vignette|droite|Balise Argos embarquée sur navire.
Le système Argos est un système mondial de localisation et de collecte de données géo-positionnées par satellite. Il permet de localiser n'importe où à la surface de la Terre tout mobile (véhicule, bateau, bouée, animal) équipé d'un émetteur compatible avec le système. Il peut également collecter des données fournies par des capteurs connectés à l'émetteur. Le système Argos est utilisé par des programmes d'étude et de protection de l'environnement, de sauvegarde de la vie humaine et des projets d'intérêt gouvernemental.
Le système Argos est opérationnel depuis 1978. Il résulte initialement d'une coopération franco-américaine entre l'agence spatiale française le Centre national d'études spatiales, l'agence météorologique américaine la National Oceanic and Atmospheric Administration) et la National Aeronautics and Space Administration auxquelles se sont jointes par la suite l’organisation qui gère des satellites météorologiques européens EUMETSAT ainsi que les agences spatiales japonaise (Japan Aerospace Exploration Agency) et indienne (Indian Space Research Organisation). Le système Argos est géré par les sociétés CLS (Collecte Localisation Satellites) et Kinéis filiales du CNES dont les sièges sont dans la banlieue de Toulouse.
Les composants du système Argos sont les balises (ou plateformes), les récepteurs Argos embarqués sur des satellites, les stations de réception des signaux Argos et les centres de traitement. La balise, fixée sur le mobile (bateau, bouée, animal) et qui peut ne peser que quelques grammes, émet de manière continue sur une fréquence radio réservée au système un message qui comporte un identifiant et éventuellement des données complémentaires. Le signal est capté par les récepteurs embarqués sur des satellites qui circulent tous sur une orbite polaire. Ces récepteurs retransmettent les données aux stations de réception lorsqu'ils les survolent puis le signal est acheminé jusqu'aux centres de traitement situés à Toulouse et Woods Hole (États-Unis) qui les redistribuent aux utilisateurs finaux. La spécificité du système Argos est l'utilisation de l'effet Doppler sur le signal radio émis par la balise pour déterminer sa position. L'architecture du système Argos permet de concevoir des balises très légères (jusqu'à ) et pouvant fonctionner plusieurs mois qui peuvent être installées sur des animaux de petites tailles.
Courant 2025, le système compte opérationnelles, équipées de balises, et de réception. Le système de réception à bord des satellites a évolué. Sa quatrième évolution ARGOS-4 introduite en 2022 permet de collecter un volume de données plus important par message et comporte une version miniaturisée du récepteur qui a permis son emport sur les 25 nano-satellites de la constellation de satellites Kinéis devenue opérationnelle mi-2025.
Historique
Le système Argosdu grec Argos (Panoptès), géant légendaire doté d'un très grand nombre d'yeux est créé en 1978 par l'agence spatiale française (le Centre national d'études spatiales ou CNES), l'agence américaine d'étude de l'atmosphère et de l'océan (NOAA) et l'agence spatiale américaine (NASA). C'est un système mondial de collecte, de traitement et de diffusion d'informations provenant de plateformes mobiles (balises) avec une couverture s'étendant au monde entier grâce à l'utilisation de système de recueil des données reposant sur des satellites circulant sur une orbite polaire. Il est conçu initialement comme un outil de collecte de données pour la recherche météorologique et océanographique avec des balises installées sur des bouées dérivantes. Par la suite il est utilisé pour suivre le déplacement d'espèces animales grâce au recours à des balises miniaturisées. Il vient ainsi compléter les systèmes de radiotracking utilisant un récepteur terrestre. Une application très médiatisée est le suivi des courses de voiliers hauturiers qui a permis de localiser les navires en détresse. De nos jours le système Argos est utilisé de manière quasi exclusive pour l'étude et à la protection de l'environnement dans de nombreux pays.
La gestion du système Argos est confiée dans les années 1980 au CNES à sa filiale CLS (Collecte Localisation Satellites) pour le monde entier. Le centre de traitement des données Argos est basé à Ramonville-Saint-Agne, à côté de Toulouse.
En 2025, et , réparties dans le monde entier, sont équipées de balises sont opérationnelles ( en 2014 http://www.noaasis.noaa.gov/ARGOS/, NOAA). Elles relèvent de distincts lancés par plus de . Les États-Unis représentent un tiers des utilisations.
Présentation du système Argos
Le système Argos se distingue par la faible consommation électrique et la miniaturisation très poussée de ses balises qui permettent de les fixer sur des oiseaux ou des mammifères de petite taille et de fonctionner ainsi plusieurs mois. Parmi les nombreuses autres applications utilisant le système Argos, on peut citer les bouées météorologiques dérivantes et les flotteurs profilants. Le système Argos se distingue de plusieurs manières des autres systèmes de localisation satellitaires : contrairement à un systèmes de positionnement par satellite tels que le GPS, la position déterminée par le système est transmise à un utilisateur final et non à la balise, il utilise le principe de l'effet Doppler pour déterminer la position du mobile.
Le fonctionnement des balises Argos est par contre très voisin, dans son principe, du système Cospas-Sarsat destiné à fournir des informations d'alerte et de localisation de balises de détresse.
