DORIS: From orbit determination for altimeter missions to geodesy

In the late 1980s, the French ‘Centre national d’études spatiales' (CNES), in conjunction with the ‘Institut géographique national’ (IGN) and the ‘Groupe de recherche en géodésie spatiale’ (GRGS) developed a new geodetic tracking system called DORIS for precise orbit determination of low Earth orbiting satellites for oceanographic missions. Since then, the number of applications has increased, leading recently to the creation of an International DORIS Service (IDS), making it a part of the Global Geodetic Observation System (GGOS) currently under development within the International Association of Geodesy (IAG). The goal of this paper is to present the current applications of the DORIS system for precise orbit determination as well as for geodesy, geophysics, Earth rotation or atmospheric sciences. Current accuracies are discussed as well as already planned improvements. In particular, recent improvements in on-board real time orbit showing 5-cm radial agreement with post-processed orbits are discussed. In addition, when using a 5-satellite constellation, 1-cm precision is achievable for station position as well as sub milli-arcsecond precision for polar motion. To cite this article: P. Willis et al., C. R. Geoscience 338 (2006).

RésuméÀ la fin des années 1980, le Centre national d'études spatiales (CNES), en liaison avec l'Institut géographique national (IGN) et le Groupe de recherche en géodésie spatiale (GRGS), a développé un nouveau système de poursuite appelé DORIS, afin de déterminer précisément, pour certaines missions océanographiques, l'orbite de satellites bas. Depuis cette date, le nombre d'applications de ce système n'a fait qu'augmenter, conduisant récemment à la création de l'International DORIS Service (IDS), composante naturelle du système d'observations géodésiques Global Geodetic Observation System (GGOS), en cours de développement au sein de l'Association internationale de géodésie (AIG). Le but de ce document est de présenter une synthèse des applications actuelles du système DORIS, tant pour l'orbitographie précise des satellites que pour la géodésie, la géophysique, la détermination de la rotation terrestre ou les sciences de l'atmosphère. Nous présentons ici les derniers résultats obtenus, ainsi que les améliorations déjà anticipées. En particulier, des améliorations récentes en orbitographie temps réel à bord du satellite montrent un accord de 5 cm pour la composante radiale en mode post-traitement. Enfin, lorsqu'une constellation de cinq satellites DORIS est disponible, il est désormais possible de déterminer la position des stations de poursuite à une précision de 1 cm et celle du pôle de la rotation terrestre à une précision inférieure au millième de seconde d'arc. Pour citer cet article : P. Willis et al., C. R. Geoscience 338 (2006).