Brevet FR3162527A1 — publié le 20251128

------ La présente invention concerne une station repère d’imagerie (1) comprenant un châssis (3) supportant une structure de réflexion (2) en forme de pyramide pentagonale à faces équilatérales, chacune des cinq faces de la structure de réflexion (2) comprenant quatre coins réflecteurs d’ondes radar (10a, 10b, 10c, 10d), les coins réflecteurs (10a, 10b, 10c, 10d) sur une face étant disposés avec leur sommet orienté vers le centre de la structure de réflexion (2) et s’ouvrant vers l’extérieur de la structure de réflexion (2), trois des quatre coins réflecteurs (10a, 10b, 10c) sur une face étant disposés respectivement à chacun des sommets de la face respective et le quatrième coin (10d) étant disposé au centre de la face respective, chaque coin réflecteur de sommet (10a, 10b, 10c) étant solidarisé au coin réflecteur de centre (10d) par une arête, les arêtes des coins réflecteurs de chaque face de la structure de réflexion (2) étant tronquées de telle sorte les arêtes des coins réflecteurs (10a, 10b, 10c, 10d) d’une face de la structure de réflexion (2) appartiennent à un même plan correspondant au plan de cette face de la structure de réflexion (2). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1 Station repère d’imagerie La présente invention concerne le domaine du géo-référencement et de l’imagerie, et porte plus particulièrement sur une station repère d’imagerie. Les images, notamment terrestres, peuvent être obtenues de nos jours par plusieurs moyens : imagerie radar, imagerie optique (images prises par des avions ou des drones), et imagerie satellitaire. Ces moyens présentent chacun des avantages et des inconvénients, et l’obtention d’images précises et utilisables peut nécessiter la combinaison des images obtenues par au moins deux de ces moyens. Dans ce cas se pose alors la question de l’alignement des images issues des différents moyens et donc le géo-référencement et la calibration des différentes images par des balises. On connaît des balises de géo-référencement utilisant des coins réflecteurs. Les coins réflecteurs sont en effet classiquement utilisés pour la calibration des images satellitaires radar. Ils sont généralement constitués d’un unique trièdre de grande dimension qui permet le renvoi de l’onde émise dans une seule direction. Il existe des coins réflecteurs d’angle constitués de deux surfaces perpendiculaires, semblables à celles utilisées dans le brevet américain US1384014A. A l’origine, ils étaient utilisés principalement pour le radar et sont devenus récemment des éléments particulièrement importants pour la lumière, comme celle des lasers. Ces coins réflecteurs donnent un retour (point brillant) vers la source dans la direction incidente des ondes et un faible retour dans les autres directions, ce qui constitue une limite importante. La quantité d’énergie renvoyée à la source par un coin réflecteur à trois faces dépend de nombreux facteurs tels que la conception et l’orientation du coin réflecteur, la distance à la source et la puissance de la source. La polarisation joue également un rôle. Si ces facteurs restent constants, l’énergie renvoyée augmentera proportionnellement à sa dimension. La surface équivalente radar (désignée par l’acronyme SER) d’un coin réflecteur pour un trièdre triangulaire est proportionnelle à la dimension L : où L est la longueur des côtés du coin réflecteur et λ la longueur d’onde incidente. Plus les coins réflecteurs sont grands, plus l’énergie réfléchie vers la source est importante, et plus le faisceau est étroit. Différents brevets ont été déposés permettant de disposer une rangée de coins réflecteurs de façon à ce que, pour un angle d’incidence donné, il y ait au moins un coin réflecteur tel que ses trois faces intérieures soient visibles. On citera à titre d’exemples les brevets américains US2769977A, US4673934A ou encore US4551726A. Cependant, ceci ne suffit pas à garantir un retour fort de l’onde pour tous les angles d’incidence. Les interactions d’ondes nécessitent des interférences constructives. Ces structures réalisées avec plusieurs coins réflecteurs peuvent interférer de manière destructive. Ces retours peuvent alors s’annuler