Measuring Sea Level with GPS-Equipped Buoys: A Multi-Instruments Experiment at Aix Island

Abstract

Measuring sea-level in a global reference frame with sub-centimeter accuracy is a relevant challenge in the context of current global warming and associated sea-level rise. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) can provide sea-level measurements directly referenced in an absolute geocentric frame. We present here the results of a multi-instruments experiment with three buoys equipped with Global Positioning System (GPS), a radar tide gauge and a tide pole. This experiment was carried out at Aix Island (West coast of France) on the 27-28 March 2012. The GPS buoys were evaluated against conventional tide gauge measurements through a Van de Casteele test. The Root Mean Square Error (RMSE) computed from the difference between the GPS-buoys and radar tide gauge data ranges from 1 cm to 2.2 cm, which is suitable for tidal applications and offers interesting perspectives for future sea-level variations studies.La medición del nivel del mar en un marco de referencias globales con una precisión subcentimétrica es un desafío importante en el contexto del calentamiento mundial actual y del aumento del nivel del mar asociado al mismo. Los Sistemas Mundiales de Navegación por Satélite (GNSS) pueden proporcionar medidas del nivel del mar directamente referenciadas en una estructura geocéntrica absoluta. Presentamos aquí los resultados de un experimento multi-instrumentos con tres boyas equipadas de un Sistema de Posiciona-miento Global (GPS), un mareógrafo con sistema de radar y una escala de mareas. Este experimento fue llevado a cabo en la Isla de Aix (Costa Occidental de Francia), los días 27 y 28 de Marzo del 2012. Las boyas GPS fueron evaluadas comparándolas con las medidas de los mareógrafos convencionales mediante un test Van de Casteele. El Error Cuadrático Medio (RMSE) calculado a partir de la diferencia entre los datos de las boyas GPS y los datos de mareógrafo, oscila de 1 a 2,2 cm, lo que es apropiado para las aplicaciones de mareas y ofrece perspectivas interesantes para futuros estudios de variaciones del nivel del mar.La mesure du niveau de la mer dans un référentiel mondial avec une précision sub-centimétrique est un défi pertinent dans le contexte actuel du réchauffement climatique et de l’élévation du niveau des mers qui en résulte. Les systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) peuvent fournir des mesures du niveau de la mer directement rapportées à un référentiel géocentrique absolu. Nous présentons ici les résultats d’une expérience multi-instruments avec trois bouées équipées d’un système de positionnement par satellite (GPS), un marégraphe à radar et une échelle de marée. Cette expérience a été effectuée à l’île d’Aix (côte ouest de la France) les 27 et 28 mars 2012. Les bouées GPS ont été éva-luées par rapport aux mesures du marégraphe conventionnel au moyen d’un test de Van de Casteele. L’erreur quadratique moyenne (RMSE) calculée à partir de la différence entre les données des bouées GPS et celles du marégraphe radar est comprise entre 1 cm et 2,2 cm, ce qui convient pour les applications marégraphique et offre d’intéressantes pers-pectives pour les futures études des variations du niveau de la mer

    Similar works