Principes de fonctionnement
Le système Argos comprend les balises, les récepteurs Argos embarqués sur les satellites, les stations de réception des signaux Argos et les centres de traitement : La balise (ou plateforme), fixée sur le mobile (bateau, bouée, animal) et qui peut ne peser que quelques grammes, émet de manière continue sur une fréquence radio réservée au système un message qui comporte l'identifiant de la balise et éventuellement des données complémentaires dont la position GPS. Le signal radio de la balise est capté par des équipements spécialisés embarqués en tant que charge utile secondaire sur des satellites qui circulent tous sur une orbite polaire à une altitude comprise entre 650 et . La localisation des balises qui ne transmettent pas leur position GPS, se fait en analysant l'effet Doppler de plusieurs messages successifs reçus lors d'un survol. L'équipement Argos retransmet les messages reçus aux stations de réception Argos lorsque le satellite les survolent. Les stations de réception transmettent en temps réel les messages reçus aux centres de traitement. Les centres de traitement, situés à Toulouse et Woods Hole (États-Unis), analysent les messages, déterminent la position de la balise puis mettent à disposition le produit final aux utilisateurs sur un site internet dédié.
Émission des message par les balises
La balise Argos émet un message radio sur la fréquence ± avec une périodicité comprise entre 90 et selon le type de balise et les données présentes dans le message. La durée de transmission d’un message est inférieure à une seconde. Si la balise dispose d'un récepteur GPS ou est couplée avec un récepteur GPS, elle transmet sa position dans le message. Le message émis comporte un bloc de 56 à (balise HD) comprenant son identifiant, et une plage réservée aux données issues de capteurs installés sur la balise d'une longueur limitée à ( pour les balises de type HD).
Il existe une grande variété de modèles de balises Argos pour s'adapter aux utilisations : de la balise de quelques grammes pouvant être fixée sur un oiseau de petite taille à la balise massive fixée sur une bouée dérivante ou un bateau qui transmet des données supplémentaires collectées localement par des capteurs (par exemple température et pression atmosphérique) et peut fournir la position GPS.
Réception des messages par les satellites
Les messages émis par les balises sont collectés par des récepteurs Argos embarqués en tant que charge utile secondaire sur des satellites d'observation de la Terre (satellite franco-indien SARAL ou indien OceanSat-3) ou météorologiques (satellites européens MetOp d'EUMETSAT et satellites américains de la NOAA). Depuis 2025, les messages sont également collectés par les de la constellation Kinéis en partie destinés à cette tâche. Ces satellites circulent sur des orbites polaires à une altitude comprise entre 650 et (sauf ANGELS orbitant à une altitude de ). Du fait de leur orbite héliosynchrone ils survolent une zone donnée toujours à la même heure locale (la longitude survolée se décale de 25° à chaque orbite d'environ ). Le rayon de visibilité des satellites circulant à une altitude de est de (donc beaucoup moins pour les satellites circulant sur une orbite plus basse comme la constellation Kinéis). Ce cercle de visibilité est encore restreint si la balise est située en terrain montagneux. Une balise située dans les régions polaires est survolée à chaque orbite soit environ par jour tandis que si elle est située près de l'équateur le nombre de survols se réduit à 2 ou 3. La position de la balise est, soit communiquée au satellite par celle-ci si elle est équipée d'un GPS, soit est calculée en mesurant le décalage Doppler de plusieurs messages successifs (ce calcul est fait dans les centres de traitement). La précision de la position obtenue par cette dernière méthode dépend du nombre de messages que le satellite a pu recevoir durant son survol. Elle est qualifiée sur une échelle comprenant six valeurs caractérisant une précision décroissante (3, 2, 1, 0, A et B) les trois premières correspondant à une précision dégressive comprise entre 250 et , la à une précision supérieure à . Lorsque le satellite a reçu moins de quatre messages lors du survol la position ne peut être calculée ( ou B pour 3 ou 1/2 messages).
À compter de la version Argos-3 l'utilisateur peut envoyer des instructions à la balise d'une longueur maximale de pour modifier sa configuration. Cette liaison descendante est également utilisée pour déclencher l'émission de messages par la balise seulement à la demande du satellite et indiquer à la balise qu'il peut interrompre l'envoi de messages car le satellite en a reçu suffisamment pour déterminer sa position. Ces nouvelles options, qui ne sont disponibles que sur les balises équipées d'un système de réception, permettent de réduire leur consommation électrique et donc de prolonger la durée de vie de la balise. Sur les versions précédentes d'Argos, il existait déjà une option permettant de limiter les émissions de messages sur certains modèles de balise qui disposaient des éphémérides des orbites des satellites Toutefois sous l'influence de facteurs externes (pression exercée par le rayonnement solaire, atmosphère résiduelle, ...), l'orbite des satellites dérive et les éphémérides deviennent inutilisables au bout d'environ trois mois. équipés du système Argos leur permettant de connaître les heures de survol et donc de déclencher les émissions en tenant compte de celles-ci.
L'équipement embarqué sur les satellites en version Argos-3 comprend deux composants fabriqués par Thales Alenia Space : le récepteur radio RPU () traite les messages émis par les balises et gère les interfaces avec le boitier TxU et le satellite. L'émetteur radio TxU () transmet les données (paramètres de configuration de la liaison descendante) aux balises qui ont la capacité de recevoir celles-ci. Dans cette version d'Argos le boitier RPU a une masse de et une consommation électrique de et le boitier TxU a une masse de et une consommation électrique de . La mesure de l'effet Doppