FR3113321A1 - Satellite geolocation method implementing a correction of an atmospheric refraction model - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de géolocalisation (100) par satellite comportant les étapes : - d’initialisation (102) d’un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique ;- de correction (103) du modèle de réfraction atmosphérique ;- de géolocalisation (104) par rayons lumineux d’un objet d’intérêt sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé ;Selon l’invention, le procédé de géolocalisation :- comporte une étape (101) de définition d’un ensemble de points de référence comprenant au moins un point de référence terrestre et ou au moins un point de référence spatial ;- la correction du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée en comparant une position d’au moins un point de référence observée sur une image satellite à une position dudit au moins un point de référence modélisée sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction. L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur et un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Figure pour l’abrégé : figure 1AThe invention relates to a geolocation method (100) by satellite comprising the steps of: - initializing (102) an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n; - correcting (103) the atmospheric refraction model;- geolocation (104) by light rays of an object of interest on the basis of the corrected atmospheric refraction model;According to the invention, the geolocation method:- comprises a step (101) of definition of a set of reference points comprising at least one terrestrial reference point and or at least one spatial reference point; - the correction of the atmospheric refraction model is carried out by comparing a position of at least one observed reference point on a satellite image at a position of said at least one reference point modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction. The invention also relates to a computer program product and a device for implementing the method according to the invention. Figure for abstract: Figure 1A
Description
La présente invention appartient au domaine de l’observation de la Terre.The present invention belongs to the field of Earth observation.
Plus particulièrement, la présente invention vise à corriger l’effet des perturbations atmosphériques dues à la réfraction sur les images satellites et la géolocalisation.More particularly, the present invention aims to correct the effect of atmospheric disturbances due to refraction on satellite images and geolocation.
La géolocalisation par satellite d’un point au sol ou en altitude est impactée par la réfraction atmosphérique qui tend à dévier le rayon lumineux parvenant au capteur du satellite.Satellite geolocation of a point on the ground or at altitude is impacted by atmospheric refraction which tends to deflect the light ray reaching the satellite sensor.
Il est connu de l’art antérieur de corriger l’effet de la réfraction atmosphérique sur une image satellite :It is known from the prior art to correct the effect of atmospheric refraction on a satellite image:
- par un modèle d’atmosphère et un algorithme de tracé du rayon ;- by an atmosphere model and a ray tracing algorithm;
- au moyen de points de contrôle au sol dans l’image et des polynômes de correction.- by means of ground control points in the image and correction polynomials.
Il est divulgué, dans la publication scientifiqueCorrection of Atmospheric Refraction Geolocation Error for High Resolution Optical Satellite Pushbroom Images ,Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 82, No. 6, June 2016, pp. 427-435, une correction de l’effet de réfraction au moyen d’un modèle d’atmosphère selon lequel l’atmosphère est divisée en couches homogènes entre la troposphère débutant à altitude nulle et la mésopause.It is disclosed, in the scientific publication Correction of Atmospheric Refraction Geolocation Error for High Resolution Optical Satellite Pushbroom Images , Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 82, No. 6, June 2016, p. 427-435, a correction of the refraction effect by means of an atmosphere model according to which the atmosphere is divided into homogeneous layers between the troposphere beginning at zero altitude and the mesopause.
Un inconvénient de la solution divulguée dans cet art antérieur est qu’elle ne permet pas de prendre en compte des observations de calibration par points de contrôle. Le modèle atmosphérique n’est ainsi pas mis à jour en fonction de ce qui est observé par le système d’observation.A drawback of the solution disclosed in this prior art is that it does not allow calibration observations by control points to be taken into account. The atmospheric model is thus not updated according to what is observed by the observation system.
La demande de brevet chinois CN103063200 divulgue une méthode de génération d’une orthoimage satellite utilisant des points de contrôle au sol et des polynômes de correction.Chinese patent application CN103063200 discloses a method for generating a satellite orthoimage using ground control points and correction polynomials.
Un inconvénient de la solution divulguée dans cet art antérieur est qu’elle ne permet pas de corriger les effets de la réfraction atmosphérique sur la géolocalisation d’un point situé à une altitude non nulle.A drawback of the solution disclosed in this prior art is that it does not make it possible to correct the effects of atmospheric refraction on the geolocation of a point located at a non-zero altitude.
La présente invention propose de corriger l’effet de réfraction atmosphérique sur la géolocalisation par un satellite comportant un dispositif de prise de vue.The present invention proposes to correct the effect of atmospheric refraction on geolocation by a satellite comprising a camera device.
La présente invention concerne un procédé de géolocalisation par satellite comportant les étapes :The present invention relates to a satellite geolocation method comprising the steps:
- d’initialisation d’un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique ;- initialization of an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n;
- de correction du modèle de réfraction atmosphérique ;- correction of the atmospheric refraction model;
- de géolocalisation par rayons lumineux d’un objet d’intérêt sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé ;- geolocation by light rays of an object of interest based on the corrected atmospheric refraction model;
Selon l’invention :According to the invention:
- le procédé de géolocalisation comporte par ailleurs une étape de définition d’un ensemble de N points de référence comprenant au moins un point de référence terrestre et ou au moins un point de référence spatial, lesdits points de référence étant choisis de sorte qu’un champ de vision du satellite comporte à chaque instant au moins un point de référence ;- the geolocation method also comprises a step of defining a set of N reference points comprising at least one terrestrial reference point and/or at least one spatial reference point, said reference points being chosen so that a the satellite's field of view includes at least one reference point at each instant;
- la correction du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée en comparant une position d’au moins un point de référence observée sur une image satellite à une position dudit au moins un point de référence modélisée sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction.- the correction of the atmospheric refraction model is carried out by comparing a position of at least one reference point observed on a satellite image with a position of said at least one reference point modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction.
Dans un mode de mise en œuvre, l’étape de correction du modèle de réfraction atmosphérique comporte les étapes :In one mode of implementation, the atmospheric refraction model correction step comprises the steps:
- de capture de l’image satellite ;- capture of the satellite image;
- d’identification des points de référence dans ladite image ;- identification of reference points in said image;
- de comparaison des positions observées dans l’image des points de référence avec les positions modélisées desdits points de référence sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction ;- comparison of the positions observed in the image of the reference points with the modeled positions of the said reference points on the basis of the atmospheric refraction model before correction;
- de mise à jour du modèle de réfraction atmosphérique en fonction d’un écart observé entre les positions observées des points de référence et les positions modélisées desdits points de référence.- updating of the atmospheric refraction model according to an observed difference between the observed positions of the reference points and the modeled positions of the said reference points.
