Titre : SYSTEME D’IMAGERIE A BALAYAGE POUR SAISIR DES IMAGES SELON DEUX VALEURS D’INCLINAISON DE LIGNE DE VISEE

Domaine technique

[0001] La présente description concerne un système d’imagerie à balayage pour saisir des images selon deux valeurs d’inclinaison de la ligne de visée. Elle concerne aussi un procédé de saisie d’images de portions de la surface d’une planète, notamment pour obtenir des valeurs de température de cette surface de planète en tenant compte de l’absorption variable du rayonnement par l’atmosphère de la planète.

Technique antérieure

[0002] De nombreuses missions spatiales ont déjà eu parmi leurs buts de caractériser la surface de la Terre, dans des zones d’océan ou de terre ferme. En particulier, des instruments d’imagerie ont été embarqués à bord de satellites mis en orbite autour de la Terre, ces instruments étant sensibles au rayonnement thermique qui est émis par la surface de la Terre. La température de la surface de la Terre, pour une portion élémentaire de cette surface qui est ainsi imagée, est déduite de l’intensité qui est mesurée pour le rayonnement thermique en provenance de cette portion de surface élémentaire. Une image thermique d’une portion plus grande de la surface de la Terre est ensuite obtenue par balayage, en répétant des mesures d’intensité de rayonnement thermique pendant que la ligne de visée de l’instrument d’imagerie est déplacée progressivement par rapport à la surface de la Terre, pour pointer vers des portions élémentaires variables de cette surface.

[0003] Mais l’atmosphère qui est présente au-dessus de chaque portion de surface de la Terre provoque une absorption partielle du rayonnement thermique entre la surface de la Terre et le satellite, ainsi qu’une émission supplémentaire de rayonnement thermique, qui sont variables. Cette absorption et cette émission supplémentaire dépendent notamment de la concentration locale d’aérosols dans l’atmosphère. Elles ne sont donc pas connues a priori et, à cause de cela, la température d’une portion identifiée dans la surface de la Terre ne peut pas être déterminée à partir d’une seule mesure du rayonnement thermique qui provient de cette portion. Plusieurs missions spatiales ont alors surmonté cette difficulté en réalisant deux mesures de rayonnement thermique pour chaque portion de surface terrestre, selon deux valeurs différentes de l’inclinaison de la ligne de visée de l’instrument d’imagerie par rapport à la surface terrestre. Il est alors possible de supprimer numériquement les effets d’absorption et d’émission du rayonnement thermique par l’atmosphère en combinant les résultats des deux mesures d’intensité qui ont été effectuées pour chaque portion de la surface terrestre, et d’en déduire la température de surface de l’océan ou de la terre ferme dans chaque portion considérée.

[0004] Afin de réaliser les deux valeurs différentes de l’inclinaison de la ligne de visée par rapport à la surface terrestre, un dispositif de balayage a été associé à l’optique de formation d’image, pour dévier la ligne de visée de l’ensemble du système d’imagerie ainsi constitué selon un mouvement en boucle fermée qui est répété périodiquement. Dans les premières versions de ce type de systèmes, le dispositif de balayage est constitué par un miroir plan rotatif, qui est incliné par rapport à son axe de rotation. Le miroir est alors entrainé pendant la mission selon un mouvement continu de rotation à sens de rotation constant. Un tel fonctionnement de balayage est favorable par rapport à de nombreuses difficultés posées par un mouvement de type va-et-vient. Les deux mesures pour chaque portion de surface terrestre sont alors effectuées pour deux directions différentes de la ligne de visée qui sont produites lors du mouvement périodique de cette ligne de visée, à des instants différents du défilement du satellite sur son orbite tels que les deux mesures soient relatives à la même portion dans la surface terrestre. [Fig. 1] illustre une telle réalisation des deux mesures. Le plan de cette figure est celui de l’orbite du satellite. T désigne la Terre, ST sa surface, PT une portion de cette surface qui est visée pour les deux mesures, la référence 10 désigne le satellite, et OS est l’orbite du satellite 10 orientée dans le sens du déplacement de ce satellite. Di et D2 désignent les deux directions de la ligne de visée du système d’imagerie embarqué à bord du satellite 10, qui pointent vers la portion PT, et Pi et P2 sont les positions où se trouve le satellite 10 au moment de chaque mesure. Pour satisfaire les prescriptions imposées pour ce type de mesures, la ligne de visée peut former un premier angle qui est faible avec la direction verticale locale V pour l’une des deux mesures, par exemple l’angle eu est inférieur à 10° (degré) pour la direction de ligne de visée Di, et un second angle 02 proche de 50° pour l’autre mesure selon la direction de ligne de visée D2. Ainsi, l’atmosphère terrestre ATM est traversée par la ligne de visée au niveau de la portion de surface terrestre PT selon les deux directions D1 et D2, avec un écart angulaire entre celles-ci qui est conforme à une prescription de mission.

[0005] [Fig. 2] montre la trajectoire de la ligne de visée sur la surface terrestre ST lors d’une révolution du dispositif de balayage. Cette trajectoire, noté Co, comprend deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, notés h et I2, chacun sensiblement en forme d’arc, et qui s’étendent respectivement de part et d’autre de la direction D1 de la ligne de visée et de part et d’autre de la direction D2, telles que ces directions ont été définies ci-dessus. TS désigne la trace du satellite 10 sur la surface ST de la Terre. A cause des courbures des deux intervalles utiles h et I2, il n’est pas possible de disposer des alignements rectilignes de photodétecteurs dans le plan focal de l’optique de formation d’image, pour que l’image d’une même portion de la surface terrestre ST se déplace le long de cet alignement rectiligne pendant une révolution du dispositif de balayage et en même temps que le satellite défile sur son orbite. Pour cette raison, il est impossible d’utiliser des capteurs d’images du type à intégration par décalage temporel, ou TDI pour «Time-Delay Intégration» en anglais. L’intensité du rayonnement qui est mesurée pour chaque portion de la surface terrestre est alors fortement limitée par la vitesse du balayage, et peut être insuffisante pour déterminer la température de surface de la Terre avec une précision élevée. Dans le jargon de l’Homme du métier, la possibilité de saisir le rayonnement qui provient d’un même endroit de scène successivement par deux photodétecteurs distincts qui sont situés dans le plan focal, est appelée coregistration spatiale.

[0006] De même, parce que les portions de la surface terrestre qui sont visées à des instants successifs ne sont pas décalées entre elles de façon constante à l’intérieur de chaque intervalle utile h, I2, il n’est pas possible non plus de saisir le rayonnement qui est issu de chaque portion PT sélectivement dans plusieurs fenêtres spectrales distinctes en utilisant des filtres spectraux qui sont situés dans le plan focal. Cette possibilité de saisir le rayonnement provenant d’un même endroit de scène selon des fenêtres spectrales différentes, est appelée coregistration spectrale. Elle permettrait une plus grande précision pour la valeur de la température de surface terrestre qui est déterminée par ce type de systèmes d’imagerie à double-mesure.

