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Impact of thermospheric mass density on the orbit prediction of LEO satellites / Changyong He in Space weather, vol 18 n° 1 (January 2020)
Titre : Impact of thermospheric mass density on the orbit prediction of LEO satellites Type de document : Article/Communication Auteurs : Changyong He Année de publication : 2020 Projets : 1-Pas de projet / Article en page(s) : n° e2019SW002336 Note générale : bibliographie
This study was supported by the Cooperative Research Centre for Space Environment Management (SERCLimited) through the Australian Government's Cooperative Research Centre Programme and partially supported by the National Natural Science Foundation of China(41874040) and the CUMT Independent Innovation Project of “Double-First Class” Construction (2018ZZCX08)Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Techniques orbitales
[Termes descripteurs IGN] masse d'air
[Termes descripteurs IGN] orbite basse
[Termes descripteurs IGN] orbitographieRésumé : (auteur) Many thermospheric mass density (TMD) variations have been recognized in observations and physical simulations; however, their impact on the low‐Earth‐orbit satellites has not been fully evaluated. The present study investigates the quantitative impact of periodic spatiotemporal TMD variations modulated by the empirical DTM2013 model. Also considered are two small‐scale variations, that is, the equatorial mass anomaly and the midnight density maximum, which are reproduced by the Thermosphere‐Ionosphere‐Electrodynamics General Circulation Model. This investigation is performed through a 1‐day orbit prediction (OP) simulation for a 400‐km circular orbit. The results show that the impact of TMD variations during solar maximum is 1 order of magnitude larger than that during solar minimum. The dominant impact has been found in the along‐track direction. Semiannual and semidiurnal variations in TMD exert the most significant impact on OP among the intra‐annual and intradiurnal variations, respectively. The zero mean periodic variations in TMD may not significantly affect the predicted orbit but increase the orbital uncertainty if their periods are shorter than the time span of OP. Additionally, the equatorial mass anomaly creates a mean orbit difference of 50 m (5 m) with a standard deviation of 30 m (3 m) in 1‐day OP during high (low) solar activity. The midnight density maximum exhibits a stronger impact in the order of 150±30 and 15±6 m during solar maximum and solar minimum, respectively. This study makes clear that careful selection of TMD variations is of great importance to balance the trade‐off between efficiency and accuracy in OP problems. Numéro de notice : A2020-467 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2019SW002336 date de publication en ligne : 06/11/2019 En ligne : https://doi.org/10.1029/2019SW002336 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95553
in Space weather > vol 18 n° 1 (January 2020) . - n° e2019SW002336[article]
Titre : Time variable Earth’s gravity field from SLR satellites Type de document : Article/Communication Auteurs : Krzysztof Sosnica, Auteur ; Adrian Jäggi, Auteur ; Ulrich Meyer, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : pp 945 - 960 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes descripteurs IGN] analyse comparative
[Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes descripteurs IGN] données GRACE
[Termes descripteurs IGN] masse d'air
[Termes descripteurs IGN] masse d'eau
[Termes descripteurs IGN] masse de la TerreRésumé : (auteur) The time variable Earth’s gravity field contains information about the mass transport within the system Earth, i.e., the relationship between mass variations in the atmosphere, oceans, land hydrology, and ice sheets. For many years, satellite laser ranging (SLR) observations to geodetic satellites have provided valuable information of the low-degree coefficients of the Earth’s gravity field. Today, the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission is the major source of information for the time variable field of a high spatial resolution. We recover the low-degree coefficients of the time variable Earth’s gravity field using SLR observations up to nine geodetic satellites: LAGEOS-1, LAGEOS-2, Starlette, Stella, AJISAI, LARES, Larets, BLITS, and Beacon-C. We estimate monthly gravity field coefficients up to degree and order 10/10 for the time span 2003–2013 and we compare the results with the GRACE-derived gravity field coefficients. We show that not only degree-2 gravity field coefficients can be well determined from SLR, but also other coefficients up to degree 10 using the combination of short 1-day arcs for low orbiting satellites and 10-day arcs for LAGEOS-1/2. In this way, LAGEOS-1/2 allow recovering zonal terms, which are associated with long-term satellite orbit perturbations, whereas the tesseral and sectorial terms benefit most from low orbiting satellites, whose orbit modeling deficiencies are minimized due to short 1-day arcs. The amplitudes of the annual signal in the low-degree gravity field coefficients derived from SLR agree with GRACE K-band results at a level of 77 %. This implies that SLR has a great potential to fill the gap between the current GRACE and the future GRACE Follow-On mission for recovering of the seasonal variations and secular trends of the longest wavelengths in gravity field, which are associated with the large-scale mass transport in the system Earth. Numéro de notice : A2015-878 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern En ligne : http://link.springer.com/article/10.1007/s00190-015-0825-1/fulltext.html Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79410
in Journal of geodesy > vol 89 n° 10 (october 2015) . - pp 945 - 960[article]
Titre : Comparisons of atmospheric mass variations derived from ECMWF reanalysis and operational fields, over 2003–2011 Type de document : Article/Communication Auteurs : E. Forootan, Auteur ; Olga Didova, Auteur ; M. Schumacher, Auteur ; J. Kusche, Auteur ; B. Elsaka, Auteur Année de publication : 2014 Article en page(s) : pp 503 - 514 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes descripteurs IGN] analyse comparative
[Termes descripteurs IGN] analyse diachronique
[Termes descripteurs IGN] atmosphère terrestre
[Termes descripteurs IGN] données GRACE
[Termes descripteurs IGN] levé gravimétrique
[Termes descripteurs IGN] masse d'air
[Termes descripteurs IGN] variationRésumé : (Auteur) There are two spurious jumps in the atmospheric part of the Gravity Recovery and Climate Experiment-Atmosphere and Ocean De-aliasing level 1B (GRACE-AOD1B) products, which occurred in January-February of the years 2006 and 2010, as a result of the vertical level and horizontal resolution changes in the ECMWFop (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts operational analysis). These jumps cause a systematic error in the estimation of mass changes from GRACE time-variable level 2 products, since GRACE-AOD1B mass variations are removed during the computation of GRACE level 2. In this short note, the potential impact of using an improved set of 6-hourly atmospheric de-aliasing products on the computations of linear trends as well as the amplitude of annual and semi-annual mass changes from GRACE is assessed. These improvements result from 1) employing a modified 3D integration approach (ITG3D), and 2) using long-term consistent atmospheric fields from the ECMWF reanalysis (ERA-Interim). The monthly averages of the new ITG3D-ERA-Interim de-aliasing products are then compared to the atmospheric part of GRACE-AOD1B, covering January 2003 to December 2010. These comparisons include the 33 world largest river basins along with Greenland and Antarctica ice sheets. The results indicate a considerable difference in total atmospheric mass derived from the two products over some of the mentioned regions. We suggest that future GRACE studies consider these through updating uncertainty budgets or by applying corrections to estimated trends and amplitudes/phases Numéro de notice : A2014-258 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-014-0696-x date de publication en ligne : 07/02/2014 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-014-0696-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=33161
in Journal of geodesy > vol 88 n° 5 (May 2014) . - pp 503 - 514[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 266-2014051 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible Updating ESA’s Earth System Model for Gravity Mission Simulation Studies, 2. Comparison with the Original Model / I. Bergmann–Wolf (2014)
Titre de série : Updating ESA’s Earth System Model for Gravity Mission Simulation Studies, 2 Titre : Comparison with the Original Model Type de document : Rapport Auteurs : I. Bergmann–Wolf, Auteur ; R. Dill, Auteur ; E. Forootan, Auteur ; et al., Auteur Editeur : Postdam : GeoForschungsZentrum Postdam Année de publication : 2014 Collection : Scientific technical reports num. 14-08 Importance : 60 p. Format : 21 x 30 cm Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes descripteurs IGN] calotte glaciaire
[Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes descripteurs IGN] marée océanique
[Termes descripteurs IGN] masse d'air
[Termes descripteurs IGN] variabilitéRésumé : (auteur) The ability of any satellite gravity mission concept to monitor mass transport processes in the Earth system is typically tested well ahead of its implementation by means of various simulation studies. Those studies often extend from the simulation of realistic orbits and instrumental data all the way down to the retrieval of global gravity field solution time-series. Basic requirement for all these simulations are realistic representations of the spatio-temporal mass variability in the different sub-systems of the Earth, as a source model for the orbit computations. For such simulations, a suitable source model is required to represent (i) high-frequency (i.e., sub-daily to weekly) mass variability in the atmosphere and oceans, in order to realistically include the effects of temporal aliasing due to non-tidal high-frequency mass variability into the retrieved gravity fields. In parallel, (ii) low-frequency (i.e., monthly to