Argos, la mission continue Argos, the mission continues A€¦ · A lors que le système Argos fête ses pre-miers vingt ans d’opération, ce numé-ro de l’Argos Newsletter se

A lors que le système Argos fête ses pre-miers vingt ans d’opération, ce numé-ro de l’Argos Newsletter se tourne vers

le futur et révèle d’intéressantes perspectives.Les premiers articles témoignent des évolutionsobservées dans les domaines de l'océanographieet du suivi d'animaux. L’article suivant présen-te, pour la première fois, le projet désignéArgos 2001. Conséquence d’un dialogue régu-lier établi avec nos utilisateurs, Argos 2001 com-plétera la transition d’Argos d’un « système decollecte de données » vers un outil sur mesure detraitement et de dissémination de données envi-ronnementales. L’article suivant décrit la voie des-cendante Argos qui équipera les nouveaux satel-lites opérationnels vers la fin de l'an 2000 etpermettra d’envoyer des messages à vos émetteurs.Pour commencer, Michel Taillade, Directeur-Général de CLS, nous présente ci-après le sys-tème Argos des années 2000.

N°54

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A s the Argos system celebrates its firsttwenty years in operation, this issue ofthe Argos Newsletter looks forward from

an exciting threshold. Several of the articleslook at trends in oceanography and wildlife bio-logy programs. And for the first time in the news-letter, we discuss the project code-named Argos2001. Driven by dialog with our users, Argos2001 will complete the transition of Argos froma message-based transmission system into anenvironment offering fully customized data andservice. Another article introduces you to two-way messaging, which the new satellites willoffer by late 2000.To start the ball rolling, CLS General ManagerMichel Taillade introduces the Argos system ofthe next millennium.

Argos, la mission continue

Argos, the mission continues

Éditorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Michel Taillade, Directeur-général de CLS, Toulouse, France

Tribune libreBouées de surface et système Argos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Étienne Charpentier, DBCP, Toulouse, FranceArgos : le futur d’un grand outil face à des enjeux scientifiques majeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Yvon Le Maho, CNRS-CEPE, Strasbourg, FranceArgos et GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12David Meldrum, Dunstaffnage Marine Laboratory, ScotlandContribution d’Argos à l’étude d’El Niño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Yves du Penhoat, CNES, Toulouse, France

Nouvelles d’ArgosVers une nouvelle interface utilisateur et des capacités de traitement accrues : le projet Argos 2001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Christian Ortega, CLS, Toulouse, FranceBidirectionnalité du système Argos : questions fréquemment posées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Christian Ortega, CLS, Toulouse, FranceMeilleure réception des signaux montants de faible puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Michel Taillade, Directeur-général de CLS, Toulouse, France

Actualités constructeursPopUp Satellite tag : version enregistreur du PTT100 de Microwave Telemetry pour le suivi des poissons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Paul Howey, Microwave Telemetry, Columbia, MD, USAÉmetteur Smart Position-Only Transmitting (SPOT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Wildlife Computers, Redmond, WA, USA

En brefBill Woodward, responsable scientifique à Service Argos, Inc. Changement d’adresse du courrier électronique de CLS à Toulouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Argos s'affirme comme le système mondial pourla mesure et la protection de l'environnement desannées 2000. Depuis de nombreuses années, le sys-tème de collecte et de localisation Argos a dévelop-pé son activité au service de la science et des appli-cations pour la mesure, la surveillance et la protectionde l'environnement de notre planète. À l'aube desannées 2000, la croissance des risques qui menacentnotre environnement justifie cette activité et renfor-ce le besoin de disposer d'un outil mondial solide,stable, moderne et dont la vocation soit essentiellementdédié à l'environnement.

Dans ce sens deux décisions majeures ont été prisespour l'avenir du système. La première, par le CNES,a été de lancer la réalisation de la troisième généra-tion de l'instrument Argos qui sera mise en exploita-tion à partir de 2002-2003 et disposera d'innovationsmajeures adaptées à son objectif, telle une meilleuresensibilité, une cadence de transmission plus élevée,une capacité de collecte de données accrue… Laseconde conjointement par le CNES et la NOAA aété d'affirmer la dimension mondiale du système.

La France et les États-Unis ont étendu le programmede coopération entre le CNES et la NOAA à des parte-naires majeurs que sont le Japon, représenté par laNASDA et l'Europe par Eumetsat. L'ensemble du pro-gramme prévoit l'installation d'Argos :• sur les satellites NOAA L, M, N et N' dans les années

2000 à 2005,• sur le satellite ADEOS-II (lancement en 2000) de la

NASDA avec une innovation majeure qui est la fonc-tion voie descendante.

• sur les satellites METOP 1, METOP 2 et METOP 3 del'agence européenne Eumetsat à partir de 2002.

Ces décisions, par leur cohérence politique et tech-nique, permettent à Argos de disposer, dans les années2000, des meilleurs atouts pour poursuivre et affirmerson rôle mondial dans l'observation et la surveillan-ce de la terre.

Michel TailladeDirecteur-général de CLS

Toulouse, [email protected]

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2 ARGOS NEWSLETTER 54 - AVRIL 1999

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3ARGOS NEWSLETTER 54 - APRIL 1999

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Michel Taillade, CLS General Manager, Toulouse, France

Users’ programsSurface buoys and the Argos system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Etienne Charpentier, DBCP, Toulouse, FranceArgos: an ideal tool for tomorrow’s important scientific challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Yvon Le Maho, CNRS-CEPE, Strasbourg, FranceArgos and GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11David Meldrum, Dunstaffnage Marine Laboratory, ScotlandHow Argos contributes to studying El Niño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Yves du Penhoat, CNES, Toulouse, France

Argos newsArgos 2001 project: a new user interface and more processing capacity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Christian Ortega, CLS, Toulouse, FranceArgos two-way: Frequently Asked Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Christian Ortega, CLS, Toulouse, FranceMore messages from low-power transmitters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Michel Taillade, CLS General Manager, Toulouse, France

Manufacturers’ newsNew Archival PopUp PTT Version of the Microwave Telemetry PTT100 for Tracking Fish . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Paul Howey, Microwave Telemetry, Columbia, MD, USASmart Position-Only Transmitting (SPOT) Tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Wildlife Computers, Redmond, WA, USA

In briefService Argos, Inc. welcomes Bill Woodward as senior scientistNew e-mail addresses at CLS in Toulouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Argos is the global environmental monitoring andprotection system of choice for the next century. Over the last 20 years, the Argos data collection andlocation system has evolved continually to keep pacewith the needs of scientific research and applicationsdedicated to observing, monitoring and protectingplanet Earth. As we approach the new millennium,the growing risks to our environment mean that weneed Argos more than ever before to provide a global,robust, reliable and modern system dedicated tostudying the environment.

With this goal in mind, two important decisions havebeen made regarding the Argos system’s future:Firstly, the French space agency CNES has given thego-ahead for development of a third-generation Argosinstrument to enter service in 2002-2003. This in-strument will offer significant enhancements, includ-ing better sensitivity, faster data transmission, andincreased data collection capacity.Secondly, CNES and NOAA have decided to consoli-date the Argos system’s global reach by extendingtheir partnership agreement to include two new major

partners: Japan, represented by its national spaceagency NASDA, and Europe, represented by Eumetsat.

Argos instruments will be flying on:- NOAA-L, M, N and N' over the period from 2000 to

2005;- NASDA’s ADEOS-II satellite, scheduled for launch

in 2000, which will bring two-way downlinkmessaging capability;

- Eumetsat’s METOP 1, 2 and 3 satellites, scheduledfor launch starting in 2002.

These decisions have created the right political andtechnical basis for Argos to move forward and conso-lidate its global Earth observation and monitoringmission, into the next century.

Michel TailladeCLS General Manager


Editorial

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Dans les régions diffici-lement accessibles del'océan, les bouées déri-vantes, les bouéesancrées et les bouées sur

glace permettent d'obtenir des donnéesmétéorologiques et océanographiques à uncoût modéré. Elles jouent un rôle essentieldans les réseaux d'observation océaniquespour des programmes tels que la Veillemétéorologique mondiale (VMM) et le Sys-tème mondial d'observation du climat(SMOC). Actuellement, plus de 1500 bouéesdérivantes et 80 bouées ancrées (et 800 flot-teurs sub-surface), réparties dans le mondeentier, envoient des données via Argos.

Il importe d'optimiser la collecte et l'utili-sation des données, de les intégrer à cellesd'autres réseaux, d'assurer un contrôle dequalité et d'améliorer les instruments et lesplates-formes. Il faut également encoura-ger la coopération internationale dans ledéploiement et l'utilisation des bouées demesures. Aussi, les utilisateurs Argos ontcréé en 1985 le Groupe de Coopération pourla mise en œuvre des programmes de bouéesde mesures (DBCP). Il a pour vocation l'amé-lioration quantitative et qualitative des don-nées océaniques et atmosphériques.

En tant qu'analystes, coordinateurs etpartenaires engagés dans le développementde nouvelles technologies, nous observons

notamment les tendances suivantes dans lesprogrammes de bouées :• renforcement de la coopération entre les

météorologistes et les océanographes ;• plus grande souplesse dans le traitement

des données des bouées ;• mise en œuvre à l'échelle mondiale et inté-

gration dans les programmes de recherchesur le climat ;

• meilleure coordination entre les approchesin situ et satellitaires (voir encadré page 6).

Coopération entre météorologistes et

océanographes

Pour répondre aux besoins des océano-graphes (mesures des courants de surface)et des météorologistes (pression de l'air), laScripps Institution of Oceanography a misau point un traceur Lagrangien en 1993.Celui-ci a été abondamment testé par lesinstituts météorologiques aux États-Unis,en Australie, en France, au Royaume-Uni,en Afrique du Sud et au Canada. Il s'agitessentiellement d'un traceur standard de typeSVP (Surface Velocity Program) équipé d'unbaromètre. Jugés suffisamment fiables, descentaines de traceurs ont été déployés à l'oc-casion des programmes WOCE (World OceanCirculation Experiment) et TOGA (TropicalOcean Global Atmosphere). C'est à nou-veau grâce aux travaux de pionnier de

l'Institut Scripps que les traceurs lagran-giens barométriques seront prochainementéquipés de capteurs sans parties mobilesmesurant la vitesse du vent, appelés sys-tèmes d'observation du vent par le bruitambiant (WOTAN, Wind ObservationThrough Ambient Noise). Les premiers testsen laboratoire et les tests préliminaires surle terrain indiquent une bonne corrélationavec les modèles numériques de prévisionmétéorologique.

Le programme mondial de traceurs Lagran-giens (Global Drifter Program) prévoit, encoopération avec des météorologistes, lapoursuite du déploiement de bouées SVPB

dans le monde entier et la mise au point denouveaux capteurs, notamment pour mesu-rer la salinité. [Note de la rédaction : le GDP est,depuis toujours, un utilisateur Argos impor-tant et il est récemment passé d'une durée defonctionnement de 8 heures à 24 heures pourtous les nouveaux déploiements.]

Le DBCP comprend différents groupes d'ac-tion, dont le GDP. Chacun poursuit un pro-gramme d'observation avec des bouéesdéployées à l'échelle mondiale ou régionale.Leurs objectifs consistent à obtenir des don-nées en temps réel ou s'intègrent dans lesprogrammes OMM (Organisation météoro-logique mondiale) et COI (Commission océa-nographique intergouvernementale). Lesinformations sont transférées via Argos. Dansle cadre du programme international debouées dans l'Atlantique sud (InternationalSouth Atlantic Buoy Program), l'Institutmétéorologique sud-africain et le Labora-toire océanographique et météorologique del'Atlantique (AOML) déploient conjointementdes bouées dérivantes SVPB, partageant res-sources et données. Les données de pressionatmosphérique en surface permettent dedéterminer avec précision le champ de vent,et ce dernier contribue à la correction descourants de surface calculés à partir des tra-jectoires des bouées et du stress dû au vent.

