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Theses Year : 2004

Earth rotation and Gravity field variations: Study and contribution of the missions CHAMP and GRACE

Rotation terrestre et Variations du champ de gravité : Etude et apport des missions CHAMP et GRACE

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1
G. Bourda
  • Function : Author
  • PersonId : 837064

Abstract

The masses distributions inside the Earth govern the Earth rotation rate, as well as the behaviour of the rotation axis in the Earth and in space. These distributions of masses can be measured by space owing to artificial satellites, the orbitography of which provides the Earth gravity field determination. Then, the temporal variations of the Earth gravity field can be related to the variations of the Earth Orientation Parameters (with the Inertia Tensor). Huge improvements have been made in the last years in the modelisation of the fluid layers effect on the Earth rotation. And nowadays, the Earth orientation measurements in space, obtained with Very Long Baseline Interferometry (VLBI), have a precision better than the milliarcsecond level. Then, we can progress in the knowledge of the global dynamics of the Earth. The goal of my thesis work was to use the Earth gravity field measurements, as well as its variations, as a tool to improve the Earth orientation modelisation. On the one hand, in order to use the future GRACE measurements, that are announced to be more precise than ever, we investigated precise comparisons between the numerical methods of Cowell and Encke for orbit integration, into the GRGS software (i.e. GINS). On the other hand, we developed the theoretical links between the Earth Orientation Parameters (EOP) and the temporal variations of the gravity field. Then, we used the temporal variations data of the geopotential degree 2 coefficients, in order to investigate their influence on the length of day, the polar motion, and the precession of the equator.
La distribution des masses à l'intérieur de la Terre régit la vitesse de rotation terrestre, ainsi que le comportement de l'axe de rotation terrestre dans la Terre, et dans l'espace. Ces distributions de masses peuvent être mesurées depuis l'espace grâce aux satellites artificiels, dont l'orbitographie donne accès à la détermination du champ de gravité terrestre. Par conséquent, les variations temporelles du champ de gravité peuvent être reliées aux variations des paramètres d'orientation terrestre (via le tenseur d'inertie). Des progrès considérables ont été effectués ces dernières années dans la modélisation des effets des couches fluides. Et de nos jours, les mesures d'orientation terrestre dans l'espace obtenues par Interférométrie à très Longue Base (VLBI) ont une exactitude meilleure qu'une milliseconde de degré. Ceci permet de progresser dans la connaissance de la dynamique globale de la Terre. Mon travail de thèse a eu pour but d'utiliser la mesure du champ de gravité et de ses variations comme outil pour compléter la modélisation de la rotation terrestre. D'une part, en vue de l'utilisation des mesures du satellite GRACE, d'une grande précision, nous avons effectué des comparaisons précises des méthodes numériques d'intégration d'orbite de Cowell et d'Encke dans le logiciel GINS du GRGS. D'autre part, nous avons établi les liens théoriques entre les Paramètres d'Orientation Terrestres (EOP) et les variations des coefficients du champ de gravité. Ainsi, nous avons utilisé les données de variations temporelles des coefficients de degré 2 du géopotentiel pour en déduire leur influence sur la longueur du jour, le mouvement du pôle et la précession de l'équateur.
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Dates and versions

tel-00008286 , version 1 (27-01-2005)

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  • HAL Id : tel-00008286 , version 1

Cite

G. Bourda. Rotation terrestre et Variations du champ de gravité : Etude et apport des missions CHAMP et GRACE. Sciences de la Terre. Observatoire de Paris, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00008286⟩
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