Le calcul GPS
mardi 20 octobre 2009 par Wanda BEROLO

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Le traitement des données GPS a été réalisé avec le logiciel Gamit (version 10.32), développé par le MIT (Massachussetts Institute of Technology). L’un des objectifs futurs est d’arriver à automatiser celui-ci. CLAP, qui est a priori fixe et très proche du glissement, est choisie comme station de référence et fortement contrainte. Au contraire, CLP1 et CPL2 sont laissées libres. Comme les deux stations principales (CLP1 et CPL2) sont deux GPS monofréquences, le traitement des données doit se faire uniquement avec la fréquence L1. On effectue donc un traitement monofréquence par la phase en réseau. De plus, étant donné la petite taille de ce dernier, les corrections ionosphériques sont considérées constantes sur le site (CLAP est très proche de CLP1 et CPL2). Gamit est un logiciel scientifique possédant de très nombreuses options. Dans l’optique d’un traitement automatisé en temps quasi-réel, divers modes de calcul ont été testés et, à l’issue de ceux-ci, des paramètres de calcul jugés optimaux ont été fixés. Après mise en référence des calculs journaliers grâce au module Globk, nous obtenons pour les stations CLP1, CPL2 et RABU les séries temporelles de position ci-dessous (respectivement, du haut vers le bas, les composantes Nord, Est et Verticale). 

 Séries temporelles obtenues avec Gamit : de gauche à droite, CLP1, CPL2 et RABU. De haut en bas, les composantes Nord, Est et Verticale

Les résultats issus de Gamit sont présentés ci-dessus. Le déplacement de CLP1 et CPL2, ainsi que leur ralentissement entre 2003.5 et 2007.5, sont nets. Quant à RABU, les séries temporelles montrent un déplacement long terme léger par rapport à CLAP mais surtout une importante composante sinusoïdale annuelle sur les composantes planes. Les principaux résultats sont indiqués ci-dessous :

Vitesses moyennes des GPS en cm/an entre 2003.52466 et 2007.26712
Est Nord Verticale longueur/CLAP Totale(**)

CLP1 -15,7 -17,8 -12,9 -20,7 -27,0
CPL2 -13,4 -23,3 - 17,9 -27,8 -32,3
RABU (*) -0,18 -0,15 -0,20 -0,19 -0,3
* après soustraction de la tendance sinusoïdale annuelle
** vitesse totale = vitesse 3D

Pour analyser plus précisément le mouvement de CLP1 et CPL2, nous nous intéressons à leur vitesse (graphique ci-dessous). Le ralentissement est bien visible, que ce soit pour CLP1 ou CPL2. Toutefois, il existe de nombreux épisodes de changements de vitesse pour chacune des stations. La plupart de ceux-ci sont communs aux deux stations. Est-ce un artefact introduit par le traitement, ou est-ce que cela correspond à un vrai phénomène physique ? La comparaison des résultats avec ceux des prismes permettra de lever en partie le voile sur cette interrogation.

Variations de la vitesse (en mètres/an) estimée à 30 jours de la distance CLAP/CLP1 (en bleu) et CLAP/CPL2 (en rouge). La vitesse est négative car cette longueur diminue.


Quelques indicateurs statistiques de qualité
 :
Nombre de jours calculés : entre 88 et 93 % selon les stations (près de 95% en enlevant la période 2003.5-2004.0). Un tableau résume les valeurs de répétabilité calculées : (cet estimateur traduit donc la dispersion des résultats à court terme)
rms (mm) Est Nord Verticale longueur/CLAP
CLP1 3,7 3,4 14,4 3,3
CPL2 3,6 3,8 15,6 4,2
RABU 5,6 4,9 15,7 7,4