mutuellement rendant le retour total inexploitable. La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l’état de la technique, en proposant une station repère d’imagerie permettant notamment un fort retour de l’onde incidente, quel que soit l’angle d’incidence. La présente invention a donc pour objet une station repère d’imagerie, caractérisée par le fait qu’elle comprend un châssis supportant une structure de réflexion en forme de pyramide pentagonale à faces équilatérales, chacune des cinq faces de la structure de réflexion étant une face de réflexion d’ondes radar comprenant quatre coins réflecteurs d’ondes radar, les coins réflecteurs étant identiques au sein d’une même face de la structure de réflexion et les faces de la structure de réflexion étant identiques entre elles, les coins réflecteurs sur une face étant disposés avec leur sommet orienté vers le centre de la structure de réflexion et s’ouvrant vers l’extérieur de structure de réflexion, trois des quatre coins réflecteurs sur une face étant disposés respectivement à chacun des sommets de la face respective et le quatrième coin étant disposé au centre de la face respective, chaque coin réflecteur de sommet étant solidarisé au coin réflecteur de centre par une arête, les arêtes des coins réflecteurs de chaque face de la structure de réflexion étant tronquées de telle sorte les arêtes des coins réflecteurs d’une face de la structure de réflexion appartiennent à un même plan correspondant au plan de cette face de la structure de réflexion. Du fait de la forme pentagonale de la station repère d’imagerie de l’invention, il n’y a pas de direction qui engendre des interférences destructives de la rétrodiffusion et quelle que soit l’orientation du rayon incident, il y a toujours un ou plusieurs dièdres ou trièdres qui rétrodiffusent, pour une rétrodiffusion optimale dans toutes les directions. La réflexion sur chacun des côtés latéraux d’un coin réflecteur peut être décrite approximativement par la condition que l’angle d’incidence soit égal à l’angle de réflexion. Le coin réflecteur est constitué de trois faces latérales perpendiculaires entre elles. Un rayon incident vers l’intérieur d’un coin réflecteur se réfléchit sur les trois faces du coin réflecteur et est ensuite dirigé vers l’onde incidente. Pour différents trajets de rayons, le rayon rebondit sur deux ou trois faces d’un coin réflecteur et se réfléchit également sur les faces des autres coins réflecteurs. L’orientation originale des coins réflecteurs radar permet la visibilité de la station repère d’imagerie en passe ascendante, descendante lors de l’acquisition des images par les satellites radar RSO mono-statiques ou avion (bande X, C et L) mais aussi dans les configurations bi-statiques. La cohérence est obtenue par une disposition qui permet la continuité du retour de l’onde incidente d’un coin réflecteur dièdre-trièdre et les retours de plusieurs autres coins réflecteurs dièdre-trièdre. La station repère d’imagerie selon l’invention satisfait trois propriétés pour obtenir une rétrodiffusion à partir d’un ensemble de coins réflecteurs. La première propriété est que plusieurs petits coins réflecteurs sont plus légers qu’un grand coin réflecteur, car l’épaisseur de la tôle pour fabriquer les petits coins réflecteurs est plus faible. Le poids est donc réduit par rapport à un unique coin réflecteur de surface équivalente. La deuxième propriété est qu’il y a plus d’angles de retour de l’onde émise, et donc que la rétrodiffusion est plus élevée, du fait qu’au moins deux coins réflecteurs sont orientés différemment pour produire une forte rétrodiffusion. La troisième propriété est que les différents coins réflecteurs produisent une rétrodiffusion en phase pour garantir une interférence constructive. En effet, les ondes électromagnétiques interfèrent de façon constructive à condition que leurs phases soient sensiblement égales. Si leurs phases sont opposées, elles interfèrent de façon destructive. Dans la station repère selon l’invention, lorsque deux faces de deux coins réflecteurs sont visibles à partir d’une direction donnée, les deux coins réflecteurs interfèrent de manière constructive car les longueurs d’onde des trajets