Dans un mode de mise en œuvre, la correction du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée au moyen d’un filtre de Kalman.In one mode of implementation, the correction of the atmospheric refraction model is carried out by means of a Kalman filter.
Dans un mode de mise en œuvre, la correction du modèle de réfraction atmosphérique met en œuvre :In one mode of implementation, the correction of the atmospheric refraction model implements:
- pour chacun des points de référence, une correction ciblée dudit modèle de réfraction atmosphérique permettant de minimiser un écart entre position observée et position modélisée dudit point de référence ;- for each of the reference points, a targeted correction of said atmospheric refraction model making it possible to minimize a difference between observed position and modeled position of said reference point;
- une correction globale du modèle de réfraction atmosphérique, obtenue par interpolation sur la base de la correction ciblée.- a global correction of the atmospheric refraction model, obtained by interpolation on the basis of the targeted correction.
Dans un mode de mise en œuvre, l’indice de réfraction n atmosphérique est exprimé sous la forme :In one mode of implementation, the atmospheric refractive index n is expressed in the form:
où f est une fonction d’une latitude lat, d’une longitude lon, et d’une altitude h, et la correction locale consiste à déterminer, pour chacun des N points de référence un facteur de correction Ki tel que :
[Math 2]
[Math 2]
où Ki est fonction de la latitude, de la longitude, et de l’altitude h, et i un indice muet compris entre 1 et N et associé de manière unique à un point de référence, tel que le facteur de correction Ki minimise un écart entre position observée et position modélisée du point de référence associé audit facteur de correction.where Ki is a function of latitude, longitude, and altitude h, and i a dummy index between 1 and N and uniquely associated with a reference point, such that the correction factor Ki minimizes a deviation between observed position and modeled position of the reference point associated with said correction factor.
Dans un mode de mise en œuvre, Ki est une fonction constante.In one embodiment, Ki is a constant function.
Dans un mode de mise en œuvre, l’interpolation utilisée pour la correction globale met en œuvre des polynômes de Lagrange ou une loi normale.In one mode of implementation, the interpolation used for the global correction implements Lagrange polynomials or a normal law.
Dans un mode de mise en œuvre, l’initialisation du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée sur la base d’un modèle standard d’atmosphère.In one mode of implementation, the initialization of the atmospheric refraction model is carried out on the basis of a standard model of the atmosphere.
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur comportant un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un processeur, configurent ledit processeur pour mettre en œuvre un procédé de géolocalisation par satellite selon l’invention.The invention also relates to a computer program product comprising a set of program code instructions which, when executed by a processor, configure said processor to implement a satellite geolocation method according to the invention.
L’invention concerne également un dispositif de géolocalisation par satellite comportant :The invention also relates to a satellite geolocation device comprising:
- des moyens pour initialiser un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique ;- means for initializing an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n;
- des moyens pour corriger le modèle de réfraction atmosphérique ;- Means for correcting the atmospheric refraction model;
- des moyens pour géolocaliser par rayons lumineux un objet d’intérêt sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé ;
Selon l’invention, le dispositif comporte par ailleurs :- Means for geolocating by light rays an object of interest on the basis of the corrected atmospheric refraction model;
According to the invention, the device also comprises:
- des moyens pour définir un ensemble de N points de référence comprenant au moins un point de référence au sol et ou au moins un point de référence spatial, lesdits points de référence étant choisis de sorte qu’un champ de vision du satellite comporte à chaque instant au moins un point de référence ;- means for defining a set of N reference points comprising at least one reference point on the ground and or at least one spatial reference point, said reference points being chosen so that a field of view of the satellite comprises at each instant at least one reference point;
- des moyens pour comparer une position d’au moins un point de référence observée sur une image satellite à une position dudit au moins un point de référence modélisée sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction.- means for comparing a position of at least one reference point observed on a satellite image with a position of said at least one reference point modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction.
Description détailléedetailed description
Dans toute la description, les adjectifs numéraux ordinaux tels que « première » ou « deuxième », lorsqu’ils sont associés aux étapes du procédé, sont utilisés pour distinguer les étapes les unes des autres et n’impliquent pas nécessairement une chronologie entre les différentes étapes.Throughout the description, ordinal numeral adjectives such as "first" or "second", when associated with process steps, are used to distinguish the steps from each other and do not necessarily imply a chronology between the different steps.
La présente invention concerne un procédé 100 de géolocalisation par satellite mettant en œuvre une correction d’un modèle de réfraction atmosphérique.The present invention relates to a method 100 of geolocation by satellite implementing a correction of an atmospheric refraction model.
La figure 1A représente un diagramme schématique du procédé 100 selon l’invention.FIG. 1A represents a schematic diagram of the method 100 according to the invention.
Le procédé 100 comporte une première étape 101 de définition d’un ensemble de N points de référence 200G, 200S, comprenant au moins un point de référence terrestre 200G et ou au moins un point de référence spatial 200S, où N est un entier naturel supérieur ou égal à 1.The method 100 comprises a first step 101 of defining a set of N reference points 200G, 200S, comprising at least one terrestrial reference point 200G and or at least one spatial reference point 200S, where N is a higher natural integer or equal to 1.
L’ensemble des points de référence peut par exemple comprendre dix mille points de référence terrestres 200G et cent ou dix mille points de référence spatiaux 200S. Les points de référence terrestres correspondent à des points de référence au sol 200G, sur Terre T, et les points de référence spatiaux correspondent à des sources spatiales de lumière primaires ou secondaires, par exemple des étoiles, des planètes ou des satellites.The set of reference points may for example comprise ten thousand terrestrial reference points 200G and one hundred or ten thousand spatial reference points 200S. Terrestrial reference points correspond to ground reference points 200G, on Earth T, and spatial reference points correspond to primary or secondary space sources of light, for example stars, planets or satellites.
En référence à la figure 2A représentant un ensemble de points de référence, les points de référence spatiaux sont des étoiles de référence 200S.Referring to Figure 2A showing a set of reference points, the spatial reference points are reference stars 200S.
On entend par « source de lumière primaire » une source émettant sa propre lumière, et par « source de lumière secondaire » une source réfléchissant une lumière.By “primary light source” is meant a source emitting its own light, and by “secondary light source” a source reflecting a light.
Dans la suite de la description, les seuls points de référence spatiaux considérés sont des étoiles, mais l’homme du métier comprendra que d’autres types d’objets spatiaux peuvent être considérés.In the rest of the description, the only spatial reference points considered are stars, but those skilled in the art will understand that other types of spatial objects can be considered.