Les océanographes et les météorologistescoopèrent également au sein du groupe TIP

(TAO Implementation Panel) de coopérationpour la mise en œuvre de TAO (TropicalAtmosphere Ocean Array), qui est un autregroupe d'action du DBCP. TAO a pour objetla mesure des variables océanographiques etmétéorologiques en surface, nécessairespour mieux comprendre la variabilité cli-

Bouées de surface et système Argos

ARGOS

LA MISSION CONTINUE

USERS’ PROGRAMS

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Drifting and moored databuoys and ice floats arenow accepted as a cost-effective means of obtain-ing meteorological and

oceanographic data from remote ocean areas.They are an essential component of marineobserving systems established for such pro-grams as the World Weather Watch and theGlobal Climate Observing System. Todayover 1500 drifting buoys and 80 moored buoysworldwide (and 800 sub-surface floats) trans-mit via the satellites in the Argos system.

The data need to be gathered and used intel-ligently. How should they be integratedwith measurements from other networks?Who will control the quality? How can weimprove the instruments and platforms? Toanswer questions such as these, and pro-mote international cooperation in buoydeployments and the use of data, Argos usersset up a Data Buoy Cooperation Panel in1985. Its mission: to increase the quantityand quality of oceanic and atmospheric data.

As analysts, coordinators and partners fordeveloping new technologies, we are well-placed to observe the trends in buoy pro-grams. They include:• increasing cooperation between meteo-

rologists and oceanographers,• more flexible buoy data processing,• global implementation and integration in

climate research programs,• increasing cooperation between in situ

and satellite-based methods.

Meteorologists and oceanographers working together

To meet the requirement of both oceanog-raphers (sea surface current measurements)and meteorologists (operational air pres-sure), Scripps Institution of Oceanographydesigned a Lagrangian drifter in 1993. It hasbeen extensively tested by weather bureausin the USA, Australia, France, the UK, SouthAfrica and Canada. The buoy, basically astandard Surface Velocity Program drifterfitted with a barometer port (SVPB), wasreliable enough for hundreds of units to bedeployed during the World Ocean Circula-tion Experiment (WOCE) and Tropical OceanGlobal Atmosphere (TOGA) programs.

Again thanks to pioneering work at Scripps,Lagrangian barometer drifters will soon befitted with wind speed sensors carrying nomoving parts, called Wind ObservationThrough Ambient Noise, or WOTANs. Theearly laboratory and field test results showgood correlation with numerical weatherprediction models.

The Global Drifter Program, in cooperationwith meteorologists, plans to continuedeploying SVPB drifters worldwide, and todevelop new sensors, for example to mea-sure salinity. [Editor’s note: the GDP hasalways been a major Argos user, and recent-ly switched from 1/3-day to full-day opera-tion for all new deployments.]

The GDP is one of several DBCP action groups,each maintaining an observational buoy

program for real-time or research purposesin support of WMO (World MeteorologicalOrganization) and IOC (IntergovernmentalOceanographic Commission) programs.These programs all use the Argos system topursue global or regional goals. As part ofthe International South Atlantic Buoy Pro-gram, the South African Weather Bureau

and NOAA’s Atlantic Oceanographic andMeteorological Laboratory are jointlydeploying SVPB drifters, sharing bothresources and data. The surface atmospher-ic pressure data accurately yield the windfield, which in turn helps to correct comput-ed surface velocity according to wind stress.

Oceanographers and meteorologists are alsocooperating on the Tropical AtmosphereOcean Array (TAO) Implementation Panel

Surface buoys and the Argos system

ARGOS

THE MISSIONCONTINUES

Récupération d’un traceur lagrangien avec baromètre dans l’Atlantique SudRecovering an SVPB drifter in the South Atlantic

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matique saisonnière et inter-annuelle. TAOétant centré sur l'étude du Pacifique et desévénements liés à El Niño, le réseau TRI-TON (Triangle Trans-Ocean Buoy Network)va renforcer le réseau TAO dans les régionséquatoriales occidentale et orientale del'océan Pacifique et dans l'océan Indien. Lesbouées mesureront des paramètres tels quele vent, l'humidité, les rayonnements decourte longueur d'onde, la température del'eau jusqu'à 750 mètres et la salinité, para-mètres utilisables dans des modèles clima-tiques et pour les prévisions météorologiquesquotidiennes. Ces données permettront éga-lement d'améliorer les performances desmodèles numériques, notamment pour laprévision des typhons.

Par ailleurs, TAO sera étendu à l'Atlantiqueavec le programme pilote PIRATA (PilotResearch Moored Array in the TropicalAtlantic), qui se propose de mettre en placeun réseau de bouées ancrées dans la régiontropicale de l'Atlantique. Douze bouéesATLAS nouvelle génération seront déployéesafin de décrire et de mieux comprendre l'évo-lution de la température de surface, la struc-ture thermique superficielle et les transfertsentre l'océan et l'atmosphère dans l'Atlan-tique tropical.

Une plus grande souplesse dans letraitement des données

Le Système mondial de télécommunications(SMT) et le système mondial de traitementdes données de la VMM constituent la pier-re angulaire du système de gestion de l'in-formation pour la météorologie opération-nelle. Le SMT est un réseau destiné àl'échange rapide et à la distribution de don-nées d'observation et d'informations trai-tées. Sa finalité principale est d'assurerl'acheminement des observations, quelquesheures après l'obtention des mesures, à tousles services météorologiques nationaux.Elles peuvent ainsi être utilisées pour lesprévisions régionales ou mondiales, toutesles 24 heures ou toutes les 12 heures.

CLS, opérateur d'Argos, a mis au point unechaîne de traitements souple capable deprendre en compte pratiquement tout type deformat de message Argos, en convertissantles données binaires en unités géophysiques,en effectuant des contrôles de qualité auto-matiques, en codant les données au format

OMM standard, et en distribuant les donnéessur le SMT. La chaîne évolue constammentpour répondre aux besoins des utilisateurs.Le calcul de la salinité de l'eau à partir de laconductivité et de la température, disponibledepuis 1998, illustre les améliorations appor-tées. Dans le projet Argos 2001 [voir articlepage 14], la chaîne de traitement SMT seraintégrée dans la chaîne standard Argos, afinque les personnes n'utilisant pas Argos puis-sent également tirer parti de ces traitementsde données performants.

Vers une mise en œuvre à l'échelle mondiale et l'intégrationdans des programmes de recherche

Pour apporter une réponse efficace, à uncoût modéré, aux besoins des scientifiquesétudiant le sol, la mer et l'atmosphère, lesutilisateurs et les organismes tentent actuel-lement d'harmoniser leurs efforts. Le planstratégique intégré qui vient d'être mis enplace pour les systèmes mondiaux d'obser-vation, GOOS (océans), GTOS (milieux ter-restres) et GCOS (climat), illustre parfaite-ment cette tendance. Parallèlement, le CEOS

(Committee on Earth Observation Satel-lites) a élaboré une stratégie d'observationmondiale intégrée, en tant que structure debase pour l'utilisation de données fourniespar les principaux systèmes satellitaires et lesapproches in situ d'observation globale de laterre. Une autre initiative est la création duCentre d'information des systèmes d'obser-vation mondiaux (Global Observing Sys-tem Information Centre) où GOOS, GTOS etGCOS doivent adopter un système communde données et favoriser la mise au point denouveaux capteurs tels que des capteurs deflux de chaleur pour les études sur le climat.Nos plans seront intégrés dans les plans demise en œuvre de GOOS et GCOS, qui sontactuellement finalisés.

Etienne CharpentierDBCP, Toulouse, France

[email protected]

L’observation in situ, maillon essentiel

des futurs systèmesd’observation des océans

À la veille de la mise en place d’unsystème d’observation global des

océans destiné à alimenter en données lesfuturs centres de prévision océanique etclimatique, il convient de se poser desquestions essentielles sur les meilleuresstratégie et cohérence d’ensemble àadopter. Les choix portent en particu-lier sur les techniques de mesure, lesmoyens de collecte, de traitement etd’accès aux données, les échantillonnagesappropriés propres à satisfaire les besoinsexprimés. Si le satellite a démontré cesdernières années sa capacité à offrir unevision homogène, globale et précise de lasurface des océans (TOPEX/POSEIDON enest un exemple majeur), il n’en demeu-re pas moins que des réseaux in situ sontindispensables pour valider les mesuresfaites depuis l’espace, et apporter desinformations complémentaires, en par-ticulier sur la structure verticale desocéans. Comme le montrent les quelquesexemples présentés dans cette revue, lesnouvelles plates-formes d’observationin situ ont maintenant atteint des niveauxde performances et de fiabilité compa-tibles avec les objectifs affichés. Elles ontacquis un pouvoir d’autonomie impor-tant grâce en particulier au système detransmission de données et de position-nement Argos par satellite. S’appuyantsur ces nouveaux outils, les projets dedéploiement de « profileurs » dérivantset verticaux, ARGO sur le plan internatio-nal et CORIOLIS sa composante euro-péenne, visent à fournir le maillon in-situnécessaire à la réalisation de programmesprécurseurs comme GODAE (Global OceanData Assimilation Experiment). L’océano-graphie opérationnelle prendra alors sonvéritable essor, grâce à l’apport demodèles numériques performants inté-grant de manière optimum mesures satel-lite et in situ.

Yves MenardCNES, Toulouse, France,

[email protected]

USERS’ PROGRAMS


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(TIP), another DBCP action group. TAO ismeasuring the oceanographic and surfacemeteorological variables needed to study sea-sonal to inter-annual climate variability. Asthe main focus is on the Pacific and El Niñorelated events, the array is now being strength-ened in the western and eastern equatorialPacific and the Indian Ocean, through theTriangle Trans-Ocean Buoy Network (TRI-TON). Buoys will measure such parametersas wind, humidity, short-wave radiation,water temperature down to 750 meters, andsalinity, for use in climate models and dailyweather forecasting. The data will also helpto increase the skill of numerical models suchas Typhoon occurrence prediction.

TAO is also being extended into the Atlan-tic, through the Pilot Research Moored Arrayin the Tropical Atlantic (PIRATA) program.Twelve next-generation ATLAS buoys will bedeployed to describe and help understandsea-surface temperature, the upper oceanthermal structure and air-sea interactions inthe tropical Atlantic.

More flexible data processing

The Global Telecommunication System(GTS) and the World Weather Watch’s Glob-al Data Processing System provide the coreof the information management system foroperational meteorology. The GTS is a net-work for the rapid exchange and distributionof observational data and processed infor-mation. Its main purpose: to ensure thatobservations are provided within a few hoursof measurement to all national meteorolog-ical services for input to daily or twice-dailyregional or global forecasts.

Argos operator CLS has developed a flexiblesystem capable of processing almost anykind of Argos message format, convertingthe data into geophysical units, operatingautomatic quality control checks, encodingthe data in regulatory WMO codes, and dis-tributing the data on the GTS. The systemconstantly evolves to meet users’ needs, atypical enhancement being the calculationof water salinity from conductivity and tem-perature, since 1998. Under the Argos 2001project [Editor’s note: also see article onpage 15], the GTS sub-system will be inte-grated into standard Argos processing sothat non-GTS Argos users can also takeadvantage of high-level data processing.

