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Les capteurs imageurs des systèmes passifs

                                   
Les capteurs imageurs passifs dédiés à l'observation de la Terre ou de planètes du système solaire se contentent de recevoir l'énergie solaire réfléchie par la Terre ou ces planètes et l'énergie propre émise par celles-ci.
Les caractéristiques des capteurs, plus particulièrement la sensibilité spectrale des détecteurs et bandes passantes des filtres dépendent étroitement de ces conditions.

avhrr0.gif (2184 octets)


Ci-contre : domaines de longueurs d'ondes concernés en télédétection passive terrestre.
schema.jpg (12869 octets) La majorité de ces capteurs sont des radiomètres, c'est à dire des appareils qui convertissent l'énergie reçue en un signal électrique qui est ensuite numérisé, stocké  puis retransmis vers les stations de réception situées au sol.

Ci-contre : schéma de principe des éléments constitutifs d'un radiomètre.
 
- Les détecteurs usuels sont des photodiodes ou des cellules CCD ou des capteurs Hg,Cd, Te pour l'infrarouge thermique.
  - Le dispositif optique a pour vocation de former sur le détecteur une image nette de l'élément de paysage observé dans le champ élémentaire. L'information issue de ce champ élémentaire donnera naissance à un pixel (picture Element) de l'image restituée ensuite.

Les principales caractéristiques du capteur-imageur d'un système passif sont :

  - le champ d'observation total , de quelques dizaines à quelques millions de km
  - la résolution spatiale , qui exprime son aptitude à distinguer les détails dans le champ total d'observation
  - les bandes spectrales , domaines de sensibilité spectrale des détecteurs et de leurs accessoires (filtres...)
  - la résolution radiométrique , qui caractérise l'aptitude des détecteurs à distinguer des signaux porteurs de plus ou moins d'énergie.




Quelques aspects technologiques :

Pour acquérir une image au cours du survol d'une région, on combine le mouvement du satellite dans une direction et le balayage opéré par le capteur selon une direction transversale.
Le balayage peut être obtenu :
- par un miroir tournant (exemple : capteur AVHRR des satellites NOAA
- par l'association de milliers de détecteurs côte à côte (exemple : technique push-broom des satellites SPOT)
- par la rotation du satellite sur lui-même et déplacement de l'axe de visée du téléescope(exemple : capteur des satellites Météosat).

tournant.jpg (28604 octets)

Ci-dessus : balayage par miroir tournant
(radiomètre AVHRR des satellites NOAA)

ccd.jpg (30834 octets)

Ci-dessus : balayage par technique "push-broom"
(radiomètre HRV des satellites SPOT)

acqmet.gif (5650 octets)







Ci-contre : principe de l'acquisition des données Météosat.
Acquisition des images Météosat 8 et 9 :
Le satellite tourne à 100 tours par minute autour d'un axe parallèle à l'axe Nord-Sud de la Terre. Le télescope du radiomètre de Météosat vise la Terre par l'intermédiaire d'un miroir et balaie à chaque révolution du satellite une étroite bande de la surface de la Terre.
L'angle de balayage correspondant, de 18°, est décrit en 30 ms. Pendant les 570 ms suivantes, le téléscope vise l'espace et cette durée est mise à profit pour modifier l'orientation du miroir, de façon qu'au tour suivant, il balaie au sol une bande contigüe à la précédente, mais plus au nord.
L'acquisition complète de  3712 lignes d'image à l'aide de 3 détecteurs exige environ1250 révolutions du satellite, accomplies en 12 minutes 30 s. Les 2 minutes 30 s suivantes sont consacrées au retour du miroir à sa position initiale. La phase de non-acquisition de données est mise à profit pour calibrer les détecteurs.

Pour en savoir plus : présentation complète du radiomètre du satellite SPOT 4