Vus d’un satellite St, les effets de la réfraction atmosphérique sont plus marqués en périphérie du périmètre terrestre, où l’épaisseur d’atmosphère traversée par les rayons lumineux est plus importante.Seen from an St satellite, the effects of atmospheric refraction are more marked at the periphery of the Earth's perimeter, where the thickness of the atmosphere traversed by the light rays is greater.
Pour cette raison, vus du satellite St, les points au sol 200G considérés sont situés dans une zone périphérique intérieure d’un périmètre terrestre, et les étoiles 200S considérées sont des étoiles vues par le satellite St comme étant situées dans une zone périphérique extérieure du périmètre terrestre correspondant au limbe terrestre L.For this reason, seen from the St satellite, the 200G ground points considered are located in an inner peripheral zone of a terrestrial perimeter, and the 200S stars considered are stars seen by the St satellite as being located in an outer peripheral zone of the Earth. terrestrial perimeter corresponding to the terrestrial limb L.
Les points de référence sont choisis de telle sorte que le satellite St voit régulièrement, au cours de sa mission, dans son champ de vision, des points de référence, étant entendu que le ou les points de référence vus par le satellite peuvent changer à chaque instant en fonction de sa trajectoire. Par exemple, le satellite St voit dans son champ de vision, une étoile 200S donnée deux fois par jour, et, une fois par minute, plusieurs points au sol 200G.The reference points are chosen in such a way that the satellite St sees regularly, during its mission, in its field of vision, reference points, it being understood that the reference point(s) seen by the satellite can change at each instant depending on its trajectory. For example, the satellite St sees in its field of vision, a 200S star given twice a day, and, once a minute, several points on the ground 200G.
On entend par « champ de vision du satellite » un champ de vision d’un dispositif de prise de vue Se du satellite, c’est-à-dire une zone de l’espace couverte par un angle de champ dudit dispositif de prise de vue.“Satellite field of view” means a field of view of a satellite imaging device Se, that is to say an area of space covered by a field angle of said imaging device. seen.
La figure 2B représente deux points de référence, un au sol 200G et une étoile 200S, ainsi que le trajet des rayons lumineux depuis ces points de référence jusqu’au dispositif de prise de vue Se du satellite. Dans le modèle d’atmosphère représenté sur la figure 2B, les rayons lumineux traversent deux couches d’atmosphère.FIG. 2B represents two reference points, one on the ground 200G and a star 200S, as well as the path of the light rays from these reference points to the imaging device Se of the satellite. In the atmosphere model shown in Figure 2B, light rays pass through two layers of atmosphere.
On entend par « limbe terrestre » la zone périphérique extérieure de la Terre, située entre la surface terrestre et l’espace. Elle s’étend entre une altitude nulle et une altitude d’environ 100 kilomètres. La valeur numérique donnée ici de cette limite supérieure n’est pas limitative de l’invention qui s’applique aussi bien à une valeur pouvant être inférieure ou supérieure.The term "terrestrial limb" refers to the outer peripheral zone of the Earth, located between the earth's surface and space. It extends between zero altitude and an altitude of about 100 kilometers. The numerical value given here of this upper limit does not limit the invention, which applies equally well to a value which may be lower or higher.
A titre d’exemple non limitatif, en considérant une image plane de la Terre et de sa périphérie telles que vues par le satellite, la zone périphérique intérieure contenant les points au sol 200G peut par exemple s’étendre de manière annulaire depuis le périmètre terrestre en direction du centre de la Terre T, sur une distance sensiblement équivalente à celle de la zone périphérique extérieure correspondant au limbe terrestre L.By way of non-limiting example, considering a flat image of the Earth and its periphery as seen by the satellite, the inner peripheral zone containing the points on the ground 200G can for example extend in an annular manner from the terrestrial perimeter towards the center of the Earth T, over a distance substantially equivalent to that of the outer peripheral zone corresponding to the terrestrial limb L.
Bien entendu, les points au sol 200G considérés peuvent être plus éloignés du périmètre terrestre, mais il convient de noter que plus ils seront proches du périmètre terrestre, mieux ils permettront de prendre en compte les effets de la réfraction atmosphérique pour correction lors de la géolocalisation.Of course, the 200G ground points considered may be further from the Earth perimeter, but it should be noted that the closer they are to the Earth perimeter, the better they will allow the effects of atmospheric refraction to be taken into account for correction during geolocation. .
Les points de référence 200G, 200S sont associés chacun à un identifiant unique permettant de les identifier, et sont stockés dans une base de données comportant notamment, pour chaque point de référence, une position absolue du point de référence et son identifiant. D’autres informations peuvent être également rentrées dans la base de données, par exemple un type du point de référence (terrestre ou spatial).The reference points 200G, 200S are each associated with a unique identifier making it possible to identify them, and are stored in a database comprising in particular, for each reference point, an absolute position of the reference point and its identifier. Other information can also be entered in the database, for example a type of reference point (terrestrial or spatial).
Dans toute la description, des positions absolues, observées ou modélisées des points de référence pourront être exprimées par exemple au moyen de coordonnées terrestres ou célestes, selon le type du point de référence considéré.Throughout the description, absolute, observed or modeled positions of the reference points may be expressed for example by means of terrestrial or celestial coordinates, depending on the type of reference point considered.
Le procédé comporte une seconde étape 102 d’initialisation d’un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique.The method includes a second step 102 of initializing an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n.
On entend par « variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique » des différences de valeurs de l’indice de réfraction atmosphérique selon le point de l’atmosphère considéré.“Spatial variations of an atmospheric refractive index n” means differences in values of the atmospheric refractive index depending on the point in the atmosphere considered.
Dans un mode préféré de mise en œuvre, l’initialisation des indices de réfraction n atmosphérique est réalisée sur la base du modèle d’atmosphère standard défini par l’Organisation Internationale de Normalisation (ISOpour« International Organization for Standardization »en terminologie anglo-saxonne).In a preferred mode of implementation, the initialization of the atmospheric refractive indices n is carried out on the basis of the standard atmosphere model defined by the International Organization for Standardization ( ISO for “International Organization for Standardization ” in English terminology). Saxon).
Les valeurs d’indice de réfraction atmosphérique sont calculées à partir des valeurs normalisées de pression, température, et humidité.Atmospheric refractive index values are calculated from normalized values of pressure, temperature, and humidity.
