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ANO1 - Métrologie de l’espace et du temps

1.1. SNO "Gaia"

Voir ANO4 – Gaia

1.2. SNO "Horloges"

Ce service d’observation constitue le niveau le plus élevé de l’infrastructure française qui fournit à tout utilisateur français – scientifique, industriel, sociétal – l’accès à l’unité de temps, la seconde, et à plusieurs échelles de temps atomique, dont le temps légal français. Il participe à la réalisation des références internationales et assure la compatibilité des références françaises avec elles. Il apporte aussi un soutien spécifique aux projets scientifiques en tant que besoin.}}}

OSU porteur : Observatoire de Paris
Responsable national SNO1 "Horloges" : Sébastien Bize / SYRTE
Sebastien.Bize chez observatoiredeparis.psl.eu
OSU partenaires : THETA – OCA

1.3. SNO "International Celestrial Reference System Product Center" (ICRS-PC)

Le service ICRS – PC (International Celestial Reference System Product Centre) est un service de l’IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) reconnu comme service national d’observation SNO. Il est dirigé conjointement par l’observatoire de Paris et l’US Naval Observatory et existe depuis la restructuration de l’IERS en 2001. Son but premier, sous la recommandation de l’UAI (Union Astronomique Internationale) est de maintenir la réalisation de l’ICRS, à savoir l’ICRF (International Celestial Reference Frame), basé sur l’observation des quasars en VLBI, et d’améliorer en permanence le lien avec d’autres systèmes de référence, comme celui de Gaia.

Plus concrètement des tâches récurrentes sont dévolues au service ICRS-PC. Ce sont : la comparaison des catalogues provenant de divers centres d’analyse VLBI, donnant les coordonnées équatoriales des quelques milliers d’objets extra-galactiques (quasars, AGN’s) de l’ICRF ; le calcul des rotations entre repères de référence qui se déduisent de ces catalogues ; l’étude de la morphologie des sources en VLBI et en optique ; la construction constamment renouvelée du LQAC (Large Quasar Astrometric Catalogue) qui contient plusieurs centaines de milliers d’objets ; la cross-identification du LQAC avec les catalogues (DR1, DR2 et dans le futur DR3) de la mission Gaia.
Ces tâches ne sont pas exhaustives et pour en avoir une vision complète, on pourra se référer aux rapports annuels de l’ICRS-PC (cf. URL ci-dessous).
https://www.iers.org/IERS/EN/Organization/ProductCentres/ICRSCentre/ichttps://www.iers.org/IERS/EN/Organization/ProductCentres/ICRSCentre/

OSU porteur : Observatoire de Paris
Responsable national SNO1 " ICRS-PC" : Jean Souchay / SYRTE
Jean.Souchay chez observatoiredeparis.psl.eu

1.4. SNO "International Earth Rotation and Reference Systems Service Earth Rotation parameter product center” (IERS EOP-PC)

En quantifiant les irrégularités de la rotation terrestre, les paramètres de la rotation de la Terre (PRT) sont indispensables pour opérer les techniques de positionnement et de navigation spatiale, et sont une source d’information précieuse pour les études géophysiques.

La charge essentielle du SNO est de fournir, dans le cadre de l’IERS, les séries temporelles de PRT de référence internationale. A cette fin ce SNO collecte quotidiennement les séries obtenues par différents organismes disséminés dans le monde entier et résultant de la réduction des observations d’une technique d’astrogéodésie donnée ; après avoir régularisé ces séries, notamment en les rendant cohérentes avec les repères internationaux terrestre et céleste, le SNO procède à leur combinaison ; enfin il met les données produites à disposition du public sur le WEB/FTP sous la forme de trois produits officiels définis par l’IERS : PRT C04 donnés tous les jours depuis 1962, bulletin B (bilan mensuel de la série C04 et PRT « dérivés » comme la vitesse de rotation), PRT « à long terme » C01 tous les 0.05 an depuis 1830. En association avec la production des PRT de référence et le suivi de la vitesse de la rotation de la terre, le SNO décide début janvier et début juillet l’ajout six mois après - soit le 31 décembre ou le 1 janvier - ou non d’une seconde intercalaire dans UTC : avec une avance de 6 mois on annonce par le bulletin C s’il faut intercaler une seconde ou non dans UTC pour respecter la convention |UT1 – UTC| < 0.9 s. Finalement le SNO a pour charge de diffuser par le bulletin D les valeurs de UT1–UTC à 0.1 s près et en prédire la plage de temps correspondante.
En fait, les activités du SNO vont bien au-delà des charges définies par l’IERS. D’une part le SNO, comme service national, réalise des bulletins de PRT (incluant leur prédiction) à l’usage spécifique du traitement des satellites du CNES. D’autre part, depuis 2003, le SNO a développé un site WEB interactif http://hpiers.obspm.fr/eop-pc, réalisant une sorte d’Observatoire Virtuel de la rotation terrestre au moyen duquel tout internaute peut visualiser les PRT, les traiter numériquement et en faire l’analyse géophysique à la lumière des séries d’excitation hydro-atmosphérique mises à jour régulièrement. Le site offre la quasi-totalité des données existantes sur la rotation terrestre, et aussi les plus récentes.

