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Voir aussi : Caractéristiques
de l'atmosphère standard - diagramme
des vents -
Les premières tentatives de mesure de vent en altitude
ont été effectuées par radiogoniométrie
(voir : Les débuts du radiosondage
1920-1945). Après 1945 le radiothéodolite puis
le radar ont été utilisés pour suivre le
déplacement des sondes et en déduire la vitesse
du vent responsable de leur déplacement. Dans les années
1980 les constructeurs ont profité des performances accrues
des systèmes de radionavigation pour suivre le déplacement
des radiosondes.
OMEGA
Le système de radionavigation OMEGA a été
mis en service en 1968 dans le but de permettre la localisation
d'un navire en mer sur toute la surface du globe avec une précision
meilleure que 4 NM (7km). Il a été initiallement
développé par les USA pour permettre le guidage
des bombardiers nucléaires survolant la région du
pôle Nord en direction de l'URSS avant de servir aux sous-marins
en plongée et enfin d'être utilisé à
des applications plus paisibles jusqu'à fin septembre 1997.
Huit émetteurs de 10kW situés en : Norvège,
Libéria, Hawaï, Nord-Dakota (USA), Île de la
Réunion, Argentine, Australie et Japon transmettaient des
signaux synchonisés sur VLF entre 10 et 14kHz. La hauteur
des antennes verticales utilisées dépassait 400m.
Certaines radiosondes (RS80-15N)
utilisaient ce système pour la mesure de la direction et
de la vitesse des vents en altitude.
Voir : Le système de radiolocalisation
Omega par VE3FAB (en anglais)
LORAN-C
Le système de radionavigation
terrestre Loran-C (LOng RAnge Navigation) a permis pendant des
dizaines d'années aux avions et aux navires de déterminer
leur position dans pratiquement tout l'hémisphère
nord. Depuis début 2010 les USA puis le Canada ont décidé
d'arrêter leurs émetteurs d'Amérique du Nord.
Le principe est très ressemblant au système GPS
mais les moyens mis en oeuvre par le système Loran-C sont
différents. Cette complémentarité est une
des raisons pour lesquelles en Europe, le "eLoran" (pour
enhanced Loran) devrait être conservé en solution
de secours tant que les systèmes de positionnement par
satellites comme GPS ou Gallileo présenteront un risque
de défaillance.
Dans le cas du Loran-C, le positionnement est déterminé
en comparant le temps de propagation des signaux reçus
de trois émetteurs puissants (10 à 1600kW) sur la
fréquence de 100kHz. La précision est un peu moins
bonne qu'avec le GPS mais permet de suivre une radiosonde comme
la RS92-KL (photo ci-contre)
dans ses déplacements horizontaux et d'en déduire
la vitesse et la direction des vents dans chacune des couches
de l'atmosphère qu'elle traverse. La radiosonde retransmet
simplement sur UHF les signaux Loran-C qu'elle entend sur 100kHz,
le système de décodage compare les signaux Loran-C
qu'il reçoit localement avec ceux reçu de la radiosonde.
Comme le circuit transpondeur 100kHz => 400MHz implanté
sur la radiosonde est très simple, il est très peu
coûteux, ce qui explique que certains centres utilisent
encore des RS92-KL lorsque la situation météorologique
ne justifie par l'utilisation de sondes plus précises.
C'est le cas, par exemple de certaines stations de radiosondage
italiennes qui utilisent tantôt les RS92-SGP et tantôt
des RS92-KL. Comme l'altitude ne peut être déterminés
avec les signaux Loran-C, le capteur de pression est encore en
service sur les RS92-KL. Les signaux Loran-C sont facilement audibles
au milieu de la modulation musicale de la RS92-KL, il ressemble
à un crépitement
caractéristique.
Les radiosondes utilisant ce système de localisation ne
sont utilisables que dans les régions où il est
disponible...
Le site http://www.loran-europe.eu/news.php
montre la carte des stations d'émission de l'Europe de
l'ouest et de la couverture du système Loran-C
GPS
Le Global Positioning System est maintenant suffisamment connu
et utilisé pour qu'il soit inutile d'en décrire
ici les principes. Son utilisation par les radiosondes date du
milieu des années 1990 (AIR) mais ne s'est vraiment répandu
qu'à partir de 1997quand Vaisala a proposé la RS80-15G et Modem
sa GPSonde GL-98. Mais le coût
élevé des sondes équipé de GPS a reporté
leur usage régulier au début des années 2000.
L''utilisation de sondes GPS-3D a permis de déterminer
le positionnement en temps réel de la sonde, en particulier
son altitude, contrairement aux premières sondes Vaisala
GPS-2D qui permettaient seulement la mesure du vent en utilisant
l'effet Doppler sur les signaux reçus des satellites.
Actuellement (fin 2015) la quasi-totalité des radiosondes
entendues utilisent le GPS : RS92SGP,
RS92AGP, M2K2,
DFM-06, DFM-09,
M10, C34,
LMS-6, RS41
et iMet1. Pratiquement toutes
sont décodables à l'aide de SondeMonitor.
La RS92-SGP est encore un cas particulier car elle retransmet
les signaux bruts des satellites et le traitement s'effectue au
sol avec les éphémérides fournis au logiciel.
Elle est maintenant remplacée par la RS41. Les autres types
de radiosondes intègrent des modules récepteurs
GPS qui fournissent directement les informations sous forme de
trames NMEA. L'utilisation du DGPS, GPS différentiel, permet
d'obtenir des mesures de vitesse de déplacement très
précises (0,1m/sec).