Stage – Simulation d’acquisitions satellites pour la calibration instrument

About Magellium Artal Group

Pour ces projets concernant notre environnement et les changements climatiques, Magellium propose le stage suivant intitulé :

Simulation d’acquisitions satellites pour la calibration instrument

CONTEXTE

L’observation de la Terre par satellites dépend des propriétés de surface, de l’atmosphère et des caractéristiques instrumentales. La bonne connaissance des caractéristiques de l’instrument et de sa calibration est une composante essentielle pour une mesure fiable et constitue un élément critique de la mission.

Peu après le lancement d’un satellite, les agences spatiales programment des campagnes de calibration en vol qui permettent de vérifier que l’instrument est bien calibré et répond correctement à des exigences sur la performance instrument établies en amont.

De nombreuses techniques de Calibration/Validation existent afin de s’en assurer. L’observation par le biais d’un diffuseur solaire intégré à l’instrument est typiquement utilisée pour la calibration du gain radiométrique, tandis que des observations lunaires sont parfois utilisées pour vérifier ces coefficients de calibration ainsi que la PSF (flou instrumental) de l’instrument.

Ces techniques de calibration doivent être développées et consolidées pour chaque mission avant le tir, c’est pour ça qu’on les développe en combinaison avec un générateur d’acquisitions/images simulées. La bonne représentativité des simulations est essentielle afin d’estimer si les techniques de calibration envisagées permettent d’atteindre les exigences de performance instrumentale. Dans l’industrie, le générateur de ces images simulées fait partie de ce que l’on appelle un Instrument Simulation Module (ISM) tandis que le module de calibration en lui-même est souvent simplement appelé Calibration Module (CM). En entrée de l’ISM, on fournit des images physiques ‘parfaites’ et pas encore bruitées par l’instrument que l’on génère par un module appelé SGM (Scene Generator Module).

Magellium est doté d’un simulateur d’acquisition End-to-End, appelé MAGISC (MAGellium Image Simulation Chain), issu de projets de recherche et développement et consolidé sur des projets (notamment pour l’ESA) au fur et à mesure des années. En particulier, MAGISC est déjà doté d’un ISM éprouvé.

SUJET

L’objectif de ce stage sera de contribuer au développement d’un petit module de simulation de scènes dédiées à la calibration avec des prototypes de modules de calibrations (acquisitions lunes et diffuseur solaire), correspondant aux boîtes ‘SGM’ et ‘Calibration module’ du schéma ci-dessus. Le module de simulation de l’instrument (ISM) est déjà développé au sein de MAGISC, et le stagiaire devra le prendre en main, avec le support des experts de Magellium chargé de sa maintenance et évolutions. Deux techniques de calibrations étant proposées dans le sujet de stage, le stagiaire choisira la technique qu’il implémentera en premier à l’issue d’un état de l’art et basé sur plusieurs priorités (complexité, accessibilité des données, affinités du stagiaire).

Le but final du stage sera de mettre en œuvre les trois blocs de la chaîne afin de vérifier qu’on est en capacité de calibrer l’instrument avec précision, en se basant sur un capteur réel et étudié à Magellium, et si possible de se comparer aux exigences techniques prévues pour cet instrument.

Les travaux seront réalisés en Python dans un système Linux. Vous travaillerez en collaboration active avec les experts en performance instrument et télédétection pour définir le plan de travail, développer l’outil et générer les données. Vous devrez être autonome dans leur mise en œuvre. Ce stage constitue l’occasion d’à la fois de consolider ses connaissances scientifiques (radiométrie capteur/transfert radiatif), ‘métier’ (architecture d’un simulateur / design d’une mission) et techniques/informatiques (prise en main d’un code/intégration).

PERSPECTIVE

Dans la continuité de ce stage, un poste en CDI pourra être proposé au candidat.  Il est aussi à noter que Magellium propose un cycle de formation complet sur l’Observation de la Terre (géométrie, radiométrie, transfert radiatif…)  pour ses stagiaires.