[0007] [Fig. 3] montre les décalages qui existent entre deux portions de surface terrestre qui sont saisies successivement en images au moyen d’un tel instrument d’imagerie utilisé avant la présente invention. La flèche V _sa t désigne la vitesse de défilement du satellite 10 telle qu’elle apparaît en projection sur la surface ST de la Terre. L’angle cp qui est indiqué dans cette figure repère la position du dispositif de balayage rotatif. La valeur nulle pour cet angle cp correspond à la direction Di de la ligne de visée telle qu’introduite précédemment, et la valeur de 180° pour ce même angle cp correspond à la direction D2. Une portion élémentaire de scène, c’est-à-dire de la surface ST de la Terre pour l’application décrite précédemment, qui est imagée dans un rectangle allongé fixe du plan focal de l’optique de formation d’image est représentée pour les valeurs 0°, 15°, 30°, 45°, 90°, 135°, 150°, 165° et 180° de l’angle cp, en étant désignée par la référence PT1. Par exemple, le rectangle allongé qui est ainsi considéré dans le plan focal correspond à une bande de 120 km (kilomètre) par 20 km sur la surface ST de la Terre pour la direction D1 de la ligne de visée. Pour chacune de ces valeurs de l’angle cp, la référence PT2 montre la position dans la surface ST de la Terre, de la portion de celle-ci qui est imagée dans le même rectangle du plan focal pour l’image suivante qui est saisie. Comme cela est visible dans [Fig. 3], la portion de surface terrestre PT2 est décalée par rapport à la portion PT1 parallèlement aux grands côtés de ces portions, de plus en plus à partir de cp=O° jusqu’à cp=90°, puis ce décalage longitudinal des deux portions PT1 et PT2 l’une par rapport à l’autre diminue progressivement entre les valeurs 90° et 180° pour l’angle cp, en s’annulant de nouveau pour cp=180°. Le décalage longitudinal entre les deux portions de surface terrestre PT1 et PT2 est donc variable pendant toute la rotation du dispositif de balayage, et n’est nul que pour les deux directions D1 et D2. Il empêche par conséquent de réaliser une coregistration spatiale des images qui sont saisies successivement en dehors de ces deux directions D1 et D2.

[0008] Des versions ultérieures de systèmes d’imagerie à balayage pour saisir en images des portions de la surface terrestre chacune selon deux valeurs différentes d’inclinaison de la ligne de visée sont encore incapables de coregistration spatiale, et aussi incapables de coregistration spectrale à l’intérieur d’un plan focal unique. [0009] Par ailleurs, il est connu d’effectuer des mesures de calibration de tels systèmes d’imagerie qui sont utilisés pour déterminer la température de surface terrestre, à chaque révolution du dispositif de balayage. Ces mesures de calibration sont effectuées à des instants où la ligne de visée est en dehors des deux intervalles utiles h et h. Pour cela, une ou deux source(s) de rayonnement est (sont) embarquée(s) à bord du satellite 10, et couplées au système d’imagerie pour que du rayonnement qui est produit par l’une ou l’autre de ces sources traverse l’optique de formation d’image et parvienne au(x) photodétecteur(s) à des instants pour lesquels la ligne de visée est dirigée en dehors des intervalles utiles h et h par le dispositif de balayage. Il est ainsi possible de disposer d’une calibration des mesures de rayonnement thermique qui est régulièrement réactualisée au cours de la mission de mesure de température, voire à chaque révolution du système de balayage.

Problème technique

[0010] A partir de cette situation, un but de la présente invention est de proposer un nouveau système d’imagerie à double inclinaison de la ligne de visée pour chaque portion de scène, qui permette de saisir le rayonnement qui provient d’une même portion de scène successivement par plusieurs photodétecteurs pour chacune des deux inclinaisons de la ligne de visée. Autrement dit, le système d’imagerie recherché doit permettre une coregistration spatiale.

[0011] Un but supplémentaire de l’invention est qu’une vitesse de révolution du dispositif de balayage soit réduite, pour diminuer l’usure de ce dispositif et augmenter la durée de vie de l’ensemble du système d’imagerie.

[0012] Un autre but supplémentaire de l’invention consiste à collecter une quantité de rayonnement qui soit plus importante en provenance de chaque portion de scène, par rapport aux systèmes de l’art antérieur.

[0013] Encore un autre but supplémentaire de l’invention est de procurer une coregistration spectrale. Dans ce cas, il est souhaité que le système d’imagerie de l’invention soit compatible avec une séparation spectrale qui est réalisée dans le plan focal. [0014] Enfin, encore un autre but supplémentaire de l’invention est de procurer une calibration plus précise des mesures d’intensité de rayonnement thermique qui sont effectuées en utilisant le système d’imagerie.

Résumé de l’invention

[0015] Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose un nouveau un système d’imagerie à balayage qui est destiné à être embarqué à bord d’un satellite en orbite autour d’une planète, pour saisir des images de portions de surface de cette planète, chaque portion de surface de la planète étant saisie en images selon deux valeurs différentes d’inclinaison d’une ligne de visée du système d’imagerie par rapport à cette portion de surface de la planète. Ce système d’imagerie de l’invention comprend :

- une optique de formation d’image, qui est adaptée pour former une image dans un plan focal ;

- au moins un capteur d’images, qui est disposé dans le plan focal ;

- un dispositif de balayage, qui est adapté pour varier la ligne de visée du système d’imagerie selon un mouvement en boucle fermée et à sens de parcours constant, répété périodiquement, avec au moins deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée dans chaque répétition du mouvement de la ligne de visée, qui sont disjoints, de sorte que des images soient formées sur le capteur d’images qui correspondent alternativement à l’un puis à l’autre des deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée ; et

- un contrôleur, qui est configuré pour contrôler le capteur d’images de façon à réaliser une séquence respective de saisie d’image pour chacun des deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, et pour chaque répétition du mouvement de la ligne de visée pendant un défilement du satellite au-dessus de la surface de la planète, de sorte qu’une même portion de surface de la planète soit saisie en image deux fois, une première fois lorsque la ligne de visée est dans l’un des deux intervalles utiles, correspondant à une des valeurs d’inclinaison de la ligne de visée par rapport à la portion considérée de surface de la planète, et une seconde fois lorsque la ligne de visée est dans l’autre des deux intervalles utiles, correspondant à l’autre des valeurs d’inclinaison de la ligne de visée par rapport à la même portion de surface de la planète, les deux fois pouvant être produites lors de répétitions différentes du mouvement de la ligne de visée.