L’homme du métier comprendra à la lecture de ce qui suit que l’initialisation peut se baser sur d’autres modèles d’atmosphère.Those skilled in the art will understand from reading what follows that the initialization can be based on other atmosphere models.
Le procédé comporte une troisième étape 103 de correction du modèle de réfraction atmosphérique.The method includes a third step 103 of correcting the atmospheric refraction model.
Dans toute la description, les parcours des rayons lumineux sont considérés dans un plan contenant le satellite St, assimilé à un point, un point d’intérêt (point de référence ou objet à géolocaliser) et un centre de de gravité de la Terre T.Throughout the description, the paths of the light rays are considered in a plane containing the satellite St, assimilated to a point, a point of interest (reference point or object to be geolocated) and a center of gravity of the Earth T.
La correction du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée en comparant une position des points de référence 200G, 200S observée sur la base d’une image capturée par le dispositif de prise de vue Se avec des positions modélisées sur la base du modèle de réfraction atmosphérique non corrigé.The correction of the atmospheric refraction model is carried out by comparing a position of the reference points 200G, 200S observed on the basis of an image captured by the camera device Se with positions modeled on the basis of the atmospheric refraction model not corrected.
En référence à la figure 1B, la troisième étape 103 de correction du modèle de réfraction atmosphérique comporte une étape 1031 de capture d’au moins une image par le dispositif de prise de vue Se.Referring to FIG. 1B, the third step 103 of correcting the atmospheric refraction model includes a step 1031 of capturing at least one image by the imaging device Se.
La troisième étape 103 de correction du modèle de réfraction atmosphérique comporte également une étape 1032 d’identification des points de référence au cours de laquelle l’au moins une image capturée est analysée pour identifier dans ladite image les points de référence 200G, 200S.The third step 103 of correcting the atmospheric refraction model also includes a step 1032 of identifying the reference points during which the at least one captured image is analyzed to identify the reference points 200G, 200S in said image.
Les positions des points de référence 200G, 200S sont observées lors de cette étape 1032.The positions of the reference points 200G, 200S are observed during this step 1032.
La troisième étape 103 de correction du modèle de réfraction atmosphérique comporte également une étape 1033 de comparaison des positions observées au cours de l’étape 1032 d’identification des points de référence avec les positions modélisées sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction.The third step 103 of correcting the atmospheric refraction model also includes a step 1033 of comparing the positions observed during the step 1032 of identifying the reference points with the positions modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction.
Les positions modélisées correspondent aux positions qu’auraient les points de référence 200G, 200S sur une image satellite si l’atmosphère présentait le même comportement, en termes de réfraction, que le modèle de réfraction atmosphérique établi précédemment.The modeled positions correspond to the positions that the 200G, 200S reference points would have on a satellite image if the atmosphere showed the same behavior, in terms of refraction, as the atmospheric refraction model previously established.
La détermination de ces positions modélisées est réalisée, pour un point de référence donné, en considérant le trajet d’un rayon lumineux issu dudit point de référence, à travers l’atmosphère modélisée sous forme de cellules, depuis la position absolue connue dudit point de référence.The determination of these modeled positions is carried out, for a given reference point, by considering the path of a light ray issuing from said reference point, through the atmosphere modeled in the form of cells, from the known absolute position of said point of reference.
Il est appliqué à chaque interface entre les cellules la loi de Snell-Descartes rappelée ci-après :The Snell-Descartes law recalled below is applied to each interface between the cells:
Où n désigne l’indice de réfraction, i un angle formé par le rayon lumineux par rapport à une normale au point d’incidence, et où les exposants « - » et « + » sont associés respectivement au rayon incident et au rayon réfracté et aux cellules correspondantes.Where n designates the index of refraction, i an angle formed by the light ray with respect to a normal at the point of incidence, and where the exponents "-" and "+" are associated respectively with the incident ray and with the refracted ray and to the corresponding cells.
La troisième étape 103 de correction du modèle de réfraction atmosphérique comporte également une étape 1034 de mise à jour du modèle de réfraction atmosphérique en fonction d’un écart observé entre les positions observées des points de référence et les positions modélisées.The third step 103 of correcting the atmospheric refraction model also includes a step 1034 of updating the atmospheric refraction model as a function of an observed difference between the observed positions of the reference points and the modeled positions.
La figure 4 représente un trajet d’un rayon lumineux tel que visualisé par le dispositif de prise de vue Se, représenté en trait plein, et un trajet d’un rayon lumineux modélisé au moyen du modèle de réfraction atmosphérique.FIG. 4 represents a path of a light ray as viewed by the imaging device Se, shown in solid lines, and a path of a light ray modeled using the atmospheric refraction model.
Par souci de simplification, seules neuf cellules du modèle de réfraction atmosphérique sont représentées, formant une matrice. Les indices de réfraction reprennent la notation matricielle usuelle.For the sake of simplicity, only nine cells of the atmospheric refraction model are represented, forming a matrix. The refractive indices use the usual matrix notation.
Un angle d’incidence i-et un angle de réfraction i+apparaissant dans la loi de Snell-Descartes sont ici représentés pour les cellules d’indice de réfraction n22 et n12 associées respectivement au rayon incident et au rayon réfracté.An angle of incidence i − and an angle of refraction i + appearing in the Snell-Descartes law are represented here for the cells of refractive index n22 and n12 associated respectively with the incident ray and with the refracted ray.
En référence à la figure 4, la mise à jour du modèle de réfraction atmosphérique permet de se rapprocher du comportement en réfraction réel de l’atmosphère, c’est-à-dire que la position du point de référence, ici une étoile 200S, est modélisée à une position sensiblement identique à celle déterminée (ou observée) par analyse de l’image issue de la prise de vue.Referring to Figure 4, the update of the atmospheric refraction model makes it possible to get closer to the real refraction behavior of the atmosphere, i.e. the position of the reference point, here a 200S star, is modeled at a position substantially identical to that determined (or observed) by analysis of the image resulting from the shooting.
Le procédé comporte une quatrième étape 104 de géolocalisation d’un objet d’intérêt.The method includes a fourth step 104 of geolocation of an object of interest.
En référence à la figure 1C, la quatrième étape 104 de géolocalisation de l’objet d’intérêt comporte une étape 1041 de modélisation d’un trajet parcouru par un rayon lumineux se propageant depuis le satellite St, assimilé à un point, selon une direction initiale portée par une droite reliant ledit satellite à l’objet à géolocaliser.With reference to FIG. 1C, the fourth step 104 of geolocation of the object of interest comprises a step 1041 of modeling a path traveled by a light ray propagating from the satellite St, assimilated to a point, in a direction initial carried by a straight line connecting said satellite to the object to be geolocated.
Le trajet du rayon lumineux est modélisé sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé, en utilisant la loi de Snell-Descartes comme décrit précédemment. Le trajet du rayon lumineux est modélisé jusqu’au sol terrestre.The path of the light ray is modeled based on the corrected atmospheric refraction model, using the Snell-Descartes law as described previously. The path of the light ray is modeled to the earth's ground.
Dans le cas d’un objet à géolocaliser au sol, cela permet ainsi de géolocaliser ledit objet.In the case of an object to be geolocated on the ground, this makes it possible to geolocate said object.
Dans le cas d’un objet en altitude, une mesure de l’altitude peut se faire au moyen des techniques connues de l’homme du métier.In the case of an object at altitude, a measurement of the altitude can be made by means of techniques known to those skilled in the art.
Dans un mode de mise en œuvre, l’étape 1041 de modélisation d’un trajet parcouru par un rayon lumineux est appliquée à au moins deux satellites, et la quatrième étape 104 de géolocalisation comprend également une étape 1042 de détermination de l’altitude de l’objet à géolocaliser par intersection des trajets optiques déterminés pour au moins deux satellites.In one mode of implementation, the step 1041 of modeling a path traveled by a light ray is applied to at least two satellites, and the fourth step 104 of geolocation also includes a step 1042 of determining the altitude of the object to be geolocated by intersection of optical paths determined for at least two satellites.
La troisième étape 103 est avantageusement réalisée de manière récurrente de sorte à affiner le modèle de réfraction atmosphérique. Ceci est illustré sur la figure 1 par une boucle reliant la sortie du bloc 103 à l’entrée dudit bloc. En particulier, la correction du modèle de réfraction atmosphérique pourra prendre en compte des points de référence non pris en compte lors d’une précédente correction, par exemple des étoiles 200S cachées par la Terre T pour une position antérieure du satellite, et apparaissant dans son champ de vision après déplacement.The third step 103 is advantageously carried out in a recurring manner so as to refine the atmospheric refraction model. This is illustrated in Figure 1 by a loop connecting the output of block 103 to the input of said block. In particular, the correction of the atmospheric refraction model may take into account reference points not taken into account during a previous correction, for example 200S stars hidden by the Earth T for a previous position of the satellite, and appearing in its field of vision after displacement.
L’homme du métier comprendra que les troisième et quatrième étapes peuvent ainsi être réalisées simultanément ou l’une après l’autre.Those skilled in the art will understand that the third and fourth steps can thus be carried out simultaneously or one after the other.
L’invention va maintenant être décrite dans deux modes de mise en œuvre particulier.The invention will now be described in two particular embodiments.
Dans un premier mode de mise en œuvre, un filtre de Kalman est utilisé pour la correction du modèle de réfraction atmosphérique.In a first mode of implementation, a Kalman filter is used for the correction of the atmospheric refraction model.
Dans ce premier mode de mise en œuvre, en référence à la figure 3, au cours de l’étape d’initialisation 102 du modèle de réfraction atmosphérique, l’atmosphère terrestre est divisée en cellules sensiblement parallélépipédiques rectangles, au sein desquelles l’indice de réfraction n est homogène.In this first mode of implementation, with reference to FIG. 3, during the initialization step 102 of the atmospheric refraction model, the Earth's atmosphere is divided into substantially rectangular parallelepipedal cells, within which the index of refraction n is homogeneous.
Sur la figure 3, l’une des cellules est représentée en traits pleins pour faciliter la visualisation de la géométrie d’une cellule. Pour des raisons de clarté de la figure, les autres cellules sont représentées en traits pointillés. L’indice n fait référence à l’indice de réfraction atmosphérique au sein de la cellule.In Figure 3, one of the cells is shown in solid lines to facilitate the visualization of the geometry of a cell. For reasons of clarity of the figure, the other cells are shown in dotted lines. The index n refers to the index of atmospheric refraction within the cell.
L’homme du métier comprendra à la lecture de ce qui suit que l’invention peut s’appliquer à des cellules présentant une autre forme que parallélépipédiques rectangles.Those skilled in the art will understand from reading what follows that the invention can be applied to cells having a shape other than rectangular parallelepipeds.
Lors de l’étape d’initialisation du modèle de réfraction atmosphérique, les indices de réfraction n atmosphérique de chacune des cellules sont initialisés, par exemple au moyen du modèle d’atmosphère standard défini par l’Organisation Internationale de Normalisation.During the initialization step of the atmospheric refraction model, the atmospheric refractive indices n of each of the cells are initialized, for example by means of the standard atmosphere model defined by the International Organization for Standardization.
La modélisation sous forme de cellules de l’atmosphère permet ainsi de mettre en œuvre un filtrage de Kalman.Modeling in the form of cells of the atmosphere thus makes it possible to implement Kalman filtering.
Un vecteur d’état du filtre de Kalman à un instant k est noté X(k). Il s’agit d’un vecteur de taille Mx1 où M désigne un nombre de cellules du modèle de réfraction atmosphérique. Une composante Xi(k) du vecteur d’états, à l’instant k, correspond à l’indice de réfraction nide la cellule numéro i, i étant ici un indice muet :A state vector of the Kalman filter at a time k is denoted X(k). It is a vector of size Mx1 where M designates a number of cells of the atmospheric refraction model. A component X i (k) of the state vector, at time k, corresponds to the refractive index n i of cell number i, i here being a mute index:
Un état initial X(0) correspond donc aux indices de réfraction déterminés au cours de la seconde étape 102 d’initialisation du modèle atmosphérique.An initial state X(0) therefore corresponds to the refractive indices determined during the second step 102 of initializing the atmospheric model.
Il est également défini une matrice de covariance P et une matrice de covariance initiale P0, laquelle correspond à une corrélation initiale entre les cellules. La covariance initiale P0 dépend d’une distance entre les cellules.It is also defined a covariance matrix P and an initial covariance matrix P0, which corresponds to an initial correlation between the cells. The initial covariance P0 depends on a distance between the cells.
Dans un mode de mise en œuvre, la matrice de covariance initiale P0s’exprime de manière suivante :In one embodiment, the initial covariance matrix P 0 is expressed as follows:
Où i et j désignent des indices muets matriciels compris chacun entre 1 et M, et σi désigne un écart-type caractérisant une incertitude sur la connaissance de l’indice de réfraction de la cellule i.Where i and j denote matrix mute indices each between 1 and M, and σi denotes a standard deviation characterizing an uncertainty in the knowledge of the refractive index of cell i.