Toward global implementation and integration

in research programs

To provide cost-effective, efficient responsesto the need for land, sea and air observa-tions, users and bodies are now harmoniz-ing their efforts. As part of this trend, theglobal observing systems (GOOS for theocean, GTOS for the terrestrial, GCOS for theclimate) have agreed to an Integrated Stra-tegic Plan for the Global Observing Sys-tems. In parallel, the Committee on EarthObservation Satellites (CEOS) has develop-ed an Integrated Global Observing Strategy(IGOS) as a framework for using data fromthe major space-based and in-situ systemsfor global observations of the Earth. Anoth-er initiative is the Global Observing Sys-tems Information Centre, in which GOOS,GTOS and GCOS are to adopt a common dataand information system. (See GOOS News,December 1998, http://ioc.unesco.org/goos/goos6.pdf).

At the buoy level, the DBCP implementationplan is identifying ways in which the DBCP

and its action groups can contribute to globalimplementation, for example by:• compiling a detailed climatology of drift-

er tracks for forecasting network disper-sion and re-seeding requirements,

• monitoring data flow on the GTS, so thatproblems relating to the delivery of buoydata to end users may be quickly identi-fied and resolved,

• helping individual buoy operatorsbenefit from economies of scale, bynegotiating prices with buoy manu-facturers and communications serviceproviders,

• promoting cooperation between meteo-rologists and oceanographers, as discuss-ed earlier in this article,

• promoting development of new sensorssuch as heat flux sensors for global climatestudies.

Our plan will be included in the GOOS andGCOS implementation plans, now beingfinalized.

Etienne CharpentierDBCP, Toulouse, France

[email protected]

In situ observation: a key component of tomorrow’s ocean observing systems

A global ocean observingsystem designed to supply

data for future ocean and cli-mate prediction centers willsoon be in place. At this pointin time, we should therefore beasking ourselves some basicquestions concerning the over-all strategic approach we need toadopt. This process must focuson identifying and developing themeasurement techniques, datacollection, processing and re-trieval systems, and samplingstrategies best able to meet users’needs. In recent years, satellitessuch as TOPEX/POSEIDON havebrought us a uniform and accu-rate picture of the ocean surface on a global scale. Nonethe-less, in situ observation networks

still have a vital role to play invalidating satellite-based mea-surements and providing com-plementary data, for example onthe vertical structure of theoceans. As the case studies inthis newsletter show, today’s insitu observation platforms haveattained a level of performanceand reliability to match the goalsset by the scientific community.They also offer increased capa-bility for unattended operationthanks in particular to the Argossatellite-based data collectionand location system. The inter-national ARGO project and itsEuropean component CORIOLIS

are relying on these new tools todeploy drifting and vertical pro-filers. These projects aim to

provide the missing in situ linkrequired to complete pioneeringprograms such as the GlobalOcean Data Assimilation Expe-riment (GODAE). With this linkin place, operational oceanog-raphy based on sophisticatednumerical models integratingboth satellite and in situ obser-vation data will become a reality.

Yves MenardCNES, Toulouse, France,

[email protected]

TRIBUNE LIBRE


Argo

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L’une des premièrespriorités internationalesdans les Sciences de laVie est de préserver labiodiversité. Les mena-

ces que font peser les activités humainessur celle-ci sont en effet d’ores et déjàconsidérables en raison de la réductioncontinuelle des espaces naturels. Leurdiminution n’affecte d’ailleurs pas seule-ment la biodiversité, elle compromet aussil’avenir des ressources renouvelables pourles populations humaines. Dans les océans,les ressources marines sont égalementcompromises par leur surexploitation. Quiplus est, l’extension des zones de pêchequi en résulte concerne de plus en plusune faune dont les caractéristiques démo-graphiques et donc les conditions derenouvellement sont encore mal connues.À ces graves menaces s’ajoute enfinl’impact potentiel des changements cli-matiques associés à l’effet de serre.

Pour ce qui concerne les animaux dans leurmilieu naturel, certaines parmi les espècesmenacées ont une grande importance ali-mentaire pour les populations humaines. Lapréservation de ces espèces et de leurs popu-lations implique nécessairement une meilleu-re connaissance de leur biologie et de leurcapacité d’adaptation aux changementsaffectant leurs milieux.

Des travaux de laboratoire ont permisd’obtenir certaines informations sur lesconditions environnementales les plusfavorables à certaines espèces. On ne peutcependant reproduire en laboratoire quequelques-unes des contraintes naturellesauxquelles l’animal doit faire face. Acqué-rir des informations sur l’animal libre dansson milieu restait généralement du domai-ne du rêve. En particulier, l’étude desdéplacements de la plupart des espècesanimales ne pouvait guère être abordéeque par la pose de marques ou de bagues.Ces méthodes se sont révélées très pré-

cieuses pour reconstituer les grands axesde déplacement de populations animales,mais permettent rarement de reconstituerdes déplacements individuels.

La construction d’émetteurs suffisammentpetits pour en équiper des animaux et ainsipermettre leur localisation grâce au systèmeArgos constitue par conséquent une étapetrès importante. L’une des premières consé-quences pour nos connaissances a été larévélation que de nombreuses espèces ani-males se déplacent sur des distances biensupérieures à celles que l’on imaginait. Lestravaux réalisés sur les oiseaux et mammi-fères marins de l’océan austral illustrent par-ticulièrement ce qu’a apporté Argos (voirencadré ci-contre) et les perspectivesqu’offre cet outil scientifique pour les annéesà venir.

Qui plus est, la combinaison de l’utilisationd’émetteurs Argos avec des systèmes d’ac-quisition de données miniaturisés permetd’aborder des objectifs allant au-delà desconnaissances sur le comportement des ani-maux dans leurs milieux naturels et sur laprotection des espèces menacées. En effet,de nouvelles perspectives apparaissent oùles animaux vont devenir de précieuxauxiliaires pour l’investigation de milieuxdifficilement accessibles à l’homme (voirencadré page 10) ou pour l’obtention d’in-formation sur les modifications de l’envi-ronnement.

Si l’on en juge d’après la rapidité des pro-grès actuels en micro-électronique, micro-mécanique et micro-informatique, noussommes seulement à l’aube d’une nouvel-le discipline basée sur l’équipement d’ani-maux libres dans leur milieu naturel avecdes émetteurs ou des systèmes d’acquisi-tion de données miniaturisés. Comme l’illus-trent les exemples évoqués ici à partir desrecherches menées sur les oiseaux et les

Argos: le futur d’un grand outil face à des enjeux scientifiques

majeursARGOS

LA MISSION CONTINUE

J ouventin et Weimerskirch ont pumontrer que le grand albatros, lors

de ses voyages alimentaires, peut s’éloi-gner considérablement des îles suban-tarctiques où il se reproduit dans les40° et 50° Sud. Il atteint notammentles côtes du continent antarctique. Ungrand albatros peut alors couvrir unedistance totale de 3600 à 15000 kmpour s’alimenter, avec une distancejournalière parcourue de l’ordre de900 km (Jouventin et Weimerskirch,1990). De même, les albatros fuligi-neux à dos clair peuvent couvrir unedistance de 6000 à 7000 km pour leurprospection alimentaire en mer (Wei-merskirch et Robertson, 1994).

Les grands voyages ne sont pas réser-vés aux oiseaux planeurs, puisqueArgos a permis de mettre en évidenceque les manchots royaux vont s’ali-menter à 400-1500 km de leur coloniede reproduction (Jouventin et al., 1994;Bost et al., 1997; Guinet et al., 1997).De même, Argos a permis de montrerque les éléphants de mer se déplacentsur plusieurs milliers de km entre laGéorgie du Sud et la Péninsule Antarc-tique pour s’alimenter dans des zonesoù les proies sont probablement plusabondantes et aisées à capturer(McConnell et al., 1992).

Outre les progrès considérables qui enrésultent dans nos connaissances surla stratégie alimentaire des animaux,le suivi de leurs déplacements grâce àArgos se révèle d’un grand intérêt dupoint de vue de la conservationd’espèces menacées. Ainsi, la locali-sation des zones alimentaires desgrands albatros a permis d’expliquerl’inquiétante diminution des effectifs decet espèce, et en particulier desfemelles. Leurs localisations Argos ontmontré notamment que les femellesvont s’alimenter durant l’hiver plus auNord que les mâles, dans des eaux oùles pêcheries industrielles de thon sontdéveloppées et où les albatros meurentnoyés en s’accrochant aux hameçons(Croxall, 1991; Weimerskirch et al.,1997).

Suite page 10

USERS’ PROGRAMS


Argo

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Preserving biodiversity isa leading priority of thelife sciences worldwide.Biodiversity is alreadyunder severe threat from

human activities that continue to degradethe world’s remaining natural environments.Habitat loss not only impacts biodiversitybut is also increasing pressure on renewableresources for future generations. Marineresources are also being depleted by over-fishing. What is more, fishing fleets trawl-ing ever larger fishing zones across theworld’s oceans are affecting more and morespecies whose numbers are still uncertainand whose reproductive needs are still poor-ly understood. And these serious threatsare compounded by the potential impact ofclimate change caused by greenhouse gases.

Some of the wildlife species in danger ofextinction are a vital source of food forhuman populations. To preserve them weneed to find out more about their biologyand their capacity to adapt to changes affect-ing their habitat.

Laboratory research has enabled us to gaina clearer understanding of what kinds of

environmental conditions favor certain spe-cies. But there is a limit to what we can doin the laboratory to reproduce the constraintsan animal has to contend with in the wild.For many years acquiring data on a free-ranging animal in its natural environmentseemed like a far-off dream. Indeed, mark-ing and tagging were the only methods avai-lable to study wildlife movements. Thesemethods have been a major aid in establish-ing the movements of large animal popula-tions, but they are rarely able to keep trackof a single animal.

The advent of transmitters small enough tobe fitted to animals was therefore a majorstep forward. One of the first things toemerge from tracking animals with Argoswas that we had considerably underestimat-ed the distances traveled by many species.

Research on birds and marine mammals inthe Southern Ocean (see box, left) is a per-fect example of what we have alreadyachieved and the future prospects for Argosas a scientific tool in the years ahead.

The combined use of Argos transmitters andminiaturized data collection systems is open-ing up new opportunities that go well beyondthe study of animal behavior and protectionof endangered species. In the years ahead,animals will become a precious ally for

Argos: an ideal tool for tomorrow’s important

scientific challenges

ARGOS


J ouventin and Weimerskirch were ableto show that the wandering albatross

flies a long way from its breeding groundsin the subantarctic islands to feed, evenreaching the coasts of Antarctica. A wan-dering albatross can fly a total of 3600 to15000 km to feed, covering about 900 kmin a day (Jouventin and Weimerskirch,1990). Similarly, light-mantled sootyalbatross cover 6000 to 7000 km whenfeeding at sea (Weimerskirch and Robert-son, 1994). And large gliding seabirdsare not the only ones to undertake suchlong voyages, since Argos has shown thatemperor penguins feed between 400 and

1500 km from their colonies (Jouventin etal., 1994; Bost et al., 1997; Guinet et al., 1997).Argos has also revealed that elephant sealsswim several thousand km from SouthGeorgia to the Antarctic Peninsula to feedwhere their prey is probably more plenti-ful and easier to catch (McConnell et al.,1992).