aller-retour pour la réflexion à partir de ces deux coins réflecteurs ne diffèrent de pas plus d’un quart de longueur d’onde. Ainsi, la station repère d’imagerie proposée permet de fortement rétrodiffuser l’onde incidente dans la direction d’incidence, mais également dans d’autres directions. La rétrodiffusion de l’onde incidente dans la direction d’incidence permet d’obtenir un point brillant dans l’image de radar à synthèse d’ouverture (RSO) acquise par un satellite monostatique. Ce point sert à la calibration et au géo-référencement de l’image. Les rétrodiffusions dans les autres directions servent à la calibration lors d’acquisition d’images dans les cas des configurations satellitaires bistatiques, ou satellites-radar sol et d’avion radar. La structure pentagonale convexe des coins réflecteurs assure une rétrodiffusion uniforme et de forte intensité. Chaque satellite ne voit pas qu’une face d’un triangle comme classiquement, mais plusieurs, ce qui conduit à une signature spectrale unique spécifique de la station repère d’imagerie selon l’invention. L’angle d’élévation de chaque face de la station repère d’imagerie selon l’invention est avantageusement mais non nécessairement modifiable de manière indépendante. Plusieurs stations repères d’imagerie selon l’invention, utilisées par exemple dans un objectif de triangulation, avec des faces réglées identiquement entre les stations repères d’imagerie conduiraient à des signatures spectrales identiques pour les stations repères d’imagerie. Selon un mode de réalisation, chaque coin réflecteur de sommet est disposé de telle sorte qu’une de ses arêtes soit la bissectrice de l’angle de sommet correspondant. Selon un mode de réalisation, les coins réflecteurs sont solidarisés entre eux par soudure au niveau de leur arête commune. Selon un mode de réalisation, les sommets des coins réflecteurs d’une face de la structure de réflexion appartiennent à un même plan parallèle au plan de cette face de la structure de réflexion. Selon un mode de réalisation, les coins réflecteurs sont en acier. L’invention n’est toutefois pas limitée à cet égard, et d’autres matériaux adaptés à la réflexion d’ondes électromagnétiques peut être envisagé dans le cadre de la présente invention. Ainsi, bien que les coins soient de préférence en tôle (acier), d’autres matériaux tels que des faces en matériaux composites (polymères renforcés de fibres de carbone) recouvertes d’aluminium, peuvent être envisagés. Selon un mode de réalisation le châssis comprend une base portant cinq poteaux, chaque poteau étant destiné à supporter une face de la structure de réflexion. La station repère de l’invention est ainsi facilement transportable et démontable et peut avantageusement être installée sur tous types de terrains. Selon un mode de réalisation, chaque face de la structure de réflexion est montée sur un poteau du châssis correspondant au moyen d’une console orientable, permettant de régler l’inclinaison de chacune des faces de la structure de réflexion indépendamment les unes des autres. La cohérence de phase est ainsi obtenue grâce â l’orientation en azimut et en élévation de la station repère d’imagerie. Selon un mode de réalisation, la station repère d’imagerie comprend en outre un mât s’étendant verticalement depuis la base du châssis et passant à travers le sommet de la structure de réflexion. Selon un mode de réalisation, le sommet du mât porte une balise de positionnement par satellite. L’installation d’une balise de positionnement par satellite de type module de géolocalisation (type GPS, GLONASS ou GALILEO) continu différentiel au sommet du mât de la station repère d’imagerie permet sa géolocalisation au sol en permanence grâce au système satellitaire correspondant, avec une précision de l’ordre du centimètre. Selon un mode de réalisation, la station repère d’imagerie comprend en outre un équipement d’émission/réception de données, filaire ou sans fil. Ceci lui permet ainsi d’échanger des données avec d’autres entités. Normalement passive, si la station repère d’imagerie comprend un tel équipement d’émission/réception sans fil ou une balise de positionnement par satellite, la station repère d’imagerie comprendra alors une alimentation