D(i ;j) est un terme fonction d’une distance entre les cellules i et j.D(i;j) is a term function of a distance between cells i and j.
Dans un mode de mise en œuvre, d(i ;j) s’exprime de la manière suivante :In one embodiment, d(i;j) is expressed as follows:
où d(i ;j) est une distance euclidienne entre les cellules i et j et d0une distance euclidienne moyenne entre deux cellules adjacentes.where d(i;j) is a Euclidean distance between cells i and j and d 0 an average Euclidean distance between two adjacent cells.
Les distances entre cellules, dans le cas de cellules parallélépipédiques rectangles, peuvent être déterminées en calculant la distance entre les centres des cellules, mais d’autres définitions de distances entre cellules pourraient être envisagées, notamment si les cellules présentent des formes différentes.The distances between cells, in the case of rectangular parallelepipedic cells, can be determined by calculating the distance between the centers of the cells, but other definitions of distances between cells could be envisaged, in particular if the cells have different shapes.
Bien entendu, la matrice de covariance P peut être définie de manière différente de celle décrite ici.Of course, the covariance matrix P can be defined differently than described here.
Il est également défini une matrice de bruit Q représentant un bruit du modèle, c’est-à-dire une incertitude sur une évolution des indices de réfraction au cours du temps.It is also defined a noise matrix Q representing a noise of the model, that is to say an uncertainty on an evolution of the indices of refraction over time.
Dans un mode de mise en œuvre, la matrice Q est une matrice diagonale, et les termes diagonaux sont égaux à une valeur reflétant une variation possible de l’indice de réfraction, pour la cellule considérée, entre deux instants.In one mode of implementation, the matrix Q is a diagonal matrix, and the diagonal terms are equal to a value reflecting a possible variation in the refractive index, for the cell considered, between two instants.
Afin d’éviter une divergence des termes de la matrice de covariance P, dans un mode de mise en œuvre, la valeur du terme diagonal Q(i,i) de la matrice de bruit Q tend vers 0 lorsque la valeur du terme diagonal P(i,i) tend vers un seuil donné.In order to avoid a divergence of the terms of the covariance matrix P, in one mode of implementation, the value of the diagonal term Q(i,i) of the noise matrix Q tends towards 0 when the value of the diagonal term P (i,i) tends to a given threshold.
Le vecteur d’état initial X(0) ainsi que la matrice de covariance initiale P0sont avantageusement définis lors de l’étape d’initialisation 102 du modèle de réfraction atmosphérique.The initial state vector X(0) as well as the initial covariance matrix P 0 are advantageously defined during the initialization step 102 of the atmospheric refraction model.
L’évolution du vecteur d’état X(k), et donc des indices de réfraction du modèle de réfraction atmosphérique, est ainsi déterminée de manière connue en utilisant les équations du filtre de Kalman en appliquant notamment les étapes de prédiction et de mise à jour du filtre.The evolution of the state vector X(k), and therefore of the refractive indices of the atmospheric refraction model, is thus determined in a known manner using the Kalman filter equations by applying in particular the prediction and updating steps. filter day.
Les positions observées des points de référence 200G, 200S permettent une correction du vecteur d’état X(k) au cours du temps.The observed positions of the reference points 200G, 200S allow a correction of the state vector X(k) over time.
Il est dans un premier temps déterminé une matrice H caractérisant une sensibilité du vecteur d’état à la mesure, ou à l’observation. Pour cela, il est déterminé l’ensemble des cellules du modèle de réfraction atmosphérique traversées par un rayon lumineux donné ayant atteint un capteur du dispositif de prise de vue Se lors d’une mesure donnée, puis il est déterminé une matrice jacobienne représentant les dérivées partielles de l’équation de la mesure du filtre de Kalman par rapport à chaque état.It is initially determined a matrix H characterizing a sensitivity of the state vector to the measurement, or to the observation. For this, the set of cells of the atmospheric refraction model crossed by a given light ray having reached a sensor of the imaging device Se during a given measurement is determined, then a Jacobian matrix is determined representing the derivatives partial equations of the Kalman filter measurement with respect to each state.
Dans un mode de mise en œuvre, la matrice jacobienne est déterminée de manière analytique.In one embodiment, the Jacobian matrix is determined analytically.
Dans un mode de mise en œuvre alternatif, la matrice jacobienne est déterminée par approximation numérique.In an alternative mode of implementation, the Jacobian matrix is determined by numerical approximation.
Le vecteur d’état X(k) est ensuite corrigé à partir du gain de Kalman calculé à partir des matrices de covariance, de la matrice H, ainsi que d’une innovation calculée comme étant un écart entre la mesure des positions des points de référence et la modélisation de leur position.The state vector X(k) is then corrected from the Kalman gain calculated from the covariance matrices, from the matrix H, as well as from an innovation calculated as being a difference between the measurement of the positions of the points of reference and modeling of their position.
Dans un second mode de mise en œuvre, l’indice de réfraction atmosphérique est modélisé sous la forme d’une équation du type :In a second mode of implementation, the atmospheric refractive index is modeled in the form of an equation of the type:
Où n désigne l’indice de réfraction atmosphérique, lat désigne une latitude, lon désigne une longitude, et h une altitude du point considéré.Where n denotes the atmospheric refractive index, lat denotes a latitude, lon denotes a longitude, and h an altitude of the point considered.
Dans ce second mode de mise en œuvre, au cours de l’étape d’initialisation 102 du modèle de réfraction atmosphérique, l’indice de réfraction est donc défini de manière continue.In this second mode of implementation, during the initialization step 102 of the atmospheric refraction model, the refractive index is therefore defined continuously.
Dans ce mode de mise en œuvre, la position modélisée des points de référence est déterminée lors de l’étape 1033 de comparaison des positions observées et modélisées par application de la loi de Snell-Descartes et de l’équation du modèle de réfraction atmosphérique explicitée ci-dessus.In this mode of implementation, the modeled position of the reference points is determined during the step 1033 of comparing the observed and modeled positions by applying the Snell-Descartes law and the equation of the atmospheric refraction model explained above.