[0016] Selon l’invention, le capteur d’images comprend au moins une colonne rectiligne de photodétecteurs adjacents qui est contenue dans le plan focal, et le mouvement de la ligne de visée est adapté de sorte que, lors d’une utilisation du système d’imagerie à bord du satellite, l’image de la portion de la surface de la planète qui est formée dans le plan focal pour chaque intervalle utile de variation continue de la ligne de visée se déplace parallèlement à la colonne des photodétecteurs. Autrement dit, le mouvement de la ligne de visée qui est produit par le dispositif de balayage est conçu pour que l’image d’une portion de la surface de la planète se déplace rectilignement dans le plan focal. Ainsi, plusieurs photodétecteurs, c’est-à-dire au moins deux photodétecteurs, sont disposés dans le plan focal selon la direction de ce déplacement, en formant une colonne rectiligne qui est parallèle à cette direction de déplacement. Grâce à une telle configuration rectiligne et parallèle entre la colonne de photodétecteurs et le déplacement de l’image dans le plan focal, des séquences de saisie d’intensité de rayonnement peuvent être effectuées par plusieurs photodétecteurs de façon décalée temporellement, lorsque l’image de la même portion de surface de planète passe successivement sur chacun d’eux. Autrement dit, le système d’imagerie de l’invention est conçu pour permettre une coregistration spatiale. Par exemple, la ou chaque colonne de photodétecteurs peut contenir de deux à vingt photodétecteurs adjacents et alignés rectilignement dans le plan focal.

[0017] En particulier, le mouvement de la ligne de visée peut être compris entre deux cônes qui ont des demi-angles d’ouverture au sommet différents, la ligne de visée étant sur celui des deux cônes qui possède le plus petit demi-angle d’ouverture au sommet à deux positions de la ligne de visée au cours de son mouvement où elle coupe la projection de l’orbite du satellite sur la surface de la planète. Ces deux positions appartiennent une- à-une aux deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée. La ligne de visée est alors sur l’autre des deux cônes, qui possède le plus grand demi-angle d’ouverture au sommet, à au moins une autre position qui est située entre les deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée. Les demi-angles d’ouverture au sommet des deux cônes peuvent être compris entre 20° et 40° pour le plus petit, et entre 60° et 80° pour le plus grand.

[0018] Le dispositif de balayage peut en outre être adapté pour qu’une vitesse angulaire de balayage qui est produite par ce dispositif soit variable. De cette façon, un déplacement dans le plan focal du contenu d’image tel que produit par l’optique de formation d’image peut être synchronisé par rapport à des instants auxquels les images sont saisies successivement par le capteur d’images.

[0019] Selon un premier perfectionnement possible de l’invention, le capteur d’images peut comprendre plusieurs colonnes rectilignes et parallèles de photodétecteurs adjacents qui sont contenues dans le plan focal, avec une direction de lignes des photodétecteurs qui est perpendiculaire aux colonnes. La direction de lignes peut alors être sensiblement parallèle à l’image dans le plan focal de la projection du défilement du satellite sur la surface de la planète, notamment si le mouvement de la ligne de visée qui est produit par le dispositif de balayage est beaucoup plus rapide que le défilement du satellite. De façon générale, l’utilisation de plusieurs colonnes adjacentes de photodétecteurs permet de réduire la vitesse du mouvement de la ligne de visée en fonction du nombre des colonnes, sans que des intervalles soient manqués dans la surface de la planète entre deux répétitions du mouvement de la ligne de visée, par rapport à une réalisation de l’invention à une seule colonne et pour laquelle les traces de balayage sont contigües à la surface de la planète. Typiquement, la vitesse du mouvement de la ligne de visée peut sensiblement être divisée par le nombre des colonnes adjacentes. L’usure du dispositif de balayage est ainsi fortement diminuée, et la durée de vie de l’ensemble du système d’imagerie augmentée en conséquence. L’ensemble des photodétecteurs forment alors un agencement matriciel dans le plan focal. Par exemple, cet agencement peut contenir de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de colonnes adjacentes, c’est-à-dire de vingt à cent cinquante photodétecteurs adjacents par ligne.

[0020] Avantageusement, le capteur d’images peut être du type à intégration par décalage temporel, ou TDI, avec une direction d’accumulation à décalage temporel qui est parallèle aux colonnes. Ainsi, des collectes de rayonnement en provenance d’une même portion élémentaire de la surface de la planète peuvent être cumulées sur plusieurs photodétecteurs, d’une façon interne au capteur d’images. Une précision supérieure est ainsi obtenue dans la mesure d’intensité de rayonnement.

[0021] Selon un second perfectionnement possible de l’invention, le système d’imagerie peut comprendre plusieurs capteurs d’images qui sont disposés dans le plan focal, chaque capteur d’images comprenant au moins une colonne rectiligne de photodétecteurs adjacents qui est contenue dans ce plan focal. L’image de la portion de la surface de la planète qui est formée dans le plan focal pour chaque intervalle utile de variation continue de la ligne de visée se déplace alors parallèlement à la colonne de photodétecteurs de chacun des capteurs d’images. En particulier, les capteurs d’images peuvent être décalés entre eux parallèlement aux colonnes de chacun d’eux, de sorte que le déplacement de l’image d’une même portion de la surface de la planète passe d’une colonne de photodétecteurs de l’un des capteurs d’images à une colonne de photodétecteurs d’un autre des capteurs d’images lors d’une même répétition du mouvement en boucle fermée à sens de parcours constant de la ligne de visée, pour chacun des intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée. Le système d’imagerie peut alors comprendre en outre des filtres spectraux qui sont associés respectivement aux capteurs d’images, et qui déterminent des fenêtres spectrales différentes. Une coregistration spectrale est ainsi obtenue. De cette façon, des images d’une première portion de la surface de la planète sont saisies pour toutes les fenêtres spectrales lorsque la ligne de visée est dans l’un des deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, et des images d’une seconde portion de la surface de la planète sont saisies aussi pour toutes les fenêtres spectrales lorsque la ligne de visée est dans l’autre des deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, à chaque répétition du mouvement de de la ligne de visée. En combinant ce fonctionnement avec les séquences de saisie d’images qui sont réalisées à des instants différents du défilement du satellite sur son orbite, chaque portion de surface de la planète est saisie en images selon deux valeurs d’inclinaison de la ligne de visée, et pour chacune de ces valeurs selon toutes les fenêtres spectrales des filtres.

[0022] Lorsqu’un tel second perfectionnement est utilisé, les filtres spectraux peuvent être situés juste au-dessus des capteurs d’images, un filtre spectral par capteur d’images. La séparation spectrale est ainsi réalisée au niveau du plan focal, si bien que l’ensemble du système d’imagerie peut posséder une architecture plus simple, par rapport à des architectures à duplication de plan focal telles que réalisées en utilisant un ou plusieurs séparateur(s) dichroïque(s).