électrique (réseau ou batterie(s)) et des moyens de calcul (processeur, microprocesseur, microcontrôleur, processeur de signaux numériques (DSP), matrice prédiffusée programmable (FPGA) ou encore composant intégré à application spécifique (ASIC)) associés à de la mémoire morte ou vive pour l’exploitation de la station repère d’imagerie. Selon un mode de réalisation, un dôme en matière transparente aux ondes radar est formé pour recouvrir la structure de réflexion. Le dôme peut notamment être en matériaux composites (polymères renforcés de fibres de carbone). Le dôme en forme de demi-sphère recouvre la station repère d’imagerie et la rend insensible aux intempéries (pluie, neige, vent). Selon un mode de réalisation, un repère optique est formé sur la surface externe du dôme. Un tel repère optique peut par exemple être constitué par une croix noire (ou autre repère visible) sur un dôme de couleur claire, de préférence blanc, et sert de référence pour les acquisitions d’images par les satellites optiques Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, un mode de réalisation va maintenant être décrit en détail, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : FIG. 1 représente une station repère d’imagerie selon la présente invention en vue éclatée. FIG. 2 représente la station repère d’imagerie de la FIG. 1 à l’état monté pour utilisation. FIG. 3 représente la station repère d’imagerie de la FIG. 2 sans le dôme. FIG. 4 est une vue schématique de la structure de réflexion de la station repère d’imagerie selon l’invention. FIG. 5 est une vue de détail d’un coin réflecteur utilisé dans la structure de réflexion de la FIG. 4 . FIG. 6 est une vue du châssis supportant la structure de réflexion de la FIG. 4 . Si l’on se réfère aux Figures 1 à 6, on peut voir que l’on a représenté une station repère d’imagerie 1 selon la présente invention. La station repère d’imagerie 1 selon la présente invention comprend une structure de réflexion 2, un châssis 3 supportant la structure de réflexion 2, un mât 4 portant un module de géolocalisation 5, et un dôme protecteur 6. Comme on peut mieux le voir sur la FIG. 4 , la structure de réflexion 2 est en forme de pyramide pentagonale, chaque face de la pyramide pentagonale étant constitué de quatre coins réflecteurs désignés de manière générique par le chiffre de référence 10. La base de la structure de réflexion 2, formant la base de pyramide pentagonale, est destinée à être fixée au châssis 3, comme cela sera expliqué ci-après. Comme on peut mieux le voir sur la FIG. 5 , chaque coin réflecteur 10 est constitué de trois faces orthogonales, respectivement 11, 12 et 13 formant un coin C, chacune des trois arêtes formant le coin C étant constitué par l’intersection de deux faces respectives 11, 12 et 13. Les trois faces 11, 12 et 13 sont de même forme, sensiblement triangulaires, avec les angles opposés au coin C tronqués, pour former, sur l’arête opposé au coin de chaque face, respectivement 11, 12, 13, une arête longitudinale, respectivement 11a, 12a, 13a, et deux arêtes transversales, respectivement 11b, 11c, 12b, 12c, 13b, 13c, formant un retour en équerre sur l’une des arêtes correspondantes formant le coin C. Chaque coin réflecteur 10 est en matière apte à réfléchir les ondes électromagnétiques, notamment en métal, en particulier en acier ou en tôle. D’autres matériaux, tels que des matériaux composites (polymères renforcés de fibres de carbone), peuvent être envisagés. On a isolé en pointillés sur la FIG. 4 une face 2a de la structure de réflexion 2, les autres faces de la structure de réflexion 2 étant identiques à cette face 2a. Comme on peut le voir, la face 2a est constituée de quatre coins réflecteurs, respectivement 10a, 10b, 10c et 10d, les coins réflecteurs 10a, 10b et 10c étant disposés aux coins de la face 2a, le coin réflecteur 10d étant situé au centre de la face 2a. Chaque coin réflecteur de sommet 10a, 10b et 10c est disposé de telle sorte qu’une de ses arêtes soit la bissectrice de l’angle de sommet correspondant de la structure de réflexion 2. Les quatre coins réflecteurs 10 sur une face sont identiques, et les coins réflecteurs 10 sont également identiques sur l’ensemble des faces