Argos has already brought significantadvances in our knowledge of animals’feeding habits. Now, its ability to tracktheir movements is proving highlyvaluable in protecting endangered spe-cies. For example, precisely locating for-aging areas of the wandering albatross hasexplained this species’ worrying decline,in particular that of breeding females.Tracking females with Argos has shownthat they feed further north than malesduring the winter, in waters with largeindustrial tuna fisheries. As a result, manyget hooked by fishing vessels’ long lines,and drown (Croxall, 1991; Weimerskirchet al., 1997).

T he holes in pack ice—called poly-nya—that form in the Antarctic in

winter are of great interest to glaciolo-gists, physical oceanographers, and bio-logists. However, they are almost impos-sible to reach in winter by sea or by air.The only solution up to now, other thansending an ice breaker, had been to useunmanned rovers to study polynya whenthey appeared. While this method shouldnot be excluded, a cheaper way of obtai-ning valuable oceanographic data wouldbe to fit miniaturized data collection sys-tems to animals foraging in polynya, par-ticularly since these animals can be rea-ched from Antarctic winter bases.Emperor penguins offer such an oppor-tunity (Ancel et al., 1992; Kirkwood andRobertson, 1997).

In the same way, king penguins alreadytracked at sea by Argos can be fitted withsensors to measure sea temperatures atdifferent depths where they catch theirprey, and even to obtain informationabout their food intake (Bost et al., 1993).This allows us to study how ocean cli-mate change affects availability of mari-ne resources. Another illustration ofhow seabirds can be used as resourceindicators is given by studies on theblack-browed albatross (Cherel and Wei-merskirch, 1995).

mammifères de l’océan austral, les animauxvont par conséquent constituer de précieuxauxiliaires pour répondre aux questions enrapport avec les grands enjeux que consti-tuent les conséquences des activitéshumaines pour l’environnement. Dans cecontexte, Argos représente un outil scienti-fique majeur.

Yvon Le MahoCNRS-CEPE, Strasbourg, [email protected]

L es polynies hivernales antarctiques(qui correspondent à de larges ouver-

tures dans la glace de mer) présentent ungrand intérêt en glaciologie comme enocéanographie physique et biologique.Elles constituent cependant des zonesquasi-inaccessibles du fait de l’absence demoyens maritimes et aériens durant la sai-son hivernale. La seule possibilité pourétudier ces polynies qui apparaissait, outrel’envoi exceptionnel de brise-glace, étaitl’utilisation de véhicules télécommandés.Sans exclure cette possibilité, un moyen

moins onéreux et permettant déjà d’acqué-rir de précieuses informations océaniquesserait l’équipement avec des systèmesd’acquisition de données miniaturisésd’animaux allant se nourrir dans des poly-nies et par ailleurs accessibles à partir debases antarctiques hivernales. Les man-chots empereurs offrent cette opportunité(Ancel et al., 1992; Kirkwood et Robertson,1997).

De même, des manchots royaux dont lesdéplacements en mer sont suivis par Argospeuvent être équipés de systèmes d’acqui-sition de données munis de capteurs per-mettant de connaître les températures auxdifférentes profondeurs où ils capturentleurs proies et même leurs prises alimen-taires (Bost et al., 1993). Il devient ainsipossible d’étudier les conséquences deschangements climatiques océaniques sur lalocalisation des ressources marines. Uneautre illustration de l’intérêt qu’apportentles oiseaux marins pour la détection de cesressources est apportée par des travaux surl’albatros à sourcils noirs (Cherel et Wei-merskirch, 1995).

TRIBUNE LIBRE


Argo

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Références / References

Ancel A., Kooyman G.L., Ponganis P.J., Gendner J.-P., Lignon J., Mestre X., Huin N., Thorson P.H., Robisson P. & LeMaho Y. (1992). Foraging behaviour of emperor penguins as a resource detector in winter and summer. Nature360: 336-338.

Bost C.A. & Le Maho Y. (1993). Seabirds as bio-indicators of changing marine ecosystems: new perspectives, in ActaOecologia 14, 463-470.

Bost C.A., Georges J.Y., Guinet C., Cherel Y., Pütz K, Charrassin J.-B., Handrich Y., Zorn T., Lage J. & Le Maho Y.(1997). Foraging habitat and food intake of satellite-tracked king penguins during austral summer at Crozet Archi-pelago. Mar. Ecol. prog. Ser. 150: 21-33.

Cherel Y. & Weimerskirch H. (1995). Seabirds as indicators of marine resources: black-browed albatrosses feedingon ommastrephid squids in Kerguelen waters. Mar. Ecol. prog. Ser. 129: 295-300.

Croxall J.P. (1991) Constraints on reproduction in albatrosses, in Acta XX Congressus Internationalis Ornithologici, Christ-church, New Zealand, 2-9 December 1990. Bell B.D., Cossee , R.O., Flux J.E.C., Heather B.D., Hitchmough R.A.,Robertson C.J.R. & Williams M.J. eds., New Zealand Ornithological Congress Trust Board, vol. 1, p. 281-302.

Guinet C., Koudil M., Bost C.A., Durbec J.P., Georges J.Y., Mouchot M.C. & Jouventin P. (1997). Foraging behaviorof satellite-tracked king penguins in relation to sea-surface temperature obtained by satellite telemetry at CrozetArchipelago: a study during three austral summers. Mar. Ecol. Prog. Ser. 150: 11-20.

Jouventin P. & Weimerskirch H. (1990). Satellite tracking of wandering albatrosses. Nature 343: 746-748.

Jouventin P., Capdeville D., Cuenot-Chaillet F. & Boiteau C. (1994). Exploitation of pelagic resources by a non-flyingseabird: satellite tracking of the king penguin throughout the breeding cycle. Mar. Ecol. prog. Ser. 106: 11-19.

Kirkwood R. & Robertson G. (1997). The foraging ecology of female emperor penguins in winter. Ecol. Monogr. 67:155-176.

McConnell B.J., Chambers C. & Fedak M.A. (1992). Foraging ecology of southern elephant seals in relation to thebathymetry and productivity of the Southern Ocean. Antarct. Sci. 4: 393-398.

Weimerskirch H. & Robertson G. (1994). Satellite tracking of light-mantled sooty albatrosses. Polar Biol. 14: 123-126.

Weimerskirch H., Brothers N. & Jouventin P. (1997). Population dynamic of wandering albatross Diemedea exu-lans and Amsterdam albatross D. amsterdamensis in the Indian ocean and their relationships with long-line fishe-ries: conservation implications. Biol. Conserv. 79: 257-269.

Suite de la page 8

LIGHTPACK-ICE

ADELIE LAND

Dumont d'Urville

25 k

m

25 km

66

65 S

67 S

139 E 140 141 142 143 E

Polynia

PolyniaFAST

SEA-ICE

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3

4

CHAR

LES B

OST

USERS’ PROGRAMS


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investigating inhospitable regions of theglobe (see box, right, page 9) or obtainingdata on environmental change.

Current advances in microelectronic andmicromechanical components and micro-processors suggest that we will soon see the

emergence of a whole new research disci-pline based on outfitting animals in the wildwith lightweight transmitters and miniatur-ized data collection systems. As the re-search mentioned here on seabirds and mam-mals in the Southern Ocean has shown,animals will be of vital assistance in assess-

ing the impact of human activities on ourenvironment. Argos too will be an essentialscientific tool supporting these efforts.

Yvon Le MahoCNRS-CEPE, Strasbourg, [email protected]

GPS opens up excitingnew possibilities forArgos users who needextra detail in both spaceand time. Typically, a

combined GPS-Argos system will reportlocation accuracies of better than 100m com-pared to the km-scale capability of Argoson its own. With a little care in the designof the combined system, a continuous his-tory of GPS locations at intervals as short as10 minutes may be reliably transmitted overArgos, compared with typical Argos fixintervals of 100 minutes or more. Theseorder of magnitude improvements will notbe useful to everyone, but are indispensablefor fine-scale studies of sea-ice dynamics,ocean circulation and animal movements,and for applications requiring accurate veloc-ities. Even greater accuracies are possibleby post-processing the GPS data to removeerrors inherent in the civilian GPS signal.Moreover, the GPS equipped platform knowsboth its position and time. This key infor-mation can be used to predict Argos over-passes and schedule data upload, or tocontrol the activity of the platform in novelways. GPS, possibly supported by theplanned two-way Argos messaging service,will become the core of the platform of thefuture, capable of adapting its behaviouraccording to its environment.

David MeldrumDunstaffnage Marine Laboratory

Oban, [email protected]

Argos and GPS

Argos

GPS

2019

500 m

57.78

57.77

57.76

57.75

57.74-9.05 -9.03 -9.01 -8.99 -8.97 -8.95

Longitude

Latit

ude

Figure 1 : Tracé partiel d’un suivi de bouée dérivante équipée d'un récepteur GPS à l’ouest del’Écosse. L’enregistrement GPS se compose d’une série quasi continue de positionnements à20 minutes d'intervalle. Il permet de déceler des caractéristiques des courants qui ne sont pasaussi nettes sur l’enregistrement Argos.Figure 1: Part of the track of a GPS-equipped drifter to the west of Scotland. The GPS recordconsists of a more or less continuous series of fixes at 20 minute intervals, and clearly showseatures of the circulation which are not evident in the Argos record.

57.76

57.755

50 m

-9.02 -9.01

GPS

DGPS(Differential GPS)

Longitude

Latit

ude

Figure 2 : Agrandissement partiel du suivi présenté à la figure 1. Les données GPS ont subi unpost-traitement afin de supprimer la plupart des erreurs inhérentes au signal GPS civil. Les erreursrésiduelles sont probablement de l'ordre de 10 m.Figure 2: An enlarged section of the trackshown in figure 1. The GPS data have been post-processed to remove most of the errors inherent in the civilian GPS signal. The residual errors are probably of the order of 10m.

ARGOS


TRIBUNE LIBRE


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Le GPS (Global Positio-ning System) ouvre denouvelles perspectivesaux utilisateurs Argos quidoivent pouvoir disposer

d'outils garantissant une plus grande préci-sion spatio-temporelle. En effet, la combi-naison des systèmes GPS et Argos permetgénéralement de localiser une plate-formedans un rayon inférieur à 100 mètres, alorsque la précision atteinte par le système Argosseul est de l’ordre du kilomètre (voir figu-re 1 page 11). L'utilisation conjointe desdeux systèmes garantit la transmission fiable,via Argos, d'historiques de localisations GPS

relevées toutes les dix minutes. Utilisé seul,le système Argos n'autorise que des inter-valles de cent minutes, voire plus. Tous lesutilisateurs ne recherchent pas des instru-ments aussi performants. Cependant, ils serévèlent indispensables lorsqu'il s'agit d'étu-dier avec précision la dynamique de la ban-quise, les courants océaniques et les dépla-cements des animaux, ou lorsqu'il estnécessaire de déterminer des vitesses avecprécision. Cette précision peut encore êtreaméliorée par un post-traitement des loca-lisations, consistant à éliminer les erreurspropres au signal GPS civil (voir figure 2page 11). L'équipement GPS fournit à la

plate-forme des informations sur sa posi-tion spatiale et temporelle, lui permettantnotamment de prévoir les passages des satel-lites Argos et d'établir un calendrier d'émis-sion des données vers ceux-ci. En outre, ilest possible d'ajouter de nouvelles fonc-tionnalités permettant de mieux gérer l’acti-vité de la plate-forme. Le GPS, éventuelle-ment complété par l'échange bidirectionnelde données qu'offrira bientôt le systèmeArgos, constituera un élément clé des plates-formes du futur, qui seront capables demoduler leur fonctionnement en fonctionde leur environnement.