OSU porteur : Observatoire de Paris
Responsable national SNO1 "IERS EOP-PC" : Christian Bizouard / SYRTE
Christian.Bizouard chez observatoiredeparis.psl.eu

1.5. SNO "ILRS et références verticales"

Le SNO a 3 composantes dans son périmètre thématique : l’analyse des données de télémétrie laser sur satellite (SLR), l’analyse des données de télémétrie laser sur la Lune (LLR, à travers le centre POLAC), les références verticales pour l’altimétrie. Aujourd’hui, chacune de ces composantes délivre des produits dits « opérationnels », avec une régularité adaptée à la production des produits finaux proposés par les agences et services internationaux.

POLAC (Paris Observatory Lunar Analysis Center) est le centre d’analyse des données de télémétrie laser-Lune (LLR) de l’Observatoire de Paris et le seul centre français parmi les six centres LLR de l’International Laser Ranging Service (ILRS). Au niveau national, agissant en amont et en aval des observations LLR, POLAC est le partenaire naturel de deux services d’observation reconnus par l’NSU qui sont : la station laser MEO du plateau de Calern et le service d’analyse des données de télémétrie laser-satellite (SLR) et laser-lune (ILRS).

La première responsabilité du service POLAC est de fournir de manière journalière aux observateurs LLR les prédictions pour le pointé et pour le temps de trajet aller-retour des pulses lasers entre une station au sol et un réflecteur, un cratère de calibration ou un satellite lunaire (LRO, Queqiao). Depuis 2019, nos prédictions sont les prédictions officielles de l’ILRS et elles doivent à ce titre être versées quotidiennement sur leurs centres de données (CDDIS, EDC). Dans ce cadre, POLAC maintient également une interface web (http://polac.obspm.fr/PaV/) destinée aux observateurs pour la préparation et la validation des observations LLR : elle permet de faire des prédictions « sur mesure » ou de comparer les observations dès leur obtention avec notre modèle de réduction LLR.

La seconde responsabilité du service POLAC est le recensement régulier des observations LLR (récentes ou anciennes effectuées par toutes les stations de télémétrie laser-lune) ainsi que leur homogénéisation, et leur mise à disposition (http://polac.obspm.fr/llrdata.html).

La troisième responsabilité du service POLAC est la réduction des observations LLR. Cela recouvre aussi bien la maintenance et l’amélioration des modèles de réduction de ce type d’observation, que l’estimation et la diffusion des paramètres qui ont une signature sensible sur les résidus LLR (paramètres caractéristiques de la dynamique du système terre-lune, raccordement du repère céleste dynamique à d’autres repères célestes et terrestres, etc.). En collaboration avec l’équipe « Théorie et métrologie » du SyRTE, POLAC s’engage également à fournir et mettre régulièrement à jour les limites expérimentales qu’apporte le LLR à la Relativité Générale et aux théories gravitationnelles alternatives.

OSU porteur : Observatoire de Paris
OSU partenaires : OCA, IMCCE
Contact local : Florent Deleflie / IMCCE
Florent.Deleflie chez observatoiredeparis.psl.eu

1.6. SNO "International VLBI service for geodesy and astrometry"

Le SNO IVS a pour mission l’analyse opérationnelle et scientifique des observations d’interférométrie radio à très longue base (VLBI) dans un but géodésique et astrométrique : mesures de la rotation de la Terre et réalisation des repères de référence terrestre (en combinaison avec les techniques satellitaires comme le GNSS et la télémétrie laser) et céleste. En France, ces activités sont partagées entre l’OASU et l’Observatoire de Paris.

Activités confiées aux membres de l’Observatoire de Paris

L’Observatoire de Paris héberge deux composantes de l’IVS :

L’analyse des observations VLBI au sein de ce SNO permet l’exploration de plusieurs domaines de recherche allant de la géophysique interne (résonances associées à la graine et au manteau) aux tests de physique fondamentale (invariance de Lorentz).

Activités récentes et courantes

OSU porteur : Observatoire Aquitain des Sciences de l’Univers
Responsable national SNO1 "International VLBI service for geodesy and astrometry" : Patrick Charlot / LAB
OSU partenaire : Observatoire de Paris
Contact local : Sébastien Lambert / SYRTE
Sebastien.Lambert chez observatoiredeparis.psl.eu

1.7. SNO "PHARAO"

PHARAO est un projet CNES d’horloge atomique spatiale à atomes refroidis par laser, qui vise à réaliser la seconde avec une exactitude relative proche de 10-16. PHARAO est un instrument de la mission spatiale ACES (Atomic Clocks Ensemble in Space).

ACES est une mission de l’ESA donc l’objectif principal concerne l’étude du domaine de validité de la Relativité Générale. Cette mission repose sur des comparaisons de temps entre une échelle de temps spatiale et des horloges au sol. L’échelle de temps spatiale est pilotée par l’horloge PHARAO. Le segment spatial est arrimé à la station spatiale internationale sur une palette externe au module Colombus. Le segment sol regroupe les instituts suivants : JPL, NIST (USA), NPL (GB), SYRTE (F), PTB (D), NICT&NMIJ (J). Chacun de ces instituts sera équipé d’une station sol d’émission/réception des signaux métrologiques par lien micro-onde. Un autre moyen de comparaison, par lien laser, sera utilisé par l’observatoire géodésique à Wettzell (D).

L’Observatoire de Paris, via son département SYRTE, est partenaire de la mission ACES de l’Agence. Il a la responsabilité scientifique de l’étalon primaire de fréquence PHARAO développé par le CNES, qui est un instrument clé du segment spatial, et de moyens sols métrologiques pour effectuer des comparaisons de temps avec le segment spatial. Il accueillera une antenne d’émission et de réception pour effectuer ces comparaisons et sera une station maîtresse du dispositif ACES.

OSU porteur : Observatoire de Paris
Responsable national SNO1 "PHARAO" : Christophe Le Ponçin Lafitte / SYRTE
Christophe.Leponcin chez observatoiredeparis.psl.eu

1.8. SNO "Service des éphémérides"

L’IMCCE a la responsabilité, sous l’égide du Bureau des longitudes, de produire et de diffuser les calendriers et éphémérides au niveau national. Cette fonction est assurée à l’institut par son Service des éphémérides (SE). Aussi celui-ci

  1. produit les publications et éditions annuelles tout comme les éphémérides en ligne,
  2. diffuse les éphémérides de divers corps du système solaire - naturels et artificiels, et de phénomènes célestes,
  3. assure la maintenance et la mise à jour des bases de données,
  4. procure une expertise juridique aux tribunaux,
  5. procure des éphémérides et données à la demande pour les services similaires (USA, Japon), les agences, les chercheurs, les laboratoires et les observatoires.
    Le travail au sein du SE est divisé en trois sous-parties interdépendantes pour mener à bien l’ensemble des tâches qui lui sont confiées :

On peut mentionner que le calendrier de réalisation des productions institutionnelles doit être phasé sur les contraintes des imprimeurs, après avoir pris en compte le travail de vérification des résultats, de relecture de l’ensemble de l’ouvrage et le nécessaire travail de mise en page et d’édition ; Le calendirer de réalisation est coordonnée par le Service des Éditions. Les activités au sein du SE liées à la documentation et le référencement de l’ensemble des évolutions logicielles et des bases de données, à la vérification de la validité des résultats fournis par les chaînes de traitement occupent une part importante du temps de travail des agents affectés au SE.

L’IMCCE doit aussi répondre aux réquisitions des services de police et de justice. Cette tâche est en général assurée par le service de calculs astronomiques et de renseignements de l’institut (SCAR) en utilisant les outils développés au sein de l’IMCCE.

OSU porteur : Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides
Responsable national SNO1 "Service des éphémérides" : Philippe Robutel / IMCCE
Philippe.Robutel chez observatoiredeparis.psl.eu
OSU partenaires : Observatoire de Paris - OCA

1.9. SNO "Station de télémetrie laser"

La station laser MeO de l’OCA est active en permanence pour le soutien aux missions spatiales scientifiques, d’Observation de la Terre, de la LUNE, de missions spécifiques comme Jason2, LRO (autour de la Lune) ou GNSS (Galileo, GPS, etc.). Le présent Service consiste d’une part à garantir la maintenance des équipements et un développement technologique en rapport avec le besoin de précision des observables (< 1 cm), et d’autre part à assurer les observations (il n’est pas possible de tout automatiser). Les mesures de distance laser sont délivrées à chaque moment vers les réseaux ad’hoc (Europe, Etats-Unis) et sont ensuite utilisées en particulier pour contribuer au système de référence terrestre (ITRF).

OSU porteur : OCA
OSU partenaires : Observatoire de Paris
Responsable national SNO1 "Station de télémetrie laser" : Juline Chabe / OCA
julien.chabe chez geoazur.unice.fr

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