[0023] Selon un troisième perfectionnement possible de l’invention, le dispositif de balayage peut être adapté pour diriger la ligne de visée à au moins une position au cours du mouvement en boucle fermée et à sens de parcours constant, entre les deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, vers l’espace en dehors d’un limbe de la planète lors de l’utilisation du système d’imagerie à bord du satellite. Le contrôleur peut alors être configuré pour contrôler le ou l’un au moins des capteur(s) d’images de façon à réaliser une séquence supplémentaire de saisie d’image pour cette position de la ligne de visée vers l’espace. Cette séquence supplémentaire peut alors constituer une calibration du système d’imagerie, qui est effectuée à partir du rayonnement spatial, et qui est disponible tout au long de l’utilisation du système d’imagerie à bord du satellite. Une telle calibration peut être particulièrement utile pour améliorer une précision de détermination de température qui est effectuée à partir des images saisies.

[0024] Possiblement, le système d’imagerie de l’invention peut comprendre en outre une source de rayonnement à fonction de calibration interne, qui est disposée de sorte que la ligne de visée telle que déplacée par le système de balayage soit dirigée vers cette source de rayonnement à au moins une autre position au cours du mouvement en boucle fermée et à sens de parcours constant, aussi entre les deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée. Une autre calibration peut ainsi être effectuée, qui est interne au système d’imagerie tel qu’embarqué à bord du satellite. Avantageusement, cette autre position de la ligne de visée, qui est dédiée à la calibration interne, peut être située à l’opposé de la position dédiée à la calibration sur fond spatial, dans le mouvement en boucle fermée qui est produit par le dispositif de balayage.

[0025] Dans des modes de réalisation possibles du dispositif de balayage, celui-ci peut comprendre un miroir mobile ou un ensemble mobile de miroirs, et être adapté pour faire tourner ce miroir ou cet ensemble de miroirs selon un mouvement de rotation continue à sens de rotation constant, appelé rotation principale. Il est alors aussi adapté pour modifier en outre une inclinaison du miroir ou d’au moins un miroir de l’ensemble de miroirs pendant la rotation principale, selon un basculement alternatif, avec des périodes pour la rotation principale et pour le basculement alternatif qui sont identiques.

[0026] En particulier, le dispositif de balayage peut comprendre une piste qui est fixe par rapport à l’optique de formation d’image, et un élément suiveur qui est relié au miroir mobile ou à l’au moins un miroir à inclinaison variable de l’ensemble mobile de miroirs. L’élément suiveur est alors agencé pour rester appliqué sur la piste pendant la rotation principale, et la piste possède une forme adaptée pour imposer, à travers l’élément suiveur, l’inclinaison du miroir mobile ou de l’au moins un miroir à inclinaison variable de l’ensemble mobile de miroir tout au long de la rotation principale. Ainsi, la forme de la piste peut être déterminée pour produire la coregistration spatiale et/ou spectrale.

[0027] Le miroir mobile ou l’ensemble mobile de miroirs du système de balayage peut être situé devant une entrée optique de l’optique de formation d’image, de sorte que des rayonnements provenant de chaque portion de surface de la planète soient réfléchis par ce miroir mobile ou ensemble mobile de miroirs avant d’entrer dans l’optique de formation d’image.

[0028] En particulier, le système de balayage peut comprendre un ensemble mobile à au moins deux miroirs, qui est agencé pour décaler transversalement la ligne de visée du système d’imagerie par rapport à un axe optique de l’optique de formation d’image, et pour dévier aussi angulairement la ligne de visée par rapport à l’axe optique. De cette façon, la ligne de visée coupe obliquement l’axe optique en amont de l’optique de formation d’image, par rapport à un sens de propagation du rayonnement qui provient de la portion de surface de la planète et qui forme l’image saisie. Ainsi, l’entrée optique du système d’imagerie peut avoir des dimensions plus réduites, et l’ensemble de ce système est plus facile à intégrer dans le satellite. En outre, l’entrée optique réduite qui est ainsi possible pour le système d’imagerie permet de limiter une quantité de rayonnement parasite qui est susceptible de pénétrer dans ce système.

[0029] Avantageusement, le dispositif de balayage peut comprendre un ensemble mobile à au moins trois miroirs, chaque miroir ayant un plan d’incidence effectif lors du fonctionnement du système d’imagerie, l’ensemble mobile des miroirs étant conçu pour qu’une direction quelconque de polarisation rectiligne du rayonnement qui traverse le dispositif de balayage puis pénètre dans l’optique de formation d’image en étant parallèle au plan d’incidence de l’un des miroirs, soit perpendiculaire ou oblique par rapport au plan d’incidence d’au moins un autre des miroirs. Ainsi, des effets polarisants qui peuvent être provoqués par certains au moins des miroirs du dispositif de balayage peuvent être compensés entre des miroirs différents.

[0030] Un second aspect de l’invention propose un procédé de saisie d’images de portions d’une surface d’une planète, chaque portion de surface de la planète étant saisie en images selon deux valeurs distinctes d’angle d’incidence, ce procédé étant exécuté en utilisant un système d’imagerie qui est conforme au premier aspect de l’invention. Pour cela, le système d’imagerie est à bord du satellite en orbite autour de la planète, et l’une des valeurs d’angle d’incidence est produite dans l’un des deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée, et l’autre valeur d’angle d’incidence est produite dans l’autre de ces deux intervalles utiles de variation continue de la ligne de visée.

[0031] La planète concernée par le procédé de l’invention peut être la Terre.

[0032] Le capteur d’images peut être sensible à un rayonnement d’émission thermique de la surface de la planète, et le procédé peut comprendre en outre :

- une étape de sélection d’au moins une paire d’intensités d’images qui sont relatives à une même portion identifiée de la surface de la planète et à une même fenêtre spectrale, ces intensités d’images correspondant une-à-une aux deux valeurs d’angle d’incidence pour la portion de la surface de la planète ; et

- à partir de cette ou ces paire(s) d’intensités d’images, calculer une valeur de température de la surface de la planète qui existe dans la portion identifiée, en tenant compte d’une absorption et/ou d’une émission du rayonnement par une portion d’atmosphère qui est présente au-dessus de la surface de la planète dans la portion identifiée.