David MeldrumDunstaffnage Marine Laboratory

Oban, [email protected]

Le phénomène El Niño1997-1998 dans le Paci-fique tropical a été l’évé-nement le plus fort observédepuis les cinquante der-

nières années. C’est aussi celui qui a été lemieux observé grâce à la mise en place depuisune dizaine d’années d’un réseau d’observa-tions systématiques, ainsi que la décision deprogrammes spatiaux d’observation desocéans (missions TOPEX/POSEIDON et ERS).

La plupart des données du réseau d’obser-vation in situ sont transmises par le systèmeArgos. Elles permettent une surveillancecontinuelle et en temps quasi-réel des condi-tions météo – océaniques. Ces données pro-viennent de trois sources principales.1/ Des navires marchands. Plusieursnavires de commerce sont équipées desondes (XBT) que les officiers du bord lan-cent environ toutes les six heures afin demesurer la structure thermique de l'océanentre la surface et 800 mètres de profon-deur. Les données sont acquises sur un ordi-nateur portable à bord du navire et sontensuite transmises par Argos puis sur le Ser-vice Mondial de Télécommunications.

2/ De nombreuses bouées dérivantes desurface sont déployées dans le Pacifique àpartir des navires de commerce ou derecherche. Elles mesurent les courants ettempératures de surface le long de leur dépla-cement. Le positionnement de ces bouées esteffectué par Argos.3/ Des mouillages météo-océaniquesancrés sur le fond de l'océan (mouillagesTAO) mesurent tous les paramètres météo-rologiques à la surface de la mer (tempé-rature de l'air, humidité, vent) et la tem-pérature dans les premiers niveaux del'océan (jusqu'à 400 mètres). Certainssites sont aussi équipés de courantomètreset de capteurs de salinités.

Grâce au système Argos, toutes les données dece sytème d'observations sont très rapidementdisponibles à la communauté scientifique.Ainsi, le phénomène El Niño 1997-1998 a étél’événement le mieux observé en temps quasiréel, notamment l'anomalie de la structurethermique de l'océan dès le mois dedécembre 1996 dans le centre du bassin, lesanomalies du niveau de la mer à partir demars 1997 et les anomalies de température ensubsurface avant l’apparition d’anomalies de

température de surface caractéristiques d’unévénement chaud. Ces observations serventbien sûr aux chercheurs pour explorer de nou-velles pistes pour la compréhension des méca-nismes mis en jeu pendant El Niño. Elles ser-vent aussi à améliorer les modèles numériquesde prévision du phénomène, notamment parl'initialisation et l’assimilation de ces obser-vations dans les modèles. Les modèles de pré-visions ont progressé et l'utilisation des obser-vations plus nombreuses et plus précises ontpermis à ces modèles de fournir des prévi-sions fiables à six mois à l'avance. Si on nepeut éviter les caprices climatiques d’El Niño,les recherches sur sa prévision et sur sesimpacts doivent permettre de prévenir et ainsid’atténuer ses effets néfastes. Un tel systèmed’alerte est utile pour la sylviculture et l’agri-culture (exemple : le développement de cul-tures agricoles plus résistantes), la pêche hau-turière et l’aquaculture (suivi de la migrationdes espèces) et la protection des populationscontre les fléaux naturels.

Yves du PenhoatCNES, Toulouse, [email protected]

Contribution d’Argos à l’étude d’El Niño

ARGOS

LA MISSION CONTINUE

Argos et GPSARGOS

LA MISSION CONTINUE

USERS’ PROGRAMS


Argo

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The 1997-98 El Niño inthe tropical Pacific wasthe strongest seen in50 years. It was also themost closely monitored

by the observation networks that have beenoperating for the past ten years, and by theTOPEX/POSEIDON and ERS ocean observingsatellites. The Argos system transmits mostof the data acquired by the in situ observa-tion network. These data, which enablecontinuous monitoring of weather and oceanconditions in near-real time, come fromthree main sources:1/ Volunteer observing ships (VOSs). Anumber of merchant ships carry expendablebathythermographs (XBTs) that are throwninto the sea every six hours or so to measu-re the ocean’s thermal structure from thesurface down to a depth of 800 meters. Dataare acquired on a laptop computer aboardship and transmitted via Argos and then viathe Global Telecommunication System(GTS).2/ Drifting buoys. Many buoys are releas-ed in the Pacific from merchant ships andresearch vessels. These buoys measure sur-face currents and temperatures. They arelocated by Argos.3/ Moored buoys. NOAA’s TAO network ofmoored buoys measures all meteorologicalparameters at the sea surface (air tempera-ture, relative humidity, wind) as well as tem-perature in the upper layers of the ocean(down to 400 meters). Some buoys are fitt-ed with current meters and salinometers.

The Argos system gets all these observa-tion data to the scientific community veryquickly. For example, the 1997-98 El Niñowas the most closely monitored warm eventto date, providing researchers with near-real-time data on mid-basin ocean heatcontent anomalies as early as December1996, on sea level anomalies from March1997, and on subsurface temperature anom-alies preceding the surface anomalies thatcharacterize a warm event. Such data areclearly helping researchers to gain a betterunderstanding of the mechanisms at workduring an El Niño. The observation dataare also being used for initialization andassimilation to improve numerical predictionmodels, which can now provide reliable pre-dictions up to six months ahead as a resultof more frequent and more accurate obser-vations. While we cannot avoid the worst

climatic effects of an El Niño, we can miti-gate its impact through research designedto help us predict such events. This kind ofcapability will allow us to develop early-warning systems of great value for forestryand farming (e.g., by developing increasedcrop resistance), deep-sea fisheries and aqua-

culture (monitoring of fish migration), andfor protecting populations against naturaldisasters.

Yves du PenhoatCNES, Toulouse, [email protected]

Figure 1 : Évolution de la profondeur de la thermocline (c'est-à-dire la profondeur de l'isotherme de 20°C) en fonc-tion du temps et de la latitude dans la région tropicale du Pacifique occidental. Les mesures ont été obtenues aumoyen de sondes XBT larguées entre le Japon et les îles Fidji, dans le cadre d'un programme international debateaux volontaires qui a démarré en 1979. Ces mesures sont à présent transmises en temps réel de façon opéra-tionnelle. La figure est centrée sur la bande équatoriale. La signature caractéristique du phénomène ENSO sur la structurethermique verticale se signale par une nette remontée de 25-50 mètres de la thermocline durant les épisodesEl Niño de 1982-83, 1987, 1992-1995 et 1997 et une descente de la thermocline durant les événements La Niñade 1988-89 et 1996. Dans cette région, un déplacement vertical de 20 mètres de la thermocline correspond à unchangement de dix centimètres du niveau de la mer (données non publiées).

Figure 1: Latitude-time evolution of thermocline depth (20°C isotherm) in the western tropical Pacific. The measure-ments were obtained from XBT casts dropped along the Japan-Fiji line, as part of an international ship-of-opportunityprogram initiated in 1979. Real-time transmission of these measurements is operational.

Still focussing in the equatorial band, the figure portrays the ENSO signature on the vertical thermal structure, witha clear 25-50 m rise of the thermocline during the 1982-83, 1987, 1992-95 and 1997 El Niños, and a deepening ofthe thermocline during the 1988-89 and 1996 La Niña events. In this region, a 20 m vertical movement of the ther-mocline corresponds to a 10 cm change in sea level. (Unpublished data).

ARGOS


How Argos contributes to studying El Niño

NOUVELLES D’ARGOS


Argo

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Qu’y a-t-il de communentre le suivi d’unecigogne noire, les don-nées d’une station météo-rologique en Antarctique,

une bouée dérivant dans le Pacifique et unours polaire pêchant sur la banquise ? Lepari que fait Argos de vous offrir à partir del’an 2000 une nouvelle chaîne de traitementet de distribution de données adaptée auxbesoins spécifiques de chacune de cesapplications.Nous avons entrepris voici un an une refon-te complète des chaînes de traitement et de

gestion des données implantées dans noscentres de calcul. Elle comprend notam-ment la mise en place, dès l’an 2000, d’unenouvelle interface utilisateurs, convivialeet bien adaptée à la manipulation des don-

nées environnementales, basée sur la tech-nologie internet. Deux raisons majeuresmotivent le développement d’un tel projet.

Notre volonté d’apporter une réponsecomplète englobant l’ensemble desdemandes formulées par nos utilisateurs.Vos premières priorités portent d’une partsur l’ouverture du système, à savoir la pos-sibilité d’accéder et de modifier en ligne letraitement de vos balises, les caractéristiquesdes programmes et des moyens d’accès auxdonnées…, et d’autre part sur l’améliora-tion de l’interface d’accès aux résultats.

Pour ce qui concerne les exigencesfutures, il s’agit principalement de faci-liter la gestion de grands nombres deplates-formes appartenant à des pro-grammes internationaux et de compléter

les moyens de validation, de partage et dedissémination des résultats aux différentsparticipants. Elles visent également àl’amélioration des performances de loca-lisation en augmentant le nombre et laqualité des localisations Doppler, et à lamise à disposition de traitements de don-nées adaptés par application ; parexemple, les exigences d’un biologisteétudiant la migration des pétrels diffè-rent significativement de celles d’unocéanographe responsable d’un réseaude bouées dérivantes.

La mise en œuvre des nouvelles fonc-tions développées sur les prochainséquipements embarqués. Il s’agit à courtterme de développer les logiciels de pilo-tage et l’interface utilisateur de la « voiedescendante Argos » qui doit être opéra-tionnelle en l’an 2000 avec le lancementd’ADEOS-2. À moyen terme, les dévelop-pements prendront en compte les spéci-ficités de l’équipement Argos-3 et notam-ment la gestion du canal haut débit decollecte de données.

Le projet Argos2001, en réponse aux prio-rités définies par nos utilisateurs et àl’échéancier des évolutions de l’équipementembarqué Argos, s’articule autour des troisphases suivantes.

Vers une nouvelle interface utilisateur et des capacités

de traitement accrues : le projet Argos 2001

ARGOS

LA MISSION CONTINUE

Figure 1 : Une fiche de saisie de ce type vous permettra d’effectuer simplement des demandes de nouvelles plates-formes à travers InternetFigure 1: You will use forms of this type to request new ID numbers via the web

ARGOS NEWS


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What is the link betweentracking black stork,retrieving data from ameteorological station inAntarctica, a drifting

buoy in the Pacific, and a polar bear fishingon the pack ice? Answer: the Argos sys-tem will soon offer users new data process-ing and distribution features to meet theevolving needs of all these applications andmore from the year 2000.

Two years ago we began developing newdata processing and management systemsfor our Argos processing centers. Thisupgrade program includes a new, intuitiveinterface coming on line in 2000 that willmake it easier for you to access and retrieveenvironmental data over the Internet.

Two main concerns are driving the Argos2001 project:• We intend to offer a comprehensive ser-

vice covering the full spectrum of users’requirements. Above all, you want: -A more open system that lets you accessand modify platform processing, programcharacteristics and access to results, on line.- Easier access to results via an improv-ed user interface.Your future requirements basicallyconcern making it easier to manage inter-national programs deploying large num-bers of platforms, and more effective vali-dation and sharing of results anddissemination to program participants.You also want improved location accu-racy, via more and better-quality Dopplerlocations, and data processing tailored tospecific applications; for example, a wild-life biologist studying migrating petrelsand an oceanographer managing a net-work of drifting buoys have differentneeds.