de la structure de réflexion 2. Deux coins adjacents sur la face 2a sont liés par une de leurs arêtes longitudinales par une soudure 14. En pratique, seul le coin réflecteur central 10d est lié aux trois autres coins réflecteurs 10a, 10b et 10c. Chacune de ses arêtes longitudinales est donc liée, par exemple par soudure 14, à l’arête longitudinale adjacente du coin réflecteur adjacent 10a, 10b et 10c. Les coins réflecteurs 10 étant identiques, les sommets des coins réflecteurs d’une face de la structure de réflexion 2 appartiennent à un même plan parallèle au plan de cette face de la structure de réflexion 2. La structure de réflexion 2 est supportée par le châssis 3. Le châssis 3 est constitué de cinq pieds 15 disposés en étoile. Chaque pied 15 porte un montant 16 sur lequel sont montés deux supports 17 longitudinaux, montés transversalement par rapport au montant 16 de telle sorte que les supports 17 une fois montés sur le montant 16 font saillie de part et d’autre du montant 16 selon leur direction longitudinale, orthogonale à la direction du montant 16. Les supports 17 sont montés sur le montant 16, avec un support 17 monté en partie basse du montant 16, côté vers l’extérieur du châssis 3 et un support 17 monté en partie haute du montant 16 côté vers l’intérieur du châssis 3, un alésage longitudinal traversant 17a étant formé dans chacun des supports 17. Deux plaques triangulaires 9 identiques sont montées de part et d’autre des montants 16 par des vis 18 et des écrous 19, les deux plaques triangulaires 9 formant une console apte à recevoir l’une des faces de la structure de réflexion 2. Des encoches 9c et 9d sont formées sur l’arête des plaques triangulaires 9 destinées à recevoir une face de la structure de réflexion 2, chaque encoche 9c, 9d permettant de recevoir l’arrière d’un coin réflecteur 10. Des rainures 9a, 9b traversantes arrondies sont formées à travers les plaques triangulaires 9, et permettent d’incliner à loisir la face de la structure de réflexion 2 lors de son montage sur le châssis 3. Il est bien entendu que le châssis 3 peut prendre d’autres formes, sans l’éloigner du cadre de la présente invention. On comprendra que par sa structure, la station repère 1 de l’invention est ainsi facilement transportable et démontable et peut avantageusement être installée sur tous types de terrains. Les faces de la structure de réflexion 2 peuvent ensuite être solidarisées entre elles, par exemple par soudure des faces des coins réflecteurs en contact une fois la structure de réflexion 2 montée sur le châssis 3. En pratique, chaque face de la structure de réflexion 2 est formée par soudure de quatre coins réflecteurs 10, puis les faces sont montées une à une sur chacune des consoles formées par les plaques triangulaires 9 sur le châssis 3, l’inclinaison des faces de la structure de réflexion 2 est réglée, et facultativement les faces de la structure de réflexion 2 sont solidarisées entre elles. Un mât 4 peut être disposé au centre de la station repère d’imagerie 1, fixé au châssis 3, et porter un module de géolocalisation 5 de type balise GPS. Le mât 4 est de préférence transparent aux ondes radar et peut notamment être en fibres de carbone. Dans ce cas, on pourra prévoir une alimentation de ce module soit par batterie intégrée au module, soit par des cellules photovoltaïques, soit par une alimentation annexe non représentée. Le module de géolocalisation 5 peut également comprendre des moyens de calcul, de la mémoire et/ou des moyens de communication filaire ou sans fil pour échanger des données avec d’autres entités. Enfin, un dôme 6 de forme sensiblement hémisphérique peut être prévu pour recouvrir la structure de réflexion 2 montée sur le châssis 3, et le protéger ainsi des intempéries. Le dôme 6 est de préférence transparent aux ondes radar et peut notamment être en matériaux composites (polymères renforcés de fibres de carbone). Un trou 8 est formé au centre du dôme 6 pour permettre le passage du mât 4. Une étanchéité peut être prévu dans le trou 8 pour le passage du mât, afin d’éviter que de l’humidité se forme sous le dôme 6. Des éléments de support du dôme 6 (non représentés pour ne pas alourdir le dessin) montés sur le châssis 