EPOS-GNSS, traitement en double-différence

 

Contexte

EPOS
EPOS (European Plate Observing System) est une infrastructure de recherche multidisciplinaire qui produit des données et des services pour la communauté scientifique en Sciences de la Terre.

EPOS-GNSS
Le groupe de travail "Données et produits GNSS" rassemble huit partenaires en Europe et a pour objectif d’archiver et de disséminer les données GNSS (Global Navigation Satellite System) de stations permanentes partout en Europe (fichiers Rinex) et des produits dérivés (solutions journalières, séries temporelles de positions, champs de vitesses et champs de déformation). Dans ce cadre, l’OSUG/ISTerre héberge l’un des deux centres de traitement de données GNSS.

EPOS Implementation Phase, puis EPOS Pilot Operational Phase
EPOS a commencé avec une Phase d’Implementation (EPOS-IP, 2015 - 2018). Dans le cadre d’EPOS-IP, une solution prototype a été produite par l’OSUG/ISTerre.
EPOS est passé dans sa phase opérationnelle (Pilot Operational Phase) en 2019, cette phase va durer jusqu’en 2022.

Produits GNSS sur l’Europe

Description de la solution
La solution présentée sur cette carte interactive comporte 615 stations réparties à travers l’Europe et inclut des données sur une période de 22 ans (2000-2021 inclus). La base de données est composée de toutes les stations ayant des données distribuées via le portail données EPOS-GNSS :
 stations EPN et IGS
 stations appartenant à 43 réseaux de 26 pays européens.

Carte interactive et mise à disposition des séries temporelles


Cartes des vitesses horizontales et verticales

Vitesses horizontales par rapport à la plaque Eurasie. Ce champ de vitesses est composé de 576 stations qui remplissent les critères qualités définis dans le texte ci-dessous.


Carte des vitesses verticales


Carte des vitesses verticales (focus sur les Alpes et les Apennins)

La mise en œuvre de traitements massifs nécessite des stratégies innovantes afin de satisfaire aux critères d’efficacité, de robustesse et d’automatisation permettant de calculer un autre produit GNSS habituel : le champ de vitesses.

Après une validation technique, le logiciel MIDAS est apparu comme une méthode efficace, rapide et la plus appropriée. Ce logiciel est un estimateur automatique de la tendance des séries temporelles (Blewitt et al., 2016). En utilisant une méthode statistique basée sur un ensemble de paires de positions séparées par un an, elle permet d’obtenir des vitesses GNSS très peu sensibles aux valeurs aberrantes, aux sauts et signaux saisonniers.

Trois catégories de robustesse sur les vitesses MIDAS ont été définies. La quantification de la robustesse est effectuée à travers deux points de contrôle MIDAS :
 le nombre maximal de valeurs aberrantes pouvant être tolérées.
 le seuil de grands sauts en fonction de la durée pour maintenir une estimation fiable de la vitesse.
( Pour en savoir plus sur MIDAS et les deux points de contrôle MIDAS, voir Blewitt et al., 2016).

Nous éliminons de notre analyse les stations pour lesquelles les points de contrôle MIDAS ne sont pas satisfaits. De plus, nous éliminons les stations pour lesquelles l’erreur estimée par MIDAS est supérieure aux valeurs suivantes :
 erreur horizontale > 0.5 mm/yr
 erreur verticale > 1.5 mm/yr

De ce fait, la carte ci-dessus comporte des vitesses pour 576 stations, et 39 stations en sont exclues.

Obtenir les solutions (i.e. séries temporelles et champ de vitesse)
Les solutions (séries temporelles de positions et champ de vitesse) sont disponibles via le portail produits EPOS-GNSS.
Pour les stations du RENAG (réseau National GNSS des laboratoires de recherche français), les solutions sont également disponibles sur le site web du RENAG.

Partenaires européens
UBI (Portugal), ROB (Belgique), NOA (Grèce), GOP (République Tchèque), CNRS (France), INGV (Italie), IMO (Islande), LTK (Hongrie), KOERI (Turquie), INCDPM RA (Roumanie), LM (Suède), BAS (Bulgarie), BKG (Allemagne)

Equipe ISTerre-OSUG
Anne SOCQUET, Physicienne des Observatoires
Andrea WALPERSDORF, Physicienne des Observatoires
Gaël JANEX, Ingénieur de recherche

Contact
Anne SOCQUET

Financement
Infrastructure de Recherche européenne EPOS

Liens
EPOS
RENAG
RESIF