• We will be implementing a range of newfeatures on the new-generation Argosinstruments.

In the short term, we are developing softwareand the user interface for two-way messag-ing via the Argos downlink scheduled tocome on line in 2000 with the launch of theJapanese Adeos-2 satellite. In the mediumterm, development work will be pursued tosupport the new features offered by theArgos-3 instrument, particularly the high-data-rate data collection channel.

The Argos 2001 project is responding to theneeds and priorities expressed by users, andto scheduled enhancements to the onboardArgos instrument in three phases:

1 - Phase 1 (1999): buildingfoundations for the future

Argos system

The new system architecture, which is beingdeveloped alongside the current structure, isbuilt around an Oracle database manage-ment system (DBMS). We will be reviewingUser Office functions and integrating themin the DBMS. A new results storage systemwill also be implemented to allow selectiveaccess to locations or sensor data, or to bothsimultaneously.

We are also building a new Web-based inter-face into the DBMS to give you access toyour results over the Internet. This newinterface will let you consult and makechanges to your platform technical files,and create and store custom database que-ries such as, for example, a request for seasurface temperatures measured by a set ofdrifting buoys.

This stage will also involve the develop-ment of interface screens and software toallow you to send messages to platformsvia the new Argos downlink.

You will have all these new features at yourfingertips by the year 2000 to complementthe standard data distribution service youcurrently use.

2 - Phase 2 (2000): new special services

During the second phase of the project wewill complete work on the user interface,integrating the full range of data distribu-tion functions (databank, automatic X.25

transmission, FTP, fax, etc.). You will thusbe able to order databank results and pro-gram automatic distribution of results fromyour desktop or laptop.

This phase will also focus on upgradingspecial services such as moored buoy moni-toring (MBM) and subsurface mooring moni-toring (SMM). And we intend to develop asensor monitoring service that will informyou of a particular event you have pro-grammed a sensor to measure, for examplean abnormally high increase in temperature.

3 - Phase 3 (2001 onwards):higher-performance

location and data collection

The third phase will involve upgradingdata processing systems, focusing onserving the special needs of differentapplications or families of applications.We will also be developing a new soft-ware environment to manage and pro-cess data received from the futureArgos-3 instrument. Lastly, the GTS sub-system—currently separate from themain Argos processing system—will befully integrated into the new architecture.

The experience we have acquired over thelast 20 years helping researchers to studyand protect the environment will of coursebe crucial to the project’s success. But ourgreatest asset is the regular contact we main-tain with Argos users. So we want to hearyour views about the features you wouldlike to see in the future Argos system.

We will be bringing you regular progressreports in future issues of the Argos news-letter.

Christian OrtegaCLS, Toulouse, [email protected]

Argos 2001 project: a new user interface

and more processing capacity

ARGOS


Le lancement du satellite ADEOS-II vers la finde l'an 2000 permettra aux utilisateurs Argosd'envoyer de brèves commandes à leursplates-formes. Ils pourront notamment arrêterou mettre en route un émetteur ou modifier la

vitesse d'échantillonnage d'un capteur. La liaison descendantesera simple et robuste, à l’image de la voie montante Argosd’aujourd’hui. Voici quelques réponses aux questionsfréquemment posées par nos utilisateurs à propos de cettenouvelle fonction du système Argos et de sa finalité.

Comment le système Argos fonctionnait-il jusqu'à présent?Depuis 20 ans, le système Argos est configuré selon un schémaunidirectionnel (figure 1). Les messages sont envoyés par les

émetteurs des utilisateurs vers les satellites, sans protocole, nisynchronisation, ni nécessité de dialogue. Chaque émetteurrépète des messages courts, durant moins d'une seconde, defaçon à garantir leur réception par au moins un satellite. Cesystème de communication extrêmement simple est très bienadapté aux conditions difficiles, lorsqu'il s'agit, par exemple, decapter un signal émis par une petite bouée ballottée par lesvagues ou par un animal évoluant dans une vallée encaissée.

Comment fonctionnera la voie descendante Argos?Les utilisateurs se connecteront à nos serveurs via le web etprogrammeront les informations qu'ils veulent transmettre àleurs balises. Les serveurs relaieront ces instructions vers lessatellites par l'intermédiaire de quatre plates-formes maîtresses.

NOUVELLES D’ARGOS


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Phase 1, en 1999 :une nouvelle interface utilisateurs

Au cours de cette phase nous jettons lesbases du futur système. Bâtie en parallèlede la structure actuelle, la nouvelle structu-re s’appuie sur un système de gestion debase de données relationnel, Oracle. Lesfonctions du bureau utilisateurs sont revueset intégrées dans cette base ; une nouvellestructure de stockage des résultats est miseen œuvre : elle permettra notamment l’accèssélectif aux localisations, aux résultats descapteurs ou aux deux à la fois.

Une nouvelle interface utilisateur, reliée àcette base, est développée dans un environ-nement de type web et sera accessible viaInternet. À travers cette interface, vous pour-rez, par exemple, accéder aux dossiers tech-niques de vos plates-formes et les modifier ;créer, et stocker, des requêtes personnaliséesd’accès à vos données, par exemple unerequête d’accès à la température de surface(SST) d’un ensemble de bouées dérivantes.

Au cours de cette étape nous développeronségalement les écrans et les logiciels qui vouspermettront d’envoyer des messages à vosbalises à travers la voie descendante Argos.Vous pourrez dès l’an 2000 profiter de cesnouvelles fonctions tout en continuant à uti-liser la distribution de données classiqueque vous connaissez aujourd’hui.

Phase 2, à partir de l’an 2000 :nouveaux services spécialisés

Nous finaliserons l’interface utilisateur en inté-grant les différents outils de distribution desdonnées (banque de données, envoi automa-tique X25, FTP, fax…). Vous pourrez alors pas-ser vos commandes de banque de données,programmer l’envoi automatique de vos résul-tats directement à partir de votre écran.

Cette étape sera marquée également par larefonte des services spécialisés comme leservice de surveillance des bouées ancrées(MBM) ou de mouillages de subsurface(SMM). Il est notamment prévu de déve-lopper un service de surveillance des cap-teurs qui vous préviendra automatique-ment en cas d’occurrence d’un événementparticulier que vous aurez programmé aupréalable, par exemple l’augmentationanormale de la température mesurée parvotre capteur.

Phase 3, à partir de 2001 :localisation et collecte de données

plus importantesCette phase se caractérise par une refontedes outils de traitement des données avec àl’esprit, le souci d’apporter des réponsesspécifiques par application ou par familled’applications. Il s’agit également de déve-lopper l’environnement logiciel destiné à

gérer et traiter les données de l’instrumentembarqué Argos-3. Enfin, la chaîne de trai-tement des données GTS, aujourd’hui sépa-rée de la chaîne principale, sera intégrée à lanouvelle structure.

Pour mener à bien ces différentes phases,nous mettrons à contribution l’expérien-ce acquise au cours de ces vingt dernièresannées au service de l’étude et de la pro-tection de l’environnement. Mais notreplus grand atout est le dialogue régulierque nous maintenons avec nos utilisateurs.Nous vous invitons donc à nous faire par-venir vos commentaires et vos sugges-tions sur les fonctions que vous souhai-teriez voir implantées sur cette nouvellechaîne Argos.

Nous profiterons des prochaines Newslet-ter pour vous tenir au courant des évolu-tions de ce projet.


Bidirectionnalité du système Argos : questions fréquemment posées

ARGOS

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From late 2000, with the launch of satelliteADEOS-II, Argos users will be able to send shortcommands to their platforms. Typical applica-tions will be switching a transmitter on or off, ormodifying a sensor sampling rate. But downlink

messaging will still be based on simple, robust Argos technology.How will it all work, and what’s the point of it? Below are some an-swers to the questions our users typically ask about the new capability.

How did Argos work until now, without two-way messaging?Argos has been a one-way system for twenty years. The satellitescollect data messages from users’ transmitters without protocols,synchronization or dialog with the transmitter. Each transmitterrepeats short messages, lasting less than a second, to make sure atleast one satellite picks them up. This robust type of transmissionreliably relays data in difficult conditions, such as from small buoyswashed over by waves, or animals in deep valleys (see Figure 1).

How will Argos downlink messaging work?Users will connect to our servers via the web, and program the infor-mation they want their platform to receive. The servers will relaythese instructions to the satellites via four Master Platforms. Oncea satellite “sees” the platform, it will start downlinking the instruc-tions. The platform then confirms message reception to the satelli-te, which relays the acknowledgment to the user (see Figure 2).

What makes downlink messaging attractive for environmentalapplications?We designed it specifically to meet the needs of the scientific andoperational community working in this field. Here are someexamples.Hide-and-seek platforms: triggered downlink (see Figure 3)To increase battery lifetime, many Argos transmitters such as wild-life tags use duty cycles to switch power on and off. Other platforms,such as subsurface floats, spend days or weeks deep in the oceanand surface only briefly. They are difficult to contact because theycan be out of sight or switched off when the satellite passes over.With triggered downlink mode, the satellite will be able to reach plat-forms when they are both switched on and in view. It will store thedownlink message, possibly for several days, until it receives anystandard Argos message from a platform, from anywhere on Earth.This trigger will make the satellite “fire” the download message atthe platform. Managing in-situ networks: group facilitiesInternational scientific or operational programs sharing in-situ net-works usually designate a technical coordinator to optimizeresources and data collection. The Downlink system features mes-saging to groups of platforms, which can be spread worldwide.For example, when weather conditions change, a program owneror an authorized coordinator can change the sampling frequency andtransmission rate for all platforms in a group. Each platform mayhave several group numbers.

Reducing power consumption, increasing lifetime of the experimentOur users see this as a major concern. The satellite will send:- a continuous signal for platforms to detect when the satellite is

within range or no longer within range,- general information, at intervals, such as pass prediction para-

meters, satellite configuration and absolute UTC time.Platforms will use the information to minimize power consumptionby finely tuning their transmission and reception windows. Thereceiver electronics will also use technologies designed to minimizepower consumption.

Can we still use Argos one-way, without a receiver?Absolutely. The receiver is just an option, and even platforms withreceivers can still operate one-way. We expect that a lot of usersoperating miniaturized low-power transmitters, for example today’s15-g wildlife tags, will continue with one-way. The Downlink issimply an add-on.

Could you tell us more about the “dialog”?Argos Downlink Messaging is built onto the simple Argos one-way link. Short Downlink messages, lasting less than a second, aretransmitted at a fixed frequency, 466-MHz. When the satelliteflies over a platform, it repeats the messages several times to makesure they are collected. The platform sends an acknowledgment tothe satellite which then stops repeating the message. If the satelli-te does not receive an acknowledgment, it simply sends the pro-grammed number of repetitions. This is what makes the protocolso simple and robust.

Will Downlink Messaging make it easier to send large datavolumes?As discussed, the Downlink will enable platforms to detect whena satellite is approaching and how long it will be within range. Sousers will be able to tune their transmission strategies and increasedata volume. The new on-board equipment will also feature a dedi-cated transmission mode for transmitting high data volumes. Inthis mode, the satellite will confirm message reception. This willreduce the number of redundant uplinks and increase datathroughput.

What is the status of downlink messaging today?• The first downlink-enabled onboard equipment will fly on the

Japanese satellite ADEOS-II satellite, to be launched in November2000. The onboard equipment and the software were deliveredto the Japanese space agency NASDA in March 1999, and inte-gration tests on satellite ADEOS-II will be done by mid-year.