interannual) variability needs to be modelled with realistic amplitudes, particularly at small spatial scales, in order to assess to what extent a new mission concept might provide further insight into physical processes currently not observable. The new source model documented here attempts to fulfil both requirements: Based on ECMWF’s recent atmospheric reanalysis ERA-Interim and corresponding simulations from numerical models of the other Earth system components, it offers spherical harmonic coefficients of the time-variable global gravity field due to mass variability in atmosphere, oceans, the terrestrial hydrosphere including the ice-sheets and glaciers, as well as the solid Earth. Simulated features range from sub-daily to multiyear periods with a spatial resolution of spherical harmonics degree and order 180 over a period of 12 years. In addition to the source model, a de-aliasing model for atmospheric and oceanic high-frequency variability with augmented systematic and random noise is required for a realistic simulation of the gravity field retrieval process, whose necessary error characteristics are discussed. The documentation is organized as follows: The characteristics of the updated ESM along with some basic validation are presented in Volume 1 of this report (Dobslaw et al., 2014). A detailed comparison to the original ESA ESM (Gruber et al., 2011) is provided in Volume 2 (Bergmann-Wolf et al., 2014), while Volume 3 (Forootan et al., 2014) contains a description of the strategy to derive a realistically noisy de-aliasing model for the high-frequency mass variability in atmosphere and oceans. Numéro de notice : 16183 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport d'étude technique Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=75978 Documents numériques
en open access
16183 Updating ESA’s Earth System ModelAdobe Acrobat PDFEtude et modélisation des changements de masse dans l'atmosphère martienne et influence sur le climat de mars / Pierre-Yves Decavele (2006)
Titre : Etude et modélisation des changements de masse dans l'atmosphère martienne et influence sur le climat de mars Type de document : Mémoire Auteurs : Pierre-Yves Decavele, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2006 Importance : 65 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle des ingénieurs diplômés de l'ENSG 2ème année (IT2)Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Astrophysique
[Termes descripteurs IGN] atmosphère de planète
[Termes descripteurs IGN] climat
[Termes descripteurs IGN] dioxyde de carbone
[Termes descripteurs IGN] eau
[Termes descripteurs IGN] effet de serre
[Termes descripteurs IGN] Mars (planète)
[Termes descripteurs IGN] masse d'air
[Termes descripteurs IGN] modèle physique
[Termes descripteurs IGN] pression atmosphériqueIndex. décimale : PROJET Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Ce stage avait pour but de modéliser les phénomènes de changement de masse survenus au cours de l'histoire de Mars. Ces phénomènes ont eu pour conséquence une diminution de la pression atmosphérique. Après avoir modélisé le sputtering et les impacts (départ d'atmosphère dû aux grosses météorites et arrivée de C0 par toutes les météorites), une balance de C0 a été réalisée. Après avoir converti cette balance en variation de pression atmosphérique, on a obtenu deux scénarios de variation de pression. Le premier est un scénario avec une pression originelle martienne de 1 bar, le second avec une pression originelle de 10 bar. Le stage s'est orienté vers une étude de possibilité d'eau liquide à la surface de Mars. Les différentes modélisations réalisées nous donnent une période d'eau liquide à la surface de Mars variant de 50 à 500 millions d'années. Ces résultats semblent s'accorder avec la littérature scientifique sur le sujet. Note de contenu : 1. PRESENTATION DE LA PLANETE MARS
1.1 Paramètres orbitaux
1.2 Atmosphère - Climat
1.3 Topographie
2. EXPOSE DU PROBLEME A RESOUDRE
3. MOYENS
3.1 Programme préexistant
3.2 Littérature (modèles)
4. MODELISATIONS DES PHENOMENES DE PERTE
4.1 Modélisation du sputtering
4.2 Modélisation du phénomène des impacts
4.3 Sommation des modélisations
5 INTEGRATION AUX MODELES EXISTANTS
5.1 Modèle d'effet de serre
5.2 Intégration au modèle de température de Pollack
5.3 Intégration au programme de P. Hauran
5.4 Intégration au modèle LMD-1D
6. RESULTATS OBTENUS
6.1 Résultats basés sur le modèle de Pollack
6.2 Résultats basés sur le programme de P. Haurant
6.3 Résultats basés sur le LMD-1D
6.4 Analyse des dîfférents résultats
7. COMPARAISON AVEC LA LITTERATURE
7.1 Validation des deux scénarios déterminés
7.2 Validation des résultats sur l'eau liquideNuméro de notice : 23854 Affiliation des auteurs : IGN (avant 2012) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Observatoire Royal de Belgique ORB Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=51554 Réservation
Réserver ce documentExemplaires (2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 23854-01 PROJET Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible 23854-02 PROJET Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible PermalinkPermalinkPermalinkPermalink