Brève description des figures

[0033] Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non-limitatifs, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : [0034] [Fig. 1], déjà commentée, illustre une utilisation d’un système d’imagerie conforme à l’invention ;

[0035] [Fig. 2], déjà commentée, est une vue en perspective qui montre une trace sur la surface de la Terre du mouvement de balayage de la ligne de visée pour un système d’imagerie connu avant la présente invention ;

[0036] [Fig. 3] montre des décalages entre des portions de surface terrestre qui sont imagées successivement par un instrument d’imagerie utilisé avant la présente invention ;

[0037] [Fig. 4a] est un schéma de principe d’un système d’imagerie conforme à l’invention, pour lequel le dispositif de balayage comprend deux miroirs ;

[0038] [Fig. 4b] est un diagramme qui montre la variation temporelle d’inclinaison de l’un des miroirs du dispositif de balayage du système d’imagerie de [Fig. 3a] ;

[0039] [Fig. 5] montre un exemple d’agencement de capteurs d’images pour un système d’imagerie conforme à l’invention ;

[0040] [Fig. 6a] correspond à [Fig. 2] pour un système d’imagerie conforme à l’invention ;

[0041] [Fig. 6b] est une vue en plan qui montre le mouvement de la ligne de visée tel que produit par le dispositif de balayage ;

[0042] [Fig. 7] montre une réalisation d’un dispositif de balayage compatible avec l’invention, qui produit une compensation partielle entre des effets polarisants de miroirs différents de ce dispositif ; et

[0043] [Fig. 8] est un schéma de principe d’un dispositif de balayage à un seul miroir qui peut être utilisé dans un système d’imagerie conforme à l’invention.

Description détaillée de l’invention

[0044] Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. En outre, certains de ces éléments ne sont représentés que symboliquement, et des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques. [0045] Un système d’imagerie conforme à l’invention est destiné à être utilisé dans des conditions qui sont similaires à celles décrites en référence à [Fig. 1] pour un système de l’art antérieur. Notamment, les valeurs qui ont été citées pour les angles eu et 02 peuvent être reprises, pour les directions D1 et D2 de la ligne de visée qui coupent la trace du satellite sur la surface de la Terre. Par rapport au fonctionnement qui a été décrit en référence à [Fig. 1] et [Fig. 2] pour le système d’imagerie de l’art antérieur, le fonctionnement du système d’imagerie de l’invention se distingue par la trajectoire du mouvement de la ligne de visée qui est produit par le dispositif de balayage.

[0046] Pour cela, et conformément à [Fig. 4a], le système d’imagerie de l’invention qui est désigné globalement par la référence 1 comprend une optique de formation d’image 2, au moins un capteur d’images 3 et un dispositif de balayage 4. L’optique de formation d’image 2 peut être un télescope, et le capteur d’images 3 est disposé dans le plan focal PF de cette optique de formation d’image 2. Du rayonnement qui provient de la portion PT de surface terrestre selon la ligne de visée L du système d’imagerie 1 est d’abord transmis par le dispositif de balayage 4 à l’optique de formation d’image 2, puis cette dernière focalise ce rayonnement sur le capteur d’images 3. A-A désigne l’axe optique de l’optique de formation d’image 2. Le dispositif de balayage comprend les composants suivants selon un premier mode de réalisation qui est possible pour l’invention : deux miroirs 41 et 42, respectivement, une piste 43 qui est fixe par rapport à l’optique de formation d’image 2 et qui entoure continûment l’axe optique A-A, et un élément suiveur 44. Pendant tout le fonctionnement du système d’imagerie 1 , les deux miroirs 41 et 42 ont des inclinaisons telles que la ligne de visée L est déviée deux fois pour combiner un décalage transversal et une déviation angulaire de celle-ci par rapport à l’axe optique A-A. Ainsi, la ligne de visée L coupe l’axe optique A-A en amont du dispositif de balayage 4 par rapport au sens de propagation du rayonnement. Autour de cette intersection, une ouverture optique d’entrée du système d’imagerie 1 peut avoir une section restreinte, si bien que la quantité de rayonnement parasite qui est susceptible de pénétrer dans le système d’imagerie simultanément au rayonnement qui provient de la portion PT de surface terrestre, est réduite, a désigne l’angle entre la ligne de visée L et l’axe optique A-A en amont du dispositif de balayage 4. [0047] Le dispositif de balayage 4 comporte une monture (non représentée) qui supporte les miroirs 41 et 42, et qui est mise en rotation autour de l’axe optique A-A par un système d’entraînement et de roulement approprié (non représenté). Autrement dit, l’axe de la rotation de la monture est superposé à l’axe optique A-A. Ainsi l’angle cp est variable dans le temps, par exemple conformément à une vitesse de rotation constante de la monture autour de l’axe optique A-A. Ces variations de l’angle cp, produites par le dispositif de balayage 4 et combinées avec une direction pour l’axe optique A-A qui est inclinée par rapport à la surface ST de la Terre, permettent de produire les deux valeurs d’inclinaison ai et 02 de la ligne de visée L par rapport à la direction verticale V dans la portion PT de surface terrestre, imagée à deux instants différents du défilement du satellite 10 sur son orbite OS. Le miroir 41 peut avoir une inclinaison par rapport à l’axe optique A-A qui est constante tout au long de la rotation, alors que le miroir 42 a une inclinaison variable avec la même période de variation temporelle que l’angle de rotation cp. Par exemple, la piste 43 peut avoir un écartement par rapport à l’axe optique A-A qui est variable entre des endroits différents de cette piste autour de l’axe optique. Alternativement, la piste 43 peut avoir une hauteur variable parallèlement à l’axe optique A-A. L’élément suiveur 44, par exemple un galet glissant qui est maintenu appliqué sur la piste 43 par un ressort (non représenté), peut être relié au miroir 42 par une tige rigide 45 de longueur fixe. Ainsi, lors de la rotation de la monture autour de l’axe optique A-A, l’élément suiveur 44 s’écarte et se rapproche de l’axe optique A-A, ou se déplace parallèlement à cet axe optique selon un mouvement de va-et-vient, et provoque une variation de l’inclinaison du miroir 42 avec la même périodicité temporelle que celle de la rotation de la monture. La forme de la piste 43 est conçue pour obtenir la variation temporelle désirée pour l’inclinaison 0 du miroir 42, et par suite pour obtenir le parcours désiré pour le mouvement de la ligne de visée L. Ce mouvement, tel que produit par le dispositif de balayage 4, est donc en boucle fermée et à sens de parcours constant. Le diagramme de [Fig. 4b] montre un exemple de variation qui est ainsi obtenue pour l’angle d’incidence sur le miroir 42 du rayonnement provenant de la surface terrestre ST. Dans ce diagramme, cet angle d’incidence qui est varié à travers l’inclinaison 0 du miroir 42, est noté 0i et est porté en ordonnée, et l’axe d’abscisse repère les valeurs de l’angle cp de la rotation principale du dispositif de balayage 4 autour de l’axe optique A-A. Les deux angles cp et 0i sont exprimés en degrés (°). Les positions de la ligne de visée L qui sont ainsi produites pour les valeurs 0° et 180° de l’angle cp et dans les intervalles h et h autour de ces valeurs sont dédiées à aux saisies d’images selon les directions Di et D2 de la ligne de visée L, respectivement, ainsi qu’à des images qui sont saisies le long de deux traces de balayage transversales autour de ces deux directions D1 et D2. Par rapport à [Fig. 3], la variation qui est produite ainsi pour l’angle d’inclinaison 0 du miroir 42, en fonction de l’angle de rotation principale cp, supprime le décalage longitudinal de la portion de surface terrestre PT2 par rapport à celle PT1 pour les valeurs de cp qui sont comprises entre -45° et +45° environ de part et d’autre de la direction D1, correspondant à l’intervalle h, et celles qui sont comprises entre 150° et 210° environ de part et d’autre de la direction D2, correspondant à l’intervalle I2. Le décalage transversal des deux portions de surface terrestre PT1 et PT2 l’une par rapport à l’autre, perpendiculairement aux grands côtés de celles-ci, peut être ajusté tout le long de ces deux traces de balayage transversales par une variation temporelle appropriée de la vitesse de rotation principale, selon l’angle cp, et/ou une variation appropriée de la durée intermédiaire entre deux images qui sont saisies successivement. Il peut être ajusté avantageusement pour que les deux portions de surface terrestre PT1 et PT2 soient adjacentes, afin que les deux traces de balayage transversales soient saisies en images dans leur intégralité et avec des recouvrements d’images qui sont minimaux. Les saisies d’images de la surface de la Terre sont suspendues en dehors des intervalles h et I2. Facultativement, l’une des deux positions de la ligne de visée L qui sont produites pour les valeurs 90° ou 270° de l’angle cp peut être dédiée à une calibration interne, et l’autre, aussi facultativement, peut être dédiée à une calibration sur fond spatial. De telles calibrations seront décrites plus loin.