• The software for the Downlink Messaging Monitoring Center andthe User Interface will be acceptance-tested in late 1999.

• Prototype master beacons will be ready by July 1999.• The receiver specifications are ready, and the French space agen-

cy (CNES) will be manufacturing an initial lot later in 1999.So everything is well under way....

Argos two-way: Frequently Asked Questions

ARGOS


NOUVELLES D’ARGOS


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Lorsqu'un satellite « voit » la balise, il lui transmet lesinstructions. Ensuite la balise envoie un accusé de réception ausatellite et ce dernier le transmet à l'utilisateur (figure 2).

Quels sont les apports de la voie descendante aux étudesenvironnementales ?Elle a été spécifiquement conçue pour répondre aux besoins desscientifiques et opérationnels travaillant dans ce domaine. Voiciquelques exemples :1. Quand les plates-formes jouent à cache-cache : le moded’envoi déclenché (figure 3)Afin d'accroître la durée de vie de la pile, de nombreuxémetteurs Argos tels que les balises utilisées pour le suivi desanimaux fonctionnent selon des cycles d'activité et de repos.D'autres plates-formes, telles que les flotteurs subsurface, restentimmergées pendant des jours ou des semaines et ne remontent àla surface de l'océan que pendant une brève période. Il estdifficile d'entrer en contact avec elles, car elles peuvent êtrecachées ou en mode repos lors du passage du satellite. Le moded’envoi déclenché permet au satellite d'entrer en contact avec lesplates-formes quand elles sont à la fois actives et dans sonchamp de visibilité. Le satellite conserve le message enmémoire, éventuellement pendant plusieurs jours, jusqu'à cequ'il reçoive un message de la balise, quelle que soit sa positionsur le globe. La réception de ce signal déclenche l’envoi dumessage descendant.2. Gestion des réseaux in situ : envois de groupeDans le cadre de programmes internationaux où desscientifiques et opérateurs utilisent en commun des réseaux insitu, un coordinateur technique est habituellement désigné et estchargé d'optimiser les ressources et la collecte des données. Lavoie descendante Argos permet d'envoyer des messages à desgroupes de plates-formes dispersées dans le monde entier. Parexemple, lorsque les conditions météorologiques changent, unresponsable de programme ou un coordinateur autorisé peutmodifier la fréquence d'échantillonnage et le rythme d'émissionde l'ensemble des plates-formes appartenant à un groupe. Unemême plate-forme peut appartenir à plusieurs groupes.3. Réduction de la consommation d'énergie, augmentation de ladurée de l'expérienceNos utilisateurs considèrent qu'il s'agit là d'un objectif essentielde la voie descendante. Le satellite enverra : un signal continuaux plates-formes, leur permettant de savoir quand elles sontdans son champ de visibilité ou quand elles en sortent ; et desinformations génériques, à intervalles, telles que les prévisionsd'orbite, la configuration des satellites et l'heure TU. Les plates-formes utiliseront ces informations afin de minimiser leurconsommation d'énergie en ajustant avec précision la plagehoraire pendant laquelle elles émettent et reçoivent des messages.Par ailleurs, les composants électroniques du récepteur serontconçus de façon à minimiser la consommation d'énergie.

Pourrons-nous continuer à utiliser le système Argos en modeunidirectionnel, sans récepteur ?Tout à fait. Le récepteur est simplement une option et même sielles en sont équipées, les plates-formes peuvent continuer àfonctionner selon le mode classique. Il est vraisemblable que de

nombreux utilisateurs de petits émetteurs de faible puissance,tels que les balises de 15 grammes d’aujourd’hui, resteront enmode unidirectionnel. La voie descendante se présente en faitcomme une fonction complémentaire, un plus.

Pouvez-vous nous en dire davantage sur le « dialogue »?La voie descendante Argos s’inspire du concept original de lavoie montante. Des messages de moins d'une seconde sont émispar le satellite à une fréquence fixe, 466 MHz. Lorsque cedernier survole une plate-forme, il émet le même messageplusieurs fois, afin de garantir sa bonne réception par la balise.Celle-ci envoie un accusé de réception au satellite qui interromptles envois de ce message. À défaut, le satellite continue à répéterce message un certain nombre de fois selon sa programmation.Le protocole est très simple, donc très fiable.

La voie descendante permettra-t-elle d'accroître le volumede données transmis?Comme indiqué ci-dessus, les messages descendants permettrontaux plates-formes de détecter l'arrivée d'un satellite et de savoircombien de temps elles resteront dans son champ de visibilité.Les utilisateurs seront donc en mesure d'adapter leurs stratégiesd'émission et d'accroître le volume de données émises. Lenouvel équipement embarqué se caractérise notamment par unmode de fonctionnement dédié à l'émission de grands volumesde données. Ce mode comprend l'envoi d'un accusé de réceptionpar le satellite à chaque réception d’un message transmis par labalise. Le nombre de messages redondants envoyés au satellitesera donc réduit et le volume de données utiles augmenté.

Quel est le calendrier prévu pour la voie descendanteArgos ?• Le premier équipement sera embarqué sur le satellite japonais

ADEOS-II, dont le lancement est prévu pour novembre 2000.L'équipement et le logiciel embarqués ont été fournis parl'Agence spatiale japonaise NASDA en mars 1999 et les testsd'intégration au satellite ADEOS-II seront réalisés vers la fin dupremier semestre.

• Les recettes des logiciels du Centre de Gestion des MessagesDescendants (Downlink Messaging Monitoring Center) et del'interface utilisateur seront effectués fin 1999.

• Les prototypes de balises maîtresses seront prêts enjuillet 1999.

• Les spécifications du récepteur sont disponibles et le CNES

lance une étude qui sera suivie par la fabrication d’un premierlot durant le second semestre 1999.

Le programme est donc déjà bien engagé.

Comment serons-nous mis au courant des derniersdéveloppements ?Nous vous en ferons part au cours des prochaines ArgosNewsletter. Si vous avez des questions spécifiques contacteznous dès aujourd’hui à l'adresse suivante : [email protected]


Figure 3 Messages descendants, mode déclenché - Triggered downlink messaging

11:00:00 11:05:00 11:05:03 15:05:06

L’émission de la plate-forme déclenche l’envoi du message descendant par le satellite - Platform transmission triggers downlink message from satellite

Figure 2 Messages descendants, mode standard - Basic downlink mode

10:00:00 10:01:00 10:01:02

Le satellite répète le message descendant pour garantir sa réception par la plate-forme - Satellite repeats downlink message to ensure its reception by platform

Figure 1 Voie montante Argos - Argos uplink

Message 1, 9:00:00 Message 2, 9:01:30 Message 1, 9:03:00 Message 2, 9:04:30

La plate-forme répète les messages pour garantir leur réception par le satellite - Platform repeats messages to ensure their reception by satellite

ARGOS NEWS


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How will we know the latest developments?We will keep you informed through our next Argos Newsletter.For specific questions regarding Argos downlink messaging, pleasesend an e-mail to [email protected].


L es équipements Argos embarqués surles nouveaux satellites apportent de

plus grandes capacités de transmission, lacommunication bi-directionnelle avec lesplates-formes, plus de messages, et unemeilleure réception des signaux émis à faiblepuissance (voir figure ci-contre).

NOUVELLES D’ARGOS


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Augmentation du nombrede messages reçus avecNOAA-KLa mise en service dusatellite NOAA-K, lancé

en mai 1998, se traduit par une augmenta-tion du nombre de messages captés et relayésvers les utilisateurs. Cette amélioration dusystème profite en particulier au suivi d'ani-maux, application qui utilise des émetteursminiaturisés, de poids de l’ordre de la ving-taine de grammes et qui émettent le plussouvent avec des puissances comprises entre

125 et 500 milliwatts. Or, le nombre et laqualité des localisations augmente avec lenombre de messages reçus par les satellites.

CLS a effectué une analyse statistique dunombre de messages reçus par le nouveausatellite à partir d'émetteurs de faible puis-sance. Le nombre moyen de signaux mon-tants captés par passage a augmenté dansles proportions suivantes :• 50 % ou plus pour 10 % des émetteurs ;• 35 % pour 20 % des émetteurs ;• 10 % pour 50 % des émetteurs.

Cette amélioration est à porter au crédit dela plus grande sensibilité du récepteur Argosembarqué.

Dès à présent, tirez parti de l'élargissementde la bande de fréquence. L'améliorationde la réception de vos messages peutatteindre 86 %.Le CNES a testé des émetteurs de faible puis-sance exploitant l'élargissement à 80 kHzde la bande passante (actuellement, elle estde 24 kHz). Cet étalement de la plage defréquence permet de réduire la concurrenceentre les petites balises et les plates-formesplus puissantes qui émettent pour la plupartavec la fréquence centrale Argos. Avecl'élargissement de la bande, l'augmentationdu nombre de messages montants captés parle satellite peut aller jusqu'à 86 % (voirfigure 1).

L'exploitation de la nouvelle bande passan-te par Service Argos se fera en deux temps.Dans une première phase, conformément àune décision de juillet 1998 du Comité d'opé-ration Argos, les utilisateurs doivent deman-der à leurs fabricants de programmer les fré-quences à 401,648 et 401,652 MHz. Par lasuite, après le lancement de NOAA-L en l'an2000, nous attribuerons des fréquences dansla bande de 60 kHz centrées autour de401,650 MHz.

Pour plus d'information sur les nouvellespossibilités offertes par Argos-2 et le satel-lite NOAA-K, consultez le site www.argo-sinc.com/docs/argos2.htm

Michel TailladeDirecteur-général de CLS


Meilleure réception des signaux montants

de faible puissance

Puissance d’émission Nombre de messages reçus de Augmentation du nombreWatts dBm l’émetteur 1 l’émetteur 2 de messages reçus

Transmission power Number of messages received Increase in numberWatts dBm transmitter 1 transmitter 2 of messages received

2 W 33 90 99 10 %

1.25 W 31 94 104 11 %

1 W 30 115 132 15 %

500 mW 2759 110 86 %

119 182 53 %

400 mW 26 274 414 51 %

Figure 1 : Résultats des tests comparatifs du CNES. L'émetteur 1 fonctionne dans la bande passan-te actuelle d'Argos (24 kHz), tandis que l'émetteur 2 utilise la nouvelle bande élargie à 80 kHz.Figure 1: Results of comparative tests conducted at CNES. Transmitter 1 used only the originalArgos 24-kHz bandwidth, while transmitter 2 used the new 80-kHz bandwidth.

Nouveaux satellites, nouvelles performances

ARGOS

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ARGOS NEWS


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NOAA-K deliversSatellite NOAA-K, launch-ed in May 1998, is deliv-ering the expected in-crease in the number of

messages received from users’ transmitters.This new higher performance is especiallyappreciated by animal trackers, many ofwhom use miniature transmitters weighingas little as 15 g and transmitting in the powerrange 125 to 500 mW. The more messagesthe satellites receive from a transmitter, themore locations can be plotted.

CLS has done a statistical analysis on thenumber of messages received by the newsatellite from low-power transmitters. Themean number of messages received per passhas increased, by :• at least 50 % for 10 % of transmitters• 35 % for 20 % of transmitters• 10 % for 50 % of transmittersThese improvements are due to a more sen-sitive onboard receiver.

