Modélisation spatio-temporelle des champs de précipitation et des couverts nuageux associés : application à la propagation terre-espace Jeannin, Nicolas 2008-11-14 Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace

Directeur(s) de thèse:  Sauvageot, Henri; Féral, Laurent Ecole doctorale :  Mathématiques, Informatique et Télécommunications de Toulouse -MITT Classification : Sciences de l'ingénieur

Accès :  Texte intégral Mots-clés : Propagation troposphérique, Champs aléatoires, FMT, Modèle de canal, Modélisation des précipitations Résumé : Ce manuscrit réunit les résultats d’études consacrées à la modélisation spatio-temporelle des affaiblissements de propagation dans la troposphère. La modélisation de ces affaiblissements est utile pour l’optimisation et le dimensionnement des dispositifs adaptatifs de gestion de la ressource des satellites de télécommunication opérant en bande Ka ou Q/V. Ce manuscrit est organisé autour de cinq articles de revues. Les deux premières contributions sont dédiées à la modélisation des distributions statistiques de contenus troposphériques en vapeur d’eau et en eau liquide à partir respectivement de mesures radiométriques et de bases de données climatiques. La troisième étude touche à l’évaluation des performances d’un système utilisant la diversité de site à partir de données de radar météorologique ; une étude de l’advection des champs précipitations et de son paramétrage par des sorties de modèles de prévision météorologique est également entreprise. Le quatrième article vise à établir une expression analytique de la distribution de la fraction d’une zone, d’une taille comparable à celle d’un faisceau satellite, affectée par la pluie ; ce modèle est établi en assimilant les champs de précipitations à des champs aléatoires. Le formalisme des champs aléatoires est repris dans le cinquième article qui propose une modélisation spatio-temporelle des champs de précipitations et des atténuations sous-jacentes à hautes résolutions et à l’échelle d’une couverture satellite continentale. Résumé (anglais) : This manuscript gathers together the results studies devoted to the spatio-temporal modeling of propagation impairments through the troposphere. The modelling of the propagation impairments is of prime importance for the dimensioning and the optimisation of adaptive radio resource management systems of telecommunication satellite operating at Ka or Q/V band. This manuscript is a compilation of five articles. The two firsts are dedicated to the study of liquid water and water vapor distribution from radiometric and climatologic data. The third article deals with the study of site diversity systems using weather radar data. A study of rain advection and of its parameterization with a meteorological reanalysis database is also presented. The fourth article strives at establishing an analytical distribution of the fraction of an area affected by rain over a given threshold using computations on random fields. The last publication rely also on this stochastic formalism, in order to propose a space-time modelling of rain field and of the underlying attenuation at high resolution and up to the scale of a continental satellite coverage. Langue : Français, Anglais

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