nous commençons par recréer un groupe contenant les fréquences corrigées, possédant exactement une valeur par tranche de compression, même sur celles qui sont séparées sur plusieurs paquets. Pour cela, il faut commencer par identifier les échantillons des objets du groupe COMP_STAT qui possèdent des valeurs incorrectes. Nous nous basons sur la différence de temps entre deux échantillons successifs. Tant que cette valeur n’est pas un multiple de la durée d’une tranche de compression, nous corrigeons les valeurs. La fréquence pour la tranche de compression complète se calcule facilement à partir des fréquences pour chaque morceau. En effet, connaissant la durée de chaque morceau, on en déduit la proportion de la tranche complète que cela représente. Enfin, en utilisant ce groupe et la méthode d’estimation du rapport q/σ détaillée dans la section 5.4.4, nous avons pu tracer l’évolution de ce rapport depuis le lancement du satellite, pour l’ensem-ble des voies de l’instrument HFI. Elle est résumée dans les figures 5.9(a) à 5.9(h). On peut voir qu’à partir du 29 juillet 2009, date à laquelle les paramètres de compression ont été fixés à leur valeur nominale, l’évolution du rapport q/σ est relativement stable sur l’ensemble des voies. Pour les bolomètres, on observe une évolution globale similaire pour la plupart des voies à une fréquence donnée. On remarque cependant certaines voies possédant des variations significatives par rapport au comportement global des autres voies à la même fréquence. Pour certaines, ces variations sont temporaires, pour d’autres on peut les mettre en évidence depuis le début des observations. Ces voies présentent systématiquement un bruit additionnel, appelé bruit télégraphique qui se traduit par une variation brutale du niveau de bruit entre au moins deux états différents. Suivant les périodes con-sidérées, le niveau de bruit n’est donc pas le même, ce qui conduit à une variation du rapport q/σ. On peut observer que dans la plupart des cas, pour ces voies, le réglage des paramètres de compres-sion initiaux tient compte du niveau de bruit le plus faible car le rapport q/σ des voies possédant un bruit télégraphique est plus faible que la valeur de référence. L’impact de la compression sur ces voies n’est donc jamais plus important que celui qu’on aurait avec le rapport q/σ de référence. Par ailleurs, on peut voir une variation périodique plus prononcée sur les voies à haute fréquence. Elle est produite par les fortes variations du signal galactique dans la zone du centre galactique qui mod-ifient la répartition des échantillons dans les intervalles de quantification. Enfin, l’évolution pour les thermomètres montre également une relative stabilité. On observe cependant sur les thermomètres des PID 1R, 2N et 2R ainsi que sur les thermomètres de l’étage à 0.1K une variation qui semble

5.4. RÉGLAGES DES PARAMÈTRES DE COMPRESSION

(a) Évolution du rapport q/σ pour les voies à 100GHz.

(b) Évolution du rapport q/σ pour les voies à 143GHz.

CHAPITRE 5. COMPRESSION DES DONNÉES DE L’INSTRUMENT HFI À BORD DU SATELLITE

(d) Évolution du rapport q/σ pour les voies à 353GHz.

(e) Évolution du rapport q/σ pour les voies à 545GHz.

(f) Évolution du rapport q/σ pour les voies à 857GHz.

5.4. RÉGLAGES DES PARAMÈTRES DE COMPRESSION

(g) Évolution du rapport q/σ pour les thermomètres.

(h) Évolution du rapport q/σ pour les thermomètres.

Figure 5.9 – Évolution du rapport q/σ au cours du temps. Elle est tracée du 16 mai 2009 au 29 mars 2011. Chaque point est calculé comme la moyenne sur 60 minutes. L’évolution du rapport q/σau cours du temps est relativement constante, après la phase initiale de réglages qui s’est terminée le 29 août 2009. On observe, un comportement particulier sur les voies possédant du bruit télégraphique. Pour ces voies le niveau de bruit oscille entre plusieurs états, ce qui entraîne un changement du rapport q/σ. On peut également voir l’effet produit par l’arrêt du compresseur à 4K début août 2009, ainsi que le changement du refroidisseur à adsorption le 10 août 2010 qui ont entraîné dans les deux cas un réchauffement global.

CHAPITRE 5. COMPRESSION DES DONNÉES DE L’INSTRUMENT HFI À BORD DU SATELLITE

être corrélée. Sur la figure 5.10 on compare l’opposée de leurs variations, normalisées à 1 sur les 1000 premiers points, au taux de rayons cosmiques, compté par les SREM. On observe une forte corrélation, ce qui signifie qu’il existe une anti-corrélation entre le taux de rayons cosmiques et le rapport q/sigma de ces voies. Elle s’explique par la variation du bruit effectif sur les thermomètres. Le bruit est plus important lorsque le taux de rayons cosmiques est plus élevé, ce qui diminue le rapport q/σ et explique l’anti-corrélation.

Figure 5.10 – Corrélation entre le rapport q/σ de thermomètres et le taux de rayons cosmiques. L’impact des rayons cosmiques dépose localement une grande quantité d’énergie. L’évolution du taux de rayons comiques est tracée en noir. Elle est mesurée par le SREM. Nous traçons ici, l’évolution donnée par l’objet TC1_countrate qui contient le taux de particules d’én-ergie supérieure à 0.085Mev. Les courbes en couleur représentent l’opposée des variations du rapport q/σ pour les thermomètres des PID et ceux de l’étages à 1.8K. Pour l’ensemble des courbes, les valeurs sont moyennées sur chaque anneau et sont lissées avec une fenêtre glissante de largeur 100. L’ensemble des courbes est normalisé à 1 sur les 1000 premiers points.