[0048] Le contrôleur 5 commande les séquences de saisie d’images à réaliser par chaque capteur qui est disposé dans le plan focal PF. En particulier, il commande de telles séquences d’une façon qui est synchronisée avec le balayage produit par le dispositif 4.

[0049] [Fig. 5] montre un exemple de disposition de capteurs d’images dans le plan focal PF, tel que rendu possible par la présente invention. Le nombre des capteurs d’images est trois à titre d’exemple, et ils sont désignés par les références 3i, 32 et 3s respectivement. SC désigne la direction de déplacement, dans le plan focal PF, de l’image de la portion de surface terrestre PT pendant le fonctionnement du dispositif de balayage 4. L’obtention d’une telle direction de déplacement d’image qui soit uniforme à l’intérieur du plan focal PF sera décrite plus loin. Chacun des capteurs d’images 3i-3s possède au moins une colonne C de photodétecteurs individuels, par exemple 120 colonnes parallèles de photodétecteurs individuels qui sont désignés chacun par la référence 30. Lorsqu’il possède plusieurs colonnes C parallèles et juxtaposées, chacun des capteurs d’images 3i-3s possède une configuration matricielle, les photodétecteurs 30 de ce capteur d’images formant alors des lignes R. Chaque capteur d’images 3i-3s peut avoir un nombre quelconque de lignes R, par exemple deux à quatre lignes dans l’exemple qui est représenté. Lors d’une utilisation du système d’imagerie, ce système est orienté pour que les trois capteurs d’images 3i-3s aient leurs colonnes C toutes parallèles à la direction de déplacement d’image SC à l’intérieur du plan focal PF. De cette façon, une coregistration spatiale est obtenue, c’est-à-dire que chaque portion PT de surface terrestre qui est imagée à un instant sur un seul des photodétecteurs 30 d’un des capteurs d’images 3i-3s est ensuite imagée sur le photodétecteur 30 suivant dans la même colonne de ce capteur d’images. Ainsi, chaque capteur d’images utilisé peut être du type TDI. Le fonctionnement usuel de tels capteurs TDI est alors retrouvé, où la direction des colonnes C est la direction d’accumulation à décalage temporel, et est parallèle à la direction de déplacement d’image SC dans le plan focal PF.

[0050] Les dimensions à la surface ST de la Terre de chaque portion élémentaire de celle-ci qui est imagée sur un seul photodétecteur 30 dépendent du grossissement de l’optique de formation d’image 2. Par exemple, une telle portion élémentaire de surface terrestre peut être un carré de 500 m (mètre) par 500 m. Pour un capteur d’images à 120 colonnes C, chaque séquence de saisie d’image qui est effectuée dans l’un ou l’autre des intervalles utiles h, h de variation continue de la ligne de visée L correspond à une bande de surface terrestre de plusieurs dizaines de kilomètres de large, mesurée parallèlement à la trace TS. La longueur de cette bande, mesurée perpendiculairement à la trace TS et correspondant à la largeur de la fauchée qui résulte du défilement du satellite 10, dépend de la longueur des intervalles utiles h, h pour laquelle un écart d’inclinaison entre les directions de ligne de visée respectivement dans chacun de ces intervalles utiles, pour une même portion élémentaire de surface terrestre qui est décalée transversalement par rapport à la trace TS, reste supérieur à une valeur minimale prescrite. Cette largeur de fauchée peut être supérieure à 500 km (kilomètre). En outre, lorsque chaque colonne C d’un des capteurs d’images contient N photodétecteurs 30, l’addition des signaux d’accumulation que permet la coregistration spatiale augmente les performances radiométriques de ce capteur d’images selon un facteur N ^1/2 .

[0051] La référence TS’ dans [Fig. 5] désigne l’image de la trace au sol TS du défilement du satellite 10. Lors de l’utilisation du système d’imagerie, le satellite 10 est orienté pour que la direction de déplacement d’image SC soit perpendiculaire à la trace TS’. Dans [Fig. 5], V _sa t et V _SC an désignent respectivement la vitesse de déplacement du satellite 10 telle qu’apparaissant dans le plan focal PF et la vitesse de déplacement d’image, qui sont perpendiculaires l’une à l’autre pour la direction Di de la ligne de visée L.En outre, la vitesse de balayage du dispositif 4 est avantageusement ajustée pour que les portions de la surface terrestre ST qui recouvrent en image les lignes R dans toute la longueur de celles-ci, pour deux répétitions successives du mouvement périodique du dispositif de balayage 4, soient adjacentes le long de la trace TS’ ou présentent de faibles recouvrements d’extrémités de ligne. Ainsi, une fauchée continue est saisie en image par le système d’imagerie 1 , progressivement au cours du défilement du satellite 10 sur son orbite OS. Pour cela, le contrôleur 5 active continuellement les capteurs d’images 3i-3s pour réaliser des séquences de détection de rayonnement de façon enchaînée chacune après la précédente tant que la ligne de visée L est dans l’un ou l’autre des intervalles utiles h et h. La largeur de cette fauchée est déterminée par les longueurs des intervalles utiles h et h de variation continue de la ligne de visée L (voir [Fig. 6a] et [Fig. 6b]). A cause de la dégradation de résolution spatiale que provoque la courbure de la surface terrestre ST, chacun des intervalles utiles h, h peut être limité à des valeurs de déviation transversale de la ligne de visée L qui sont inférieures à 60°, approximativement, pour une altitude d’environ 800 km du satellite 10.

