Tutoriel: Réception des données satellitaires
Le capteur à bord du satellite enregistre une image - Qu'arrive-t-il ensuite?
- Comment cette image parvient du satellite à la Terre?
- Que ce passe-t-il avec cette image durant le transit?
- Comment obtient-on une copie utile de cette image?
En suivant le procédé étape-par-étape, nous avons illustré comment une image satellite voyage de l'espace pour devenir un produit utilisable.
Table des matières
- La couverture des stations de réception
- Bandes de transmission
- Antennes de réception du CCT
- Contrôle de l’antenne
Manipulation du flux de données
Satellites de télédétection
Une constellation de satellites
Chaque jour, la Terre est observée par une «constellation» de satellites de télédétection. Construits et lancés par divers organismes internationaux, chacun de ces satellites possède son propre système d'imagerie utilisant différentes parties (visible, infrarouge, hyperfréquences, etc.) du spectre électromagnétique.
Les orbites
Les satellites de télédétection (ou d'observation de la Terre) sont habituellement sur orbite quasi polaire, c'est-à-dire qu'ils passent à quelques degrés des pôles de la Terre. Par convention, la partie de l'orbite allant du nord vers le sud se nomme «descendante» et la partie de l'orbite allant du sud vers le nord est dite «ascendante».
Capteurs passifs / actifs
Lorsqu'un capteur est conçu pour enregistrer la radiation solaire réfléchie par la Terre, on dit qu'il est «passif» puisqu'il ne peut acquérir des images que du côté de la Terre éclairé par le soleil. D'autres capteurs passifs conçus pour enregistrer la radiation directement émise par la Terre et des capteurs actifs (ayant leur propre source d'illumination), peuvent observer tant la partie illuminée que la partie ombragée de la Terre.
À la poursuite des satellites
Les stations de réceptions
Le Centre canadien de télédétection (CCT) a des ententes avec de nombreuses agences internationales pour effectuer l'acquisition de données de satellites lorsque ceux-ci passent au-dessus de l'Amérique du Nord. Les données peuvent être reçues par l'une des deux stations de réception satellitaires du CCT, la station de réception de Prince Albert en Saskatchewan et la station de réception de Gatineau au Québec.
La couverture des stations de réception
La transmission des données s'effectue seulement lorsqu'un satellite est « en vue » d'une station de réception. La position des deux stations de réception du CCT permet une couverture quasi complète de l'Amérique du Nord.
Bandes de transmission
Habituellement, les satellites de télédétection utilisent une petite partie (entre 8,02 et 8,4 GHz) de la bande X pour le téléchargement des données d'observation de la Terre. Ces données brutes (ou données signal) seront éventuellement traitées pour produire des images.
Antennes de réception du CCT
À chacune des deux stations de réception du CCT, on retrouve deux antennes paraboliques de 10 mètres de diamètre. Ce diamètre important permet une meilleure réception des signaux même les plus faibles.
Base de béton: permet d'élever et de stabiliser l'antenne. Contient aussi les panneaux d'alimentation électrique et le système de chauffage de l'antenne.
Rallonge de la base: permet de surélever l'antenne et abrite les amplificateurs de puissance.
Mécanisme d'inclinaison: une inclinaison de 2,5 degrés permet de suivre le passage des satellites près du zénith.
Élévation au-dessus du pilier azimutal: mécanisme principal de pointage de l'antenne selon la verticale (élévation) et l'horizontale (azimut).
Contrepoids: fait équilibre au poids de l'antenne et des instruments d'alimentation.
Convertisseurs: servent à convertir le flux de données des bandes X et S (8 et 2 GHz) à un signal de 375 MHz.
Disque réflecteur: paraboloïde de 10 m de diamètre et formé de 24 panneaux d'aluminium usiné. La surface de l'antenne est chauffée pour empêcher l'accumulation de glace et de neige.
Sous-réflecteur: surface dichroïque partiellement réfléchissante pour les fréquences de la bande X (qui sont ainsi réfléchies vers le récepteur de bande X) et partiellement transmitive pour les fréquences en bande S. Le sous-réflecteur est situé au point focal du disque réflecteur paraboloïde. Le récepteur en bande X reçoit le signal en bande X et contient les amplificateurs à faible bruit et les filtres éliminant des fréquences indésirables.
Prolongement du récepteur en bande X: sert à placer les instruments de réception du signal en bande X au point où il est réfléchi par le sous-réflecteur dichroïque.
Feux d'avertissement pour les avions: pour avertir les aéronefs de la présence de l'antenne.
Paratonnerre: pour protéger des équipements électroniques fragiles contre la foudre.
Contrôle de l’antenne
Pour permettre l'enregistrement des données transmises par le satellite, l'antenne de réception doit suivre et pointer directement vers le satellite. Comment l'antenne arrive-t-elle à suivre le satellite?
2.5.1. Données éphémérides : tables de prédiction de la position des satellites. Ces tables sont utilisées pour pointer l'antenne à la position prévue du satellite (en azimut et en élévation) à partir du moment où celui-ci apparaît au-dessus de l'horizon.
2.5.2. Un ordinateur déplace l'antenne le long de l'orbite prévue du satellite et recherche la transmission en bande X. Si une transmission est détectée et si le signal est assez puissant, l'ordinateur « suit » le satellite à l'aide du signal en bande X plutôt qu'avec les données d'éphémérides.
Manipulation du flux de données
Enregistrement
L'archivage des données
Chaque année, le Centre canadien de télédétection acquiert et archive plus de 30 teraoctets d'image satellitaires. En mars 2000, les archives comportaient en tout 275 teraoctets de données!
Un teraoctet de données correspond à :
- 1 024 gigaoctets ou
- 1 048 576 megazsoctets ou
- 1 073 741 824 kilooctets ou
- 1 099 511 627 776 octets.
Et à quoi ça ressemble tout ça? Eh bien, si on considère qu'un cédérom peut emmagasiner environ 640 mégaoctets de données, 430 000 cédéroms seraient nécessaires pour mettre toute l'information contenue à ce jour dans les archives du CCT. Ces cédéroms mis côte à côte formeraient une chaîne d'environ 51,6 km, soit la distance entre Charlottetown et Summerside, entre Dorval et Saint-Hubert, ou encore entre Vancouver-Nord et les Gulf Islands. Mis en pile, (attention, ne pas essayer à la maison !) ces 430 000 cédéroms atteindraient à peu près la hauteur de la tour du CN. En d'autres mots, ça fait un bon paquet de données!
Conclusion
Pour d'autres détails sur la réception de données satellitaires par le Centre canadien de télédétection, consulter:
- Section d'opération des systèmes au sol
- Les satellites à partir desquels les données sont acquises
Permission d’utilisation
Ce tutoriel est fourni tel quel et peut être copié sous n'importe quelle forme et utilisé à des fins non commerciales pourvu que le contenu de toute copie ne soit pas altéré et qu'il soit clairement mentionné que le Centre canadien de télédétection, Ressources naturelles Canada, est l'initiateur de ce matériel.
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