En référence à la figure 5, la mise à jour du modèle de réfraction atmosphérique réalisée lors de la étape 1034 est réalisée dans ce mode de réalisation en deux étapes :With reference to FIG. 5, the update of the atmospheric refraction model carried out during step 1034 is carried out in this embodiment in two steps:
- détermination de corrections ciblées à appliquer au modèle de réfraction atmosphérique, pour chaque point de référence 200G, 200S dont une position a été modélisée et déterminée sur l’image satellite ;- determination of targeted corrections to be applied to the atmospheric refraction model, for each 200G, 200S reference point for which a position has been modeled and determined on the satellite image;
- correction globale du modèle de réfraction atmosphérique par interpolation, sur la base des corrections ciblées déterminées précédemment.- global correction of the atmospheric refraction model by interpolation, on the basis of the targeted corrections determined previously.
Dans un mode de mise en œuvre particulier, la correction ciblée est réalisée, pour chacun des points de référence, en appliquant aux indices de réfraction du modèle de réfraction atmosphérique un facteur de correction Ki réel permettant de minimiser un écart entre position observée et position modélisée dudit point de référence, l’indice i étant associé au point de référence numéro i.In a particular mode of implementation, the targeted correction is carried out, for each of the reference points, by applying to the refractive indices of the atmospheric refraction model a real correction factor Ki making it possible to minimize a difference between the observed position and the modeled position. said reference point, the index i being associated with the reference point number i.
Pour le point de référence 200G, 200S numéro i, la correction ciblée peut alors s’écrire sous la forme :For the reference point 200G, 200S number i, the targeted correction can then be written in the form:
pour l’ensemble du modèle de réfraction atmosphérique, où n’ désigne l’indice de réfraction ciblé localement, et Ki est le facteur de correction, réel et constant.for the entire atmospheric refraction model, where n' denotes the locally targeted refractive index, and Ki is the correction factor, real and constant.
Dans un mode de mise en œuvre, la détermination du facteur de correction Ki est réalisée par dichotomie.In one mode of implementation, the determination of the correction factor Ki is carried out by dichotomy.
Dans un mode de mise en œuvre alternatif, le facteur de correction Ki est une fonction de la latitude, longitude, et altitude :In an alternative mode of implementation, the correction factor Ki is a function of latitude, longitude, and altitude:
L’utilisation d’un tel facteur de correction Ki variable implique une détermination dudit facteur de correction Ki sous contrainte, afin d’obtenir une solution cohérente avec le comportement physique réel de l’atmosphère.The use of such a variable Ki correction factor implies a determination of said Ki correction factor under constraint, in order to obtain a solution consistent with the real physical behavior of the atmosphere.
Dans un mode de mise en œuvre, le facteur de correction Ki est déterminé sous la forme suivante :In one mode of implementation, the correction factor Ki is determined in the following form:
Où C et H sont des constantes et h désigne l’altitude. Il peut être noté que le facteur de correction ne dépend ici que de l’altitude h.Where C and H are constants and h is the altitude. It can be noted that the correction factor depends here only on the altitude h.
Il convient de noter qu’une correction ciblée ne vise à améliorer le modèle de réfraction atmosphérique que dans un voisinage du point de référence considéré, bien que la correction ciblée soit appliquée a priori sur l’ensemble du modèle atmosphérique.It should be noted that a targeted correction only aims to improve the atmospheric refraction model in a neighborhood of the considered reference point, although the targeted correction is applied a priori to the entire atmospheric model.
A l’issue de la correction ciblée, il est donc obtenu un ensemble de N facteurs de correction Ki associés chacun à un point de référence 200G, 200S, et il est ensuite réalisé une correction globale du modèle de réfraction atmosphérique, afin de corriger de manière cohérente le modèle de réfraction atmosphérique dans son ensemble, sur la base des corrections ciblées.At the end of the targeted correction, a set of N correction factors Ki is therefore obtained, each associated with a reference point 200G, 200S, and an overall correction of the atmospheric refraction model is then carried out, in order to correct coherently the atmospheric refraction model as a whole, based on the targeted corrections.
La correction globale est réalisée au moyen d’une interpolation appliquée aux facteurs de correction Ki déterminés précédemment.The global correction is carried out by means of an interpolation applied to the previously determined correction factors Ki.
Dans un mode de mise en œuvre, il est réalisé une interpolation basée sur les polynômes d’interprétation de Lagrange.In one mode of implementation, an interpolation is carried out based on the Lagrange interpretation polynomials.
L’indice de réfraction globalement corrigé n’’ du modèle de réfaction atmosphérique est alors donné par la formule suivante :The globally corrected refractive index n’ of the atmospheric refraction model is then given by the following formula:
Où lat_i et lon_i désignent respectivement une latitude et une longitude d’un point terrestre de référence associé au point de référence associé au facteur de correction Ki, i étant un indice muet allant de 1 à N.Where lat_i and lon_i designate respectively a latitude and a longitude of a terrestrial reference point associated with the reference point associated with the correction factor Ki, i being a silent index ranging from 1 to N.
En référence à la figure 6, on entend par « point terrestre de référence » :With reference to FIG. 6, the term “terrestrial point of reference” is understood to mean:
- le point au sol, si le point de référence est un point au sol 200G ;- the point on the ground, if the reference point is a point on the ground 200G;
- le point le plus proche du trajet parcouru par la lumière entre le satellite et le point de référence, sur le périmètre terrestre, si le point de référence est une étoile 200S.- the closest point of the path traveled by the light between the satellite and the reference point, on the Earth's perimeter, if the reference point is a 200S star.
Dans un mode de mise en œuvre alternatif, la correction globale du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée à l’aide de lois gaussiennes, selon la formule :In an alternative mode of implementation, the global correction of the atmospheric refraction model is carried out using Gaussian laws, according to the formula:
Où σlat2et σlon2désignent des variances usuellement utilisées dans les fonctions gaussiennes.Where σlat 2 and σlon 2 denote variances usually used in Gaussian functions.
Dans un mode de mise en œuvre alternatif, il est possible d’utiliser une loi gaussienne généralisée valant sensiblement 1 sur un voisinage de chacun des points de coordonnées terrestres de référence, et sensiblement nulle ailleurs.In an alternative mode of implementation, it is possible to use a generalized Gaussian law equaling substantially 1 on a neighborhood of each of the reference terrestrial coordinate points, and substantially zero elsewhere.
De manière générale, l’indice de réfraction globalement corrigé n’’ s’écrit de la manière suivante :In general, the globally corrected refractive index n' is written as follows:
Où m est une fonction à valeurs dans [0 ;1], égale à 1 en (lat_i ;lon_i,h) et tendant vers 0 au fur et à mesure que l’on s’éloigne du point terrestre de référence.Where m is a function with values in [0;1], equal to 1 in (lat_i;lon_i,h) and tending towards 0 as one moves away from the terrestrial point of reference.