[0052] Selon un perfectionnement de l’invention pour saisir des images multispectrales, les capteurs d’images 3i-3s peuvent être combinés chacun avec un filtre spectral différent. De tels filtres spectraux peuvent être disposés directement sur les capteurs d’images, au- dessus de toute la surface photosensible de chacun d’eux. Une telle configuration où les filtres spectraux sont disposés dans le plan focal PF est particulièrement avantageuse pour sa simplicité de mise en œuvre, par rapport à des configurations alternatives à duplication de plan focal. Les capteurs d’images 3i-3s sont décalés selon la direction de déplacement d’image SC, si bien que l’image d’une même portion PT de la surface terrestre ST se déplace successivement des colonnes d’un des capteurs d’images aux colonnes du capteur d’images suivant dans la direction SC. L’émission de rayonnement de cette portion PT de surface terrestre peut ainsi être saisie en image et mesurée dans les fenêtres spectrales des trois filtres, ce qui est couramment désigné par coregistration spectrale. A titre d’exemple, les bandes spectrales des filtres qui sont associés un-à-un aux trois capteurs d’images 3i, 32 et 3s peuvent être respectivement : de 3 pm à 4 pm, 10 pm à 11 pm et 11 pm à 12 pm, pour une mission de mesure de la température de surface de la Terre.

[0053] Lorsque les capteurs d’images 3i-3s et les filtres spectraux qui leurs sont associés sont fonctionnels dans le domaine infrarouge thermique, les intensités spectrales de rayonnement qui sont mesurées ainsi pour deux inclinaisons différentes de la ligne de visée L par rapport à la portion PT de surface terrestre, permettent de calculer la température de la surface de la Terre dans cette portion. Ce calcul est connu de l’art antérieur sans être l’objet de la présente invention, si bien qu’il n’est pas nécessaire de le détailler ici. On pourra se reporter notamment au document intitulé «Sea Surface Temperature (SLSTR) Algorithm Theoretical Basis Document», University of Edimburg, October 2012, Numéro de document : SLSTR-ATBD-L2SST-v2.5, disponible en ligne à l ’ad resse https://sentinel.esa.int/documents/247904Z0/SLSTR Level-

2 SST ATBD.pdf/13a136c8-ca00-414e-bdd8-fb976cf3a7b3. Ce document décrit d’utiliser des algorithmes qui combinent des valeurs de température de brillance déduites des images saisies, en les pondérant par des coefficients basés sur un modèle physique. Une régression est ensuite utilisée, par rapport à une équation dont la forme tient compte des directions de la ligne de visée L, afin de réduire une variance de la température de surface de la Terre.

[0054] Dans [Fig. 6a] et [Fig. 6b], Ci désigne la trace à la surface ST de la Terre du mouvement de la ligne de visée L, tel que produit par le dispositif de balayage 4 lorsque le miroir 42 est incliné de sorte que la ligne de visée L fasse un angle (noté a dans [Fig. 4a]) avec l’axe optique A-A qui est constant et égal à environ 27,5° (degré). La trace Ci correspond donc à l’intersection d’un cône de demi-angle d’ouverture au sommet sensiblement égal à 27,5° avec la surface ST de la Terre. L’axe optique A-A, c’est-à-dire l’axe du cône, est lui-même orienté pour que les directions Di et D2 soient inclinées d’environ 0° et 55° respectivement, à titre d’exemple, par rapport à la direction verticale V à la surface de la Terre dans les portions imagées. La forme exacte de la trace Ci dans [Fig. 6a] provient d’une combinaison de l’effet de perspective de la figure, de l’inclinaison de l’axe optique A-A pour que la direction D1 soit proche de la direction verticale à l’endroit correspondant de la surface ST de la Terre, et de la courbure de cette surface ST de la Terre. Le plan de [Fig. 6b] est un plan de section qui est perpendiculaire à l’axe optique A- A. Pour cette raison, la trace Ci est un cercle dans [Fig. 6b]. Pour cette trace Ci et lorsque l’angle cp varie à partir de la direction D1, correspondant à cp=O°, l’image de la portion PT de surface terrestre qui est imagée dans le plan focal PF se déplace initialement parallèlement à direction SC puis, pour cette même portion PT lorsque l’angle cp devient de plus en plus grand, selon une direction de déplacement SC’ qui est de plus en plus écartée angulairement par rapport à la direction SC (voir [Fig. 5]). Lorsque l’angle cp est égal à 90°, la direction SC’ est devenue perpendiculaire à la direction SC. A cause de la variation de la direction de déplacement SC’ lorsque l’angle cp varie, une coregistration spatiale est impossible lors que la ligne de visée L suit la trace Ci. A noter que l’image de la portion PT de surface terrestre reste constamment parallèle à elle-même lors de ce déplacement entre cp=O° et cp=90°.

[0055] De façon similaire, C2 désigne la trace à la surface ST de la Terre du mouvement de la ligne de visée L lorsque le miroir 42 est incliné de sorte que la ligne de visée L fasse un angle (a dans [Fig. 4a]) avec l’axe optique A-A qui est constant et environ égal à 70°. On considère maintenant une variation progressive de l’inclinaison 0 du miroir 42 au cours d’une révolution du dispositif de balayage 4 autour de l’axe optique A-A (angle cp de 0° à 360°) telle que le cône qui est décrit par la ligne de visée L ait une section elliptique orthogonalement à l’axe optique A-A, et telle que la ligne de visée L soit sur la trace Ci pour cp=O° et 180°, et sur la trace C2 pour cp=90° et 270°. La trace de la ligne de visée L sur la surface de la Terre qui est obtenue ainsi est désignée par C3. Alors, pour la trace C3 et lorsque l’angle cp varie à partir de la direction D1, l’image de la portion PT de surface terrestre qui est imagée dans le plan focal PF se déplace encore initialement parallèlement à direction SC puis, toujours pour cette même portion PT lorsque l’angle cp devient de plus en plus grand, selon une direction de déplacement SC” qui est inclinée par rapport à SC dans un sens opposé à celui de la direction SC’ (voir [Fig. 5]). Il existe donc une trace de la ligne de visée L sur la surface ST de la Terre, qui peut être intermédiaire entre les traces Ci et C3, et/ou proche de l’une et/ou l’autre de ces deux traces Ci et C3, et pour laquelle la direction de déplacement de l’image de la portion PT de surface terrestre reste constamment identique à SC. Cette trace est désignée par la référence C4 dans [Fig. 6a] et [Fig. 6b], et représentée en trait continu. La variation correspondante de l’angle d’incidence 0i du rayonnement sur le miroir 42, c’est-à-dire 0i(<p) est celle qui est représentée dans [Fig. 4b]. Cette variation, qui correspond à l’une des réalisations de l’invention, est obtenue en conférant une forme adéquate à la piste 43. La forme à procurer à la piste 43 pour que la direction de déplacement de l’image de la portion PT de surface terrestre reste aussi constamment identique à SC autour de la direction D2, c’est- à-dire lorsque l’angle cp est proche de 180°, est obtenue de façon similaire. Cette forme est différente de celle obtenue lorsque l’angle cp est proche de 0°, du fait de l’inclinaison de l’axe optique A-A par rapport à la surface moyenne de la Terre. Le mouvement de la ligne de visée L qui est ainsi obtenu, conformément à la trace C4, fournit deux intervalles de variation de la ligne de visée : l’un autour de la direction D1 et noté h, et l’autre autour de la direction D2 et noté I2. Dans [Fig. 6a] et [Fig. 6b], la trace C4 est représentée en trait continu, et dans celle-ci, les segments en trait continu épais sont les intervalles utiles h et I2, par opposition à des intervalles J1 et J2 non-utiles pour des saisies d’images, qui sont en trait continu fin et intermédiaires entre les intervalles h et I2.

