Comment fonctionne Argos ?

Argos est l'unique système mondial de localisation et de collecte de données par satellite dédié à l'étude et à la protection de l'environnement de notre planète.

Balise émetteur Argos

On entend par un émetteur balise Argos tout équipement intégrant un émetteur certifié Argos. Chaque balise est caractérisée par un numéro d'identification qui est propre à son électronique de transmission.

Les balises Argos émettent régulièrement de courts messages qui sont retransmis au sol par les satellites.

Une balise émet périodiquement un message caractérisé par les paramètres suivants :

  • la fréquence d'émission (401.650 MHz ± 30 kHz), qui doit être stable, car le calcul de la localisation est basé sur la mesure de l'effet Doppler
  • la période de répétition est l'intervalle de temps entre deux envois de message consécutifs. Elle varie de 90 à 200 secondes selon l'utilisation de la balise émetteur
  • le numéro d'identification de la balise Argos
  • les données transmises par les balises émetteur Argos

La durée de transmission de chaque message est inférieure à une seconde.

Les balises émetteur Argos

Les satellites

Les satellites décrivent une orbite polaire à 850 km d'altitude. Les messages Argos reçus à bord sont simultanément stockés sur l'enregistreur embarqué ou retransmis vers le sol en temps quasi réel.

Une orbite polaire de 850km d'alitude

ils passent au-dessus des pôles Nord et Sud à chaque révolution. Les plans d'orbites tournent autour de l'axe des pôles à la même vitesse que la Terre autour du Soleil, soit une révolution par an. Chaque orbite coupe le plan de l'équateur à des heures solaires locales fixes.

Chaque satellite voit simultanément et à tout moment toutes les plates-formes situées à l'intérieur d'un cercle d'un diamètre de 5 000 km. Avec le déplacement du satellite, la trace au sol de ce cercle forme une bande de 5 000 km de large qui s'enroule autour de la Terre en passant par les pôles Nord et Sud. En raison de la rotation de la Terre, cette bande se décale à chaque révolution du satellite de 25° environ vers l'Ouest, autour de l'axe des pôles (ce qui correspond à un décalage de 2 800 km au niveau de l'équateur). Ainsi, deux bandes au sol successives se recouvrent partiellement.

Aux pôles, les satellites voient les balises émetteurs à chaque passage, soit 14 fois par jour par satellite.

La durée de visibilité d'une balise émetteur par le satellite est le temps pendant lequel le satellite peut recevoir les messages de cette plate-forme. Elle est de 10 minutes en moyenne.

Les messages Argos sont reçus par le satellite puis sont simultanément stockés sur l'enregistreur embarqué, et retransmis vers le sol chaque fois que le satellite passe au-dessus de l'une des trois stations de réception principales Wallops Island (Virginie, Etats-Unis), Fairbanks (Alaska, Etats-Unis) et Svalbard (Norvège), ou retransmis vers le sol, et peuvent être ainsi reçus par les stations en visibilité.

Stations de réception

Près de 70 antennes reçoivent des données des satellites en temps réel et les relayent aux centres de traitement. Ce réseau d'antennes assure une couverture mondiale.

Les trois stations de réception principales, Wallops Island et Fairbanks aux États-Unis et Svalbard en Norvège, collectent tous les messages enregistrés par les satellites au cours d'une orbite, assurant ainsi une couverture mondiale.

Les satellites retransmettent les données reçues en temps réel aux antennes régionales, lorsque ces antennes se trouvent dans leur cercle de visibilité. Les stations de réception principales reçoivent également des données en temps réel.

Il existe deux catégories de stations :

  • Pour le mode dit « régional », un réseau d'antennes en bande L couvre une grande partie de la planète et reçoit en temps réel les données envoyées aux satellites par les balises, lorsque les satellites passent dans la zone de visibilité des antennes. Ce réseau permet d'accélérer l'acheminement des données reçues par les satellites jusqu'aux utilisateurs finaux, mais il n'offre pas une couverture intégrale de la planète.

  • Pour le mode dit « mondial », les stations de réception principales (généralement en bande X) collectent tous les messages enregistrés par les satellites lors d'une orbite complète, offrant ainsi au système sa couverture mondiale. Ces trois stations se situent à Wallops Island et Fairbanks aux États-Unis et à Svalbard en Norvège. Elles reçoivent également des données en temps réel.

Centres opérationnels

Deux centres de traitement redondants, l'un basé à Washington, D.C, aux Etats-Unis, et l'autre basé dans la région toulousaine en France, traitent la totalité des données reçues. Les calculateurs procèdent alors au calcul des localisations et au traitement des données reçues. Lorsque les données arrivent dans un centre de traitement, les localisations sont calculées automatiquement et les données sont mises à la disposition des utilisateurs.

Les centres de traitement mondiaux exploitent les données de la manière suivante : 

  • Contrôle de la qualité du message, du niveau de réception, de la datation, du numéro d'identification de l'émetteur, de la longueur du message du capteur et de la fréquence reçue (pour calculer la localisation)
  • Datation du message en temps universel coordonné (UTC)
  • Classement des messages par plate-forme et par ordre chronologique
  • Traitement des données

Tous ces résultats sont enregistrés et mis à la disposition des utilisateurs d'Argos.

Une fois ces données reçues, elles sont souvent partagées avec la communauté scientifique ou distribuées aux gouvernements ou aux industriels qui les utilisent comme des outils de gestion déterminants.