L’invention décrite ici permet donc d’améliorer l’estimation d’un trajet d’un rayon lumineux depuis un point d’intérêt jusqu’au satellite grâce à l’observation de points de référence situés préférentiellement à proximité du périmètre terrestre, au sol ou au limbe terrestre.The invention described here therefore makes it possible to improve the estimation of a path of a light ray from a point of interest to the satellite thanks to the observation of reference points located preferentially close to the terrestrial perimeter, at the ground or terrestrial limb.
L’invention permet ainsi de corriger les effets de réfraction particulièrement marqués dans cette zone, et est particulièrement adaptée aux systèmes d’imagerie satellite à grande incidence.The invention thus makes it possible to correct the particularly marked refraction effects in this zone, and is particularly suitable for high-incidence satellite imaging systems.
La modélisation de la réfraction atmosphérique permet également de réaliser un positionnement précis en altitude.The modeling of atmospheric refraction also makes it possible to achieve precise positioning at altitude.
Claims (10)
- d’initialisation (102) d’un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique ;
- de correction (103) du modèle de réfraction atmosphérique ;
- de géolocalisation (104) par rayons lumineux d’un objet d’intérêt sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé ;
ledit procédé de géolocalisation étant caractérisé en ce que :
- ledit procédé de géolocalisation comporte par ailleurs une étape (101) de définition d’un ensemble de N points de référence (200G, 200S) comprenant au moins un point de référence terrestre (200G) et ou au moins un point de référence spatial (200S), lesdits points de référence étant choisis de sorte qu’un champ de vision du satellite (St) comporte à chaque instant au moins un point de référence ;
- la correction du modèle de réfraction atmosphérique est réalisée en comparant une position d’au moins un point de référence observée sur une image satellite à une position dudit au moins un point de référence modélisée sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction.Geolocation method (100) by satellite (St) comprising the steps:
- initialization (102) of an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n;
- correction (103) of the atmospheric refraction model;
- geolocation (104) by light rays of an object of interest on the basis of the corrected atmospheric refraction model;
said geolocation method being characterized in that:
- said geolocation method also comprises a step (101) of defining a set of N reference points (200G, 200S) comprising at least one terrestrial reference point (200G) and or at least one spatial reference point ( 200S), said reference points being chosen so that a field of view of the satellite (St) comprises at least one reference point at each instant;
- the correction of the atmospheric refraction model is carried out by comparing a position of at least one reference point observed on a satellite image with a position of said at least one reference point modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction.
- de capture (1031) de l’image satellite ;
- d’identification (1032) des points de référence dans ladite image ;
- de comparaison (1033) des positions observées dans l’image des points de référence avec les positions modélisées desdits points de référence sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction ;
- de mise à jour (1034) du modèle de réfraction atmosphérique en fonction d’un écart observé entre les positions observées des points de référence et les positions modélisées desdits points de référence.Satellite geolocation method (100) according to Claim 1, characterized in that the step (103) of correcting the atmospheric refraction model comprises the steps:
- Capture (1031) of the satellite image;
- identification (1032) of the reference points in said image;
- comparison (1033) of the positions observed in the image of the reference points with the modeled positions of said reference points on the basis of the atmospheric refraction model before correction;
- updating (1034) of the atmospheric refraction model according to an observed difference between the observed positions of the reference points and the modeled positions of said reference points.
- pour chacun des points de référence (200G, 200S), une correction ciblée dudit modèle de réfraction atmosphérique permettant de minimiser un écart entre position observée et position modélisée dudit point de référence ;
- une correction globale du modèle de réfraction atmosphérique, obtenue par interpolation sur la base de la correction ciblée.Satellite geolocation method (100) according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the correction of the atmospheric refraction model implements:
- for each of the reference points (200G, 200S), a targeted correction of said atmospheric refraction model making it possible to minimize a difference between observed position and modeled position of said reference point;
- a global correction of the atmospheric refraction model, obtained by interpolation on the basis of the targeted correction.
[Math 14]
[Math 15]
où Ki est fonction de la latitude, de la longitude, et de l’altitude h, et i un indice muet compris entre 1 et N et associé de manière unique à un point de référence, tel que le facteur de correction Ki minimise un écart entre position observée et position modélisée du point de référence associé audit facteur de correction.Satellite geolocation method (100) according to Claim 4, characterized in that the atmospheric refractive index n is expressed in the form:
[Math 14]
[Math 15]
where Ki is a function of latitude, longitude, and altitude h, and i a dummy index between 1 and N and uniquely associated with a reference point, such that the correction factor Ki minimizes a deviation between observed position and modeled position of the reference point associated with said correction factor.
- des moyens pour initialiser un modèle de réfraction atmosphérique décrivant des variations spatiales d’un indice de réfraction n atmosphérique ;
- des moyens pour corriger le modèle de réfraction atmosphérique ;
- des moyens pour géolocaliser par rayons lumineux un objet d’intérêt sur la base du modèle de réfraction atmosphérique corrigé ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte par ailleurs :
- des moyens pour définir un ensemble de N points de référence (200G, 200S) comprenant au moins un point de référence au sol (200G) et ou au moins un point de référence spatial (200S), lesdits points de référence étant choisis de sorte qu’un champ de vision du satellite (St) comporte à chaque instant au moins un point de référence ;
- des moyens pour comparer une position d’au moins un point de référence observée sur une image satellite à une position dudit au moins un point de référence modélisée sur la base du modèle de réfraction atmosphérique avant correction.Satellite geolocation device (St) comprising:
- Means for initializing an atmospheric refraction model describing spatial variations of an atmospheric refractive index n;
- Means for correcting the atmospheric refraction model;
- Means for geolocating by light rays an object of interest on the basis of the corrected atmospheric refraction model;
said device being characterized in that it further comprises:
- means for defining a set of N reference points (200G, 200S) comprising at least one reference point on the ground (200G) and/or at least one spatial reference point (200S), said reference points being chosen so that a field of view of the satellite (St) comprises at each instant at least one reference point;
- means for comparing a position of at least one reference point observed on a satellite image with a position of said at least one reference point modeled on the basis of the atmospheric refraction model before correction.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2008298A FR3113321A1 (en) | 2020-08-05 | 2020-08-05 | Satellite geolocation method implementing a correction of an atmospheric refraction model |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220211 |
|
| RX | Complete rejection |
Effective date: 20220504 |