[0056] Pour cette solution de l’invention décrite en référence à [Fig. 6a] et [Fig. 6b], la ligne de visée L sort du limbe terrestre, noté LT, entre les intervalles h et I2 lorsque l’angle a entre la ligne de visée L et l’axe optique A-A est proche de 70°. Le limbe terrestre LT apparaît dans ces figures comme un cercle qui est approximativement centré sur la direction D1. Pour une altitude du satellite 10 d’environ 800 km, le limbe terrestre LT correspond à un cône de section circulaire et de demi-angle d’ouverture au sommet d’environ 65°. Ainsi, les deux intervalles h et I2 qui sont utiles pour saisir en images la fauchée dans la surface ST de la Terre, chacun selon un intervalle différent de valeurs d’inclinaison par rapport à la direction verticale locale, sont séparés par des intervalles inutilisables pour la fonction d’imagerie à proximité des valeurs 90° et 270° pour l’angle cp. Ces intervalles inutilisables pour la fonction d’imagerie sont ceux qui ont été désignés ci- dessus par Ji et J2. L’un de ces deux intervalles peut alors être utilisé pour réaliser une calibration des valeurs d’intensité de rayonnement qui sont mesurées par le système d’imagerie 1 , sur le fond spatial à l’extérieur du limbe terrestre LT. Par exemple, si une telle calibration sur le fond spatial est réalisée dans l’intervalle J1, une séquence de détection de rayonnement par les capteurs d’images 3i-3s, aux fins de calibration, peut être déclenchée par le contrôleur 5 lorsque cp égale 90°. Une autre calibration peut aussi être réalisée en utilisant une source de rayonnement qui est embarquée à bord du satellite 10 avec l’instrument d’imagerie 1. Une telle autre calibration est couramment dite «interne», par opposition à la calibration sur le fond spatial. Par exemple, une telle calibration interne peut être réalisée dans l’intervalle J2, sur déclenchement par le contrôleur 5 d’une séquence de détection de rayonnement à exécuter par les capteurs d’images 3i-3s lorsque cp est égal à 270°, par exemple. Pour cela, la source de rayonnement de calibration peut être disposée selon la direction de la ligne de visée L qui correspond à l’angle cp égal à 270°et à l’angle a simultanément égal à 70°. La source de rayonnement de calibration ainsi disposée est désignée par la référence 11 dans [Fig. 4a].

[0057] Le dispositif de balayage 4 à deux miroirs représenté dans [Fig. 4a] possède un effet polarisant qui peut être important, car les plans d’incidence du rayonnement sur l’un et l’autre des miroirs 41 et 42 sont confondus. Pour éviter un tel effet polarisant, une autre structure peut être adoptée pour le dispositif de balayage 4, à au moins trois miroirs. Par exemple, dans la structure à quatre miroirs qui est représentée dans [Fig. 7], le miroir 42 est encore le miroir dont l’inclinaison 0 varie au cours de la révolution du dispositif de balayage 4 selon l’angle cp, et les miroirs 411, 412 et 413 ont des orientations fixes à l’intérieur de ce dispositif rotatif. Le rayonnement qui provient de la surface terrestre ST est d’abord réfléchi par le miroir 42, puis successivement dans l’ordre par le miroir 411, le miroir 412 puis le miroir 413, et pénètre ensuite dans l’optique de formation d’image 2. Dans cette structure à quatre miroirs, toutes les directions de polarisation linéaire du rayonnement ont des orientations qui varient par rapport au plan d’incidence d’un miroir à l’autre, si bien que des effets polarisants individuels des miroirs se compensent en partie mutuellement. D’autres structures à effet polarisant qui est réduit sont aussi possibles pour le dispositif de balayage 4, et sont connues ou à la portée de l’Homme du métier. [0058] [Fig. 8] montre une réalisation du dispositif de balayage 4 à un seul miroir. Le dispositif de balayage 4 comprend encore le miroir à inclinaison variable 42, dont l’inclinaison est repérée de même par l’angle variable 0. Ce miroir 42 est entraîné en rotation par le moteur 46, en étant encore relié à un élément suiveur 44 par une tige rigide 45. Lors de la rotation du miroir 42, l’élément suiveur 44 est contraint à rester appliqué sur la piste 43, si bien que la forme de cette piste 43 ajuste l’inclinaison du miroir 42. De même que précédemment, la vitesse de rotation du miroir 42 peut être variable et ajustée pour que des images qui sont saisies successivement le long des traces de balayage transversales présentent des recouvrements minimaux. A titre d’illustration, l’optique de formation d’image du mode de réalisation de [Fig. 8] est un télescope, dont seul le miroir primaire est représenté, en étant désigné par la référence M1. Le rayonnement qui provient de la surface terrestre ST est ainsi réfléchi d’abord par le miroir 42, puis par le miroir primaire M1 , puis par les autres miroirs du télescope en direction du capteur d’images 3. Pour un tel mode de réalisation où le dispositif de balayage 4 ne comporte qu’un seul miroir, les directions Di et D2 de la ligne de visée L telles que produites par le dispositif de balayage 4 peuvent passer sur deux côtés opposés du miroir primaire M1 . Un tel mode de réalisation peut procurer des réductions d’encombrement et de poids par rapport à des systèmes où le dispositif de balayage 4 comporte plusieurs miroirs.

[0059] Il est entendu que l’invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires des modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages cités. Notamment, toutes les valeurs numériques qui ont été citées ne l’ont été qu’à titre d’illustration, et peuvent être changées en fonction de la mission spatiale considérée.