Développement de la chaîne opérationnelle de traitement des données ROSAS pour l’étalonnage absolu des capteurs optiques HR en vol

VEGA a été sélectionné par le CNES pour assurer le développement de la chaîne opérationnelle de traitement des données acquises par la station ROSAS et l’estimation de l’étalonnage en vol d’une série de capteurs optiques HR.

Le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) développe et met en œuvre, depuis plusieurs années, des méthodes alternatives et complémentaires aux dispositifs instrumentaux embarqués pour estimer l’étalonnage absolu des capteurs optiques Haute Résolution (HR). Ces méthodes reposent sur l’exploitation de mesures in-situ acquises simultanément aux données spatiales. Le projet de développement de la chaîne opérationnelle de traitement des données ROSAS (RObotic Station for Atmosphere and Surface) s’inscrit complètement dans cette thématique d’opérationnalisation de l’étalonnage en vol.

 

Contexte

L’idée d’utiliser des mesures in-situ pour étalonner de manière absolue les capteurs optiques HR a été initiée il y a plusieurs années par le CNES. Cependant, l’acquisition de mesures terrain dans le cadre de campagnes expérimentales présente plusieurs inconvénients:

 

  • Mobilisation du personnel sur de longues périodes
  • Coûts associés aux campagnes
  • Mauvaise représentativité des mesures dans le temps
  • Soumission des campagnes aux aléas des conditions météorologiques

 

Pour pallier ces problèmes, le CNES a réfléchi à une approche alternative plus efficace. Il a étudié et développé un système d’acquisition automatique et perpétuel de mesures. La station ROSAS qui est installée depuis plusieurs années sur le site expérimental de La Crau dans le Sud Est de la France, permet de répondre à ces besoins en fournissant plusieurs types de mesures régulièrement acquises sur la journée par un photomètre CIMEL : éclairement solaire, luminance atmosphérique et réflectance de surface. Les coefficients d’étalonnage absolu du capteur satellitaire à étalonner (un par bande spectrale), sont ensuite estimés en comparant le signal mesuré par le capteur avec le signal théorique au-dessus de l’atmosphère calculé à partir des mesures de la station ROSAS.

 

Description de la prestation

VEGA a été sélectionné par le CNES pour assurer le développement de la chaîne opérationnelle de traitement des données acquises par la station ROSAS et l’estimation de l’étalonnage en vol d’une série de capteurs optiques HR (SPOT, FORMOSAT).

 

Les principales tâches réalisées dans le cadre de cette prestation couvrent:

 

L’ensemble des exigences a été collecté au moyen d’une série d’interviews du personnel CNES. Ces exigences sont scindées en plusieurs catégories : exigences fonctionnelles, opérationnelles, de performance, d’interface de ressources, de sécurité et de confidentialité, de qualité et de fiabilité logiciel, de maintenance, de réutilisation logiciel, de fourniture et d’installation, etc.

  • Le développement des modules de traitements scientifiques et le développement des IHM associées. Les modules de traitement scientifiques sont développés en langage Python et font appel à des codes scientifiques (SOS et 6S) écrits en langage Fortran 77. Un ensemble de tests unitaires est mis en place pour vérifier l’intégrité du code. Les IHM sont également développées en langage Python.

 

A l’issue de cette prestation, le développement de l’application n’est pas terminé. Les principales tâches à venir pour la finalisation de la chaîne opérationnelle concerne la phase de connexion des traitements scientifiques et des IHM incluant la visualisation des résultats et la consultation des données, le développement des utilitaires (journal de bord, exportation des résultats, impression, gestion des types d’utilisateur, mise en place des procédures d’installation, et de déploiement), la validation logicielle (tests d’intégration, validation logicielle et scientifique) et la rédaction de la documentation relative à l’application (manuel utilisateur, manuel d’installation et d’exploitation).


Facteurs clés de succès

La prestation a été réalisée par une équipe VEGA composée d’ingénieurs informaticiens (architecte et développeur) maîtrisant parfaitement les techniques requises et d’un expert scientifique dans le domaine spécifique de l’étalonnage des capteurs d’Observation de la Terre. Cette complémentarité a constitué un facteur clé de succès dans le cadre de cette prestation.