For up to 86 % more messages, start usingthe new broader bandwidthThe French space agency (CNES) has testedlow-power transmitters using the new broad-er 80-kHz bandwidth. As they compete lesswith more powerful transmitters operatingclose to the Argos center frequency, thesatellite receives up to 86 % more messagesthan in the present 24-kHz bandwidth (seefigure 1).

To take advantage of this improvement,Service Argos will open up the new band-width in two phases. First, in accordancewith an Argos Operations Committee deci-sion in July 1998, users must ask their trans-mitter manufacturers to program their

frequencies at 401.648 and 401.652-MHz.Then, once NOAA-L is launched in the year2000, Service Argos will assign transmittercenter frequencies in the 60-kHz band cen-tered around 401.650-MHz.

For more information about the enhance-ment brought by Argos-2 and the NOAA-K

satellite, see http://www.argosinc.com/docs/argos2.htm

Michel TailladeCLS General Manager


More messages from low-power transmitters

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Agen

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ADEOS-IItwo-way

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METOP-1

N'

(under discussion)ADEOS III

METOP-2

Argos 2400 bits/sec8 channelssensitivity -131dBmbandwidth 80kHz

Argos 1400 bits/sec4 channelssensitivity -128dBmbandwidth 20kHz

Argos 3two-way400 & 4800 bits/sec12 channelssensitivity -137dBmbandwidth 110kHz

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

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NOAA

NOAA

NOAA

NOAA

NOAA

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EUMETSAT

EUMETSAT

NASDA

NASDA

ARGOS


Argos equipment onboard new satellites is bringing higher data rates, two-way communication with platforms, more messages, and lower-powertransmission.

New satellites, new capabilities

ACTUALITÉS CONSTRUCTEURS


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U n émetteur enregistreur désignéPopUp Satellite tag, conçu pour le

suivi des poissons, vient compléter la sériedes émetteurs PTT 100 de MicrowaveTelemetry.

L'émetteur PopUp est constitué d'un boîtierprofilé en fibres de carbone, résistant à lapression, doté d'un mécanisme de libérationà l'extrémité antérieure et d'une antenne avecune bague de flottaison à l'autre extrémité.Le flotteur permet à l'antenne de rester dres-sée lorsque l'émetteur se détache du pois-son. Les émetteurs, pesant 65-68 grammesdans l'air, flottent à la surface de l'eau etsont testés à une pression de 1 000 psi(60 bars environ).

Le boîtier protège l'émetteur PTT100et l'interface capteur/microprocesseur

enregistreur de données récemment misau point. Un traitement faisant appel à lalogique floue des signaux fournis par descapteurs de lumière permet à l'émetteurde déterminer quotidiennement le lever etle coucher du soleil. Ces données, demême que la température, sont stockéespendant une période pouvant aller jus-qu'à un an. Elles sont transmises viaArgos, lorsque l'émetteur se détache dupoisson et fait surface. Un inclinomètresurveille la position de l'émetteur pourdétecter s’il est toujours en activité ouen phase de libération prématurée. Lemicroprocesseur commande le décrocha-ge avant d'activer le PTT100. Si l'état dela mer le permet, les données enregis-trées pendant une année peuvent êtrerécupérées en deux semaines d'émissioncontinue. La température de la surface

de la mer en temps réel, la tension de lapile et les lectures de l'inclinomètre enre-gistreur sont également transmises parintermittence.

Pour plus d'informations veuillez contacter :Paul Howey

Microwave TelemetryColumbia, MD, USA

Tél. : +1 410-290-8672Fax : +1 410-290-8847

Mél. : [email protected]

L a société Wildlife Computers est heu-reuse de vous annoncer la sortie sur le

marché du plus récent et plus petit des émet-teurs Argos, le Smart Position-Only Trans-mitting (SPOT). Il intègre un petit émetteurcertifié Argos hautement performant, qui aété mis au point avec Seimac Ltd, en tantque spécialiste des émissions d'ondes radio.

Les produits Wildlife Computers sontconçus pour répondre aux attentes des uti-lisateurs. La puissance de l’émetteur SPOT,sa taille et sa forme en font un outil de choixpour l'étude des oiseaux ou des animaux ter-restres.

Faites-nous connaître exactement vosbesoins.

Wildlife ComputersRedmond, WA, USA

Tél. : +1 425-881-3048Fax : +1 425-881-3405

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PopUp Satellite tag : version enregistreur du PTT100 de Microwave Telemetry pour le suivi des poissons

Émetteur Smart Position-Only Transmitting (spot)

A B

C

Fig1. : Trois modèles disponiblesmodèle A : 89 x 23 x 10 mm modèle B : 51 x 43 x 10 mm modèle C : 51 x 23 x 15 mm

Fig. 1: The spot tag is available in three shapesstyle A: 3.5 x 0.9 x 0.4 inchesstyle B: 2 x 1.7 x 0.4 inchesstyle C: 2 x 0.9 x 0.6 inches

En configuration marine standard, cet émetteur :• a une puissance de sortie de 0,5 watt lorsqu’il

est alimenté par une seule pile au lithium ;• peut effectuer 30000 émissions.

SPOT peut émettre plus longtemps :• s'il est doté d'un capteur qui limite les émissions

aux moments où l’émetteur est hors de l’eau ;• s'il fonctionne selon un cycle programmé;• si le nombre total d'émissions quotidiennes est

limité ;• s'il n'émet qu'aux moments où un satellite est

en vue.

• SPOT peut être paramétré par l’utilisateur viaune interface PC.

• Son poids total est de 28 grammes, antenne com-prise.

• Prix : 2500 $. Possibilité de remise selon laquantité.

MANUFACTURERS’ NEWS


Argo

s ne

wsle

tter

A n archival PopUp Satellite tag fortracking fish has been added to Micro-

wave Telemetry’s PTT100 series.

The PopUp tag consists of a streamlinedcarbon fiber pressure housing that has arelease mechanism at the leading end and anantenna with a flotation collar at the other(the float allows the antenna to float uprightwhen the tag jettisons from the fish ). Thetags are positively buoyant, weighing 65-68 g in air, and are pressure tested to1000 psi.

The housing protects the PTT100 trans-mitter and newly developed sensorinterface/microprocessor data logger. Using“Fuzzy Logic” to process the signals fromlight sensors, the tag determines the timeof sunrise and sunset each day and storesthese times along with temperature data forup to one year for transmission through

Argos after pop off and surfacing. An inte-grating inclinometer monitors the attitude ofthe tag to sense swimming and/or prematurerelease. Pop off is activated by the micro-processor before activation of the PTT100.Given good sea conditions a years worth ofdata can be retrieved in two weeks of contin-uous transmissions. Real time sea surfacetemperature, battery voltage and integrat-ing inclinometer readings are also trans-mitted intermittently.

Paul HoweyMicrowave TelemetryColumbia, MD, USA

Tel: +1 410-290-8672Fax: +1 410-290-8847

E-mail: [email protected]

Smart Position-Only Transmitting (spot) Tag

W ildlife Computers is pleased toannounce its newest and smallest

Argos transmitter, the Smart Position-OnlyTransmitting (SPOT) tag. It incorporates asmall, highly efficient Argos-certified trans-mitter that was developed with Seimac Ltdas an RF consultant.

Wildlife Computers maintains its traditionof customizing instruments to meet userneeds. The SPOT tag’s power output, size and

shape can be adapted for avian and terrestrialstudies.

Please let us know your requirements.

Wildlife ComputersRedmond, WA, USA

Tel: +1 425-881-3048Fax: +1 425-881-3405

[email protected]

New Archival PopUp PTT Version of the Microwave Telemetry PTT100 for Tracking Fish

In our standard marine configuration, this tag:

• Has a 0.5W power output when powered by asingle lithium cell.

• Is capable of 30,000 transmissions.• Further extends transmission times by

- Incorporating a wet/dry sensor that limits trans-missions to when the tag is at the surface.

- Providing the ability to duty-cycle.- Limiting total number of transmissions per day.- Limiting transmissions to when the satellite

is in view.• Has parameters that are user-configurable via PC

interface.• Weighs approximately 28g completely cast,

including antenna.• Is available in three shapes.• Price: $2500. Quantity discounts are available.

ENBREF - IN BRIEF - ENBREF - IN BRiEF

CLS - 8-10, rue Hermès, Parc Technologique du Canal - 31526 Ramonville Cedex - France - Tel: 33 (0)5 61 39 47 20 - Telex: 531 752 F - Fax: 33 (0)5 61 39 47 97Service Argos Inc. - 1801 Mc Cormick Drive, Suite 10, Largo, MD 20774, USA - Tel: (1) 301 925 4411 - Telex: 898 146 - Fax: (1) 301 925 8995

Satellite Information Technology - GPO BOX 1289 K, Melbourne, Victoria 3001 Australia - Tel: (61) 3 9669 4650 - Telex AA 30434 - Fax: (61) 3 9669 4675Representative in Japan: Cubic I Ltd Takeuchi Bldg 6F - 8-1-14- Nishi Gotanda - Shinagawa Ku - Tokyo 141 - Tel: (81) 3 3779 5506 - Fax: (81) 3 3779 5783

CLS Perú - Trinidad Moran 639 - Lince - Lima, Perú - Tel: (51)1 440 2717 - Fax: (51)1 421 2433

Bill Woodward,responsable scientifique à Service Argos, Inc.

Bill Woodward a rejoint Service Argos, Inc. entant que responsable scientifique, depuis jan-vier 1999. Sa tâche consistera principalement àaméliorer l'efficacité du système Argos dans samission au service de la communauté des océa-nographes. Il assurera en particulier l'interfaceavec la communauté scientifique, la planificationstratégique et le développement de projets et deprogrammes nationaux et internationaux.

Ingénieur spécialisé en électricité et en sciences del'océan, Bill Woodward a travaillé pendant 28 ansau service de la National Oceanic and Atmos-pheric Administration (NOAA) des États-Unis. Àla NOAA, il s'est impliqué dans différents domaines,et s'est intéressé en particulier aux technologiesde pointe et à la mise au point d'instruments océa-nographiques. Il a également géré des programmesdestinés à collecter des données océanographiqueset météorologiques marines à l'échelle mondiale.

Changement d’adresse du courrier électronique de CLS à ToulouseLe mél de tous nos collègues du siège de CLS àToulouse a été récemment modifié. Il est à présentde la forme : [email protected]

Les adresses électroniques de Service Argos, Inc.et des autres filiales et bureaux de CLS dans lemonde restent inchangés.

Service Argos, Inc.welcomes Bill Woodwardas senior scientist

Bill Woodward joined Service Argos, Inc. inJanuary 1999 as Senior Scientist. His primaryresponsibility is to continue and advance the ArgosData Collection and Location System role in sup-port of the ocean research community. Specificefforts include outreach to the science communi-ty and strategic planning as well as national andinternational project and program development.

Previously Bill worked for 28 years with the U.S.National Oceanic and Atmospheric Administra-tion. With undergraduate and graduate degreesin electrical engineering and ocean engineering,he served NOAA in various capacities, mostly asso-ciated with developing and testing of ocean ins-truments and advanced technology, and mana-ging global programs for the collection of oceanand marine meteorological data.

New e-mail addresses at CLS in ToulouseThe e-mail addresses for everyone at CLS head-quarters in Toulouse (France) changed recently.The format is now: [email protected]

The addresses for Service Argos, Inc. and otherCLS subsidiaries and offices around the worldremain the same.

Documents

Argos, la mission continue Argos, the mission continues A€¦ · A lors que le système Argos fête ses pre-miers vingt ans d’opération, ce numé-ro de l’Argos Newsletter se