# Cal/Val SWOT: Apport des produits troposphériques GNSS issus de campagnes océanographiques

A Panetier, Félix Mercier, Gaël André, Clémence Chupin, Pierre Bosser

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A Panetier, Félix Mercier, Gaël André, Clémence Chupin, Pierre Bosser. Cal/Val SWOT: Apport des produits troposphériques GNSS issus de campagnes océanographiques. G2 2025 - Géodésie et géophysique depuis l'espace, Oct 2025, Toulouse, France. . hal-05322475

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Submitted on 20 Oct 2025

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L'océan en référence

# Cal/Val SWOT : Apport des produits troposphériques GNSS issus de campagnes océanographiques

A. Panetier * 1,2, F. Mercier 3, G. André 2, C. Chupin 3, P. Bosser 3

1 CNES, France

2 Shom, France

3 Lab-STICC M3, UMR 6285, ENSTA, Brest

## Contexte

La Flotte Océanographique Française (FOF) collecte depuis 2015 des données GNSS de qualité géodésique à bord de ses navires hauturiers. Une fois analysées, elles permettent notamment d'estimer la vapeur d'eau atmosphérique en mer. Elles représentent une source précieuse pour la climatologie marine [Pan 23], mais peuvent aussi permettre de participer à la calibration en mer des missions altimétriques satellitaires à l'instar du nouveau satellite SWOT [Hay+2025].

Nous présentons ici les données de deux campagnes de la FOF en Méditerranée, WemSWOT (F. Dumas, Shom) et BioSWOT (A. Doglioli, Ifremer) en 2023 à bord de L'Atalante, qui se trouvait sous l'une des traces du satellite SWOT lors de sa phase de Cal/Val

(Figure 1).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>**Figure 2.** Mesure radiomètre SWOT (Source: JPL)</figcaption></figure>

Le radiomètre embarqué sur le satellite altimétrique permet la mesure de la vapeur d'eau au centre de chacun des deux faisceaux de son interféromètre KaRIn (Figure 2), afin de corriger l'effet de la vapeur d'eau atmosphérique dans la mesure SSH (hauteur d'eau). Cet effet peut induire une erreur de l'ordre de 10 cm lorsqu'il n'est pas corrigé.

**Objectif** : évaluer la correction troposphérique appliquée aux mesures SWOT à l'aide des observations GNSS du navire.

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>**Figure 1.** Traces de L'Atalante et Cal/Val de SWOT</figcaption></figure>

## WemSWOT et BioSWOT 2023

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>**Figure 3.** Série temporelle de troposphère estimée par GipsyX.</figcaption></figure>

Les corrections troposphériques GNSS utilisées (Figures 3 et 4) proviennent du reprocessing des données de la FOF avec GipsyX (2015-2024). Une chaîne de traitement similaire avec GINS est en cours de finalisation au Shom (Figure 5).

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>**Figure 4.** Erreurs formelles sur la position estimée par GipsyX, après filtrage [Pan 23].</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>**Figure 5.** Comparaison du retard troposphérique (ZTD) issus de GINS (CNES) avec le reprocessing GipsyX (JPL) des données de la FOF.</figcaption></figure>

## SWOT Cal/Val Méditerranée

La correction troposphérique (WTC) provenant du radiomètre de SWOT concorde avec la réanalyse ERA5 (ECMWF) avec une différence RMS de 6,9 mm (Figure 6).

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>**Figure 6.** Différences entre les corrections troposphériques de SWOT et de ERA5 pour chaque passage sur la zone d'étude.</figcaption></figure>

## Correction radiométrique de SWOT en zone côtière

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

On observe une concordance centimétrique entre les données GNSS et SWOT en zone hauturière (Figure 7). Toutefois, la Figure 3 révèle la présence systématique d'artefacts dans les zones proches des côtes lors de la comparaison entre la correction troposphérique de SWOT et la mesure GNSS. Ces anomalies semblent dues à la présence de terre à proximité, avec des erreurs pouvant atteindre **plusieurs dizaines de centimètres** par endroits, impactant directement la mesure de l'anomalie au niveau de la mer (Figure 8).

<caption>**Figure 7.** Comparaison de la correction troposphérique (WTC) SWOT avec le GNSS, lors de son passage au-dessus de la zone pour les demi-orbites Cal/Val numéros 476 (30 mars), 513 (4 mai) et 485 (8 avril), de haut en bas. Un seuil spatial de 50 km est appliqué à la comparaison.</caption>

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>**Figure 8.** Carte d'anomalie du niveau de la mer mesuré par SWOT le 8 avril. Des artefacts sont visibles autour de Minorque et la côte française (encadrés noirs).</figcaption></figure>

## Comparaison globale GNSS - radiomètre

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

On voit une plus grosse différence avec GNSS - RMSD 10,7 mm, dû au

fait que le navire est souvent dans la

zone impactée par la côte au moment

du passage de SWOT. Présence d'un

biais sec du GNSS.

<caption>**Figure 9.** Statistique des différences en correction troposphérique de SWOT avec le GNSS de L'Atalante, par passage sur la zone d'étude</caption>

## Conclusions et perspectives

* Mise à jour des chaînes de traitement GINS au Shom

→ Intégration de SPOTGINS [San+25]

→ Adaptation cinématique pour les navires

* Estimation SSH par GNSS pour valider l'interféromètre

## Références

* Hay et al., « Small Scale Variability in the Wet Troposphere Impacts the Interpretation of SWOT Satellite Observations », Geophysical Research Letters, vol. 52, n° 4, p. e2024GL112778, 2025, doi: 10.1029/2024GL112778.

* Panetier, « Shipborne Global Navigation Satellite Systems for Offshore Atmospheric Water Vapor Monitoring », These de doctorat, Brest, ENSTA Bretagne, 2023.

* Santamaría-Gómez et al., « Monitoring the Earth's deformation with the SPOTGINS series », 16 juin 2025. doi: 10.5194/essd-2025-223.

* Garreau P. (2023) C-SWOT-2023 cruise, RV Téthys II (and twin campaign WemSWOT, RV L'Atalante), doi: 10.17600/18002077.

* Doglioli A., Gregori G. (2023) BioSWOT-Med cruise, RV L'Atalante, doi: 10.17600/18002392.

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

<figure><img src="image_13.png" /></figure>

<footnote>* Contact : aurelie.panetier@ensta-bretagne.org</footnote>