3 peuvent être prévus pour supporter le dôme 6 afin qu’il ne repose pas directement sur la structure de réflexion 2. Enfin, un repère optique 7, dans l’exemple non limitatif représenté une croix, peut être formé sur la surface externe du dôme 6, pour permettre le repérage optique de la station repère d’imagerie 1 par imagerie optique. Dans le mode de réalisation non limitatif représenté, le dôme 6 est de couleur claire et le repère optique 7 est une croix de couleur sombre, mais la personne du métier que tout repère optique peut être envisagé, pour autant qu’il puisse être détecté optiquement. – Station repère d’imagerie (1), caractérisée par le fait qu’elle comprend un châssis (3) supportant une structure de réflexion (2) en forme de pyramide pentagonale à faces équilatérales, chacune des cinq faces de la structure de réflexion (2) étant une face de réflexion d’ondes radar comprenant quatre coins réflecteurs d’ondes radar (10a, 10b, 10c, 10d), les coins réflecteurs (10a, 10b, 10c, 10d) étant identiques au sein d’une même face de la structure de réflexion (2) et les faces de la structure de réflexion (2) étant identiques entre elles, les coins réflecteurs (10a, 10b, 10c, 10d) sur une face étant disposés avec leur sommet orienté vers le centre de la structure de réflexion (2) et s’ouvrant vers l’extérieur de la structure de réflexion (2), trois des quatre coins réflecteurs (10a, 10b, 10c) sur une face étant disposés respectivement à chacun des sommets de la face respective et le quatrième coin (10d) étant disposé au centre de la face respective, chaque coin réflecteur de sommet (10a, 10b, 10c) étant solidarisé au coin réflecteur de centre (10d) par une arête, les arêtes des coins réflecteurs de chaque face de la structure de réflexion (2) étant tronquées de telle sorte les arêtes des coins réflecteurs (10a, 10b, 10c, 10d) d’une face de la structure de réflexion (2) appartiennent à un même plan correspondant au plan de cette face de la structure de réflexion (2). – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque coin réflecteur de sommet (10a, 10b, 10c) est disposé de telle sorte qu’une de ses arêtes soit la bissectrice de l’angle de sommet correspondant. – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée par le fait que les coins réflecteurs (10) sont solidarisés entre eux par soudure au niveau de leur arête commune. – Station repère d’imagerie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les sommets des coins réflecteurs d’une face de la structure de réflexion (2) appartiennent à un même plan parallèle au plan de cette face de la structure de réflexion (2). – Station repère d’imagerie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les coins réflecteurs (10) sont en acier. – Station repère d’imagerie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le châssis (3) comprend une base portant cinq poteaux (16), chaque poteau (16) étant destiné à supporter une face de la structure de réflexion (2). – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 6, caractérisée par le fait que chaque face de la structure de réflexion (2) est montée sur un poteau (16) du châssis (3) correspondant au moyen d’une console orientable (9), permettant de régler l’inclinaison de chacune des faces de la structure de réflexion (2) indépendamment les unes des autres. – Station repère d’imagerie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu’elle comprend en outre un mât (4) s’étendant verticalement depuis la base du châssis (3) et passant à travers le sommet de la structure de réflexion (2). – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le sommet du mât (4) porte une balise de positionnement par satellite (5). – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 8, caractérisée par le fait qu’elle comprend en outre un équipement (5) d’émission/réception de données, filaire ou sans fil. – Station repère d’imagerie (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu’un dôme (6) en matière transparente aux ondes radar est formé pour recouvrir la structure de réflexion (2). – Station repère d’imagerie (1) selon la revendication 11, caractérisée par le fait qu’un repère optique (7) est formé sur la surface externe du dôme (6).