27 Février 2020

DORIS, 30 ans d’opérations continues au cœur de la performance des missions altimétriques pour l’océanographie et les applications géodésiques

Le système DORIS (Détermination d’Orbite et Radio positionnement Intégrés par Satellite) a été conçu et développé au début des années 80 par le CNES, l’IGN et le GRGS pour déterminer les positions des satellites avec une grande précision afin de soutenir les missions altimétriques dédiées à la surveillance des océans.

DORIS a été embarqué pour la première fois sur le satellite SPOT-2, qui a enregistré le 3 février 1990 la première mesure DORIS. Depuis, le système a fonctionné sans aucune interruption à bord de 18 satellites dont les satellites d’imagerie spatiale SPOT2-3-4-5, Pléiades1A-1B, les missions d'altimétrie pour l'observation des océans comme Topex-Poseidon, Envisat, Jason-1/2 et 3, Hy-2A, Saral/AltiKa, Sentinel3-A/B  mais aussi pour le suivi hydrologique ou la mesure des glaces avec Envisat, Cryosat-2; Saral/AltiKa et Sentinel3-A/B.

Ce système permet la détermination précise de l'orbite des satellites embarquant des récepteurs DORIS. Il est basé sur des mesures de décalage Doppler de signaux radio-fréquence (400MHz & 2GHz) émis par un réseau de stations terrestres, appelées balises DORIS, utilisées comme points de référence à la surface de la Terre. Une soixantaine de balises uniformément réparties dans le monde sont hébergées par plus de 30 organismes hôtes internationaux.

A l'inverse, le système DORIS est capable de localiser les positions au sol de ses balises avec la même précision.

Carte des stations DORIS en 2020

Cette dualité de DORIS est associée aux missions d'altimétrie, à l'étude de la forme et des mouvements de la Terre, et à un grand nombre de services de localisation. C’est ainsi que depuis 30 ans :

  • DORIS contribue au suivi de l'évolution du niveau moyen des mers, tant au niveau régional que global, grâce aux données des missions TOPEX/Poséidon, et Jason 1, 2, & 3.
  • En fournissant les orbites précises des missions Envisat, CryoSat-2, Saral/AltiKa et Sentinelle-3, il a participé au suivi de l'évolution de la hauteur de la calotte glaciaire sur plus de 25 ans.
  • Il contribue à la définition du Repère International de Référence Terrestre (ITRF) adopté en 2015 par les Nations Unies comme repère de référence géodésique mondial pour le développement durable, l’étude des déformations et des mouvements de notre planète.
  • Il observe et analyse des phénomènes géophysiques tels que des séismes ou des épisodes périodiques d'inflation et de déflation de volcan, les mouvements des plaques tectoniques, des soulèvements ou affaissements locaux des sols…

Depuis le début, les instruments DORIS, à bord et au sol, ainsi que son système de surveillance, sont en constante évolution, la stabilité du système et les performances n’ont cessé de progresser : Le réseau DORIS est le réseau géodésique le plus homogène, stable et pérenne du monde ;  en 30 ans, la position sur l’orbite est passée de 13 cm à moins de 1 cm ;  le navigateur DORIS-DIODE à bord des satellites calcule la trajectoire du satellite en temps réel avec une précision de 2 à 3 cm en radial;  la contribution DORIS à l’ITRF a connu la même progression avec de nouvelles applications possibles.

D’autres progrès sont attendus dans la prochaine décennie avec la balise de 4ème génération et l'antenne de 3ème génération dont les déploiements ont commencé en 2019.
Des études sont en cours pour le développement d’un futur récepteur bord miniaturisé couplant les signaux GNSS et DORIS.
Le système DORIS a vraiment de beaux jours devant lui et contribuera au succès de nombreuses futures missions qui l’emporteront à leur bord, comme Sentinel-6 et HY-2C cette année, puis la mission SWOT (océanographie et hydrologie), les futures missions Sentinel-3 et on l'espère, beaucoup d’autres à venir.

Bon anniversaire DORIS et bravo !

Plus d’informations sur le site du Service International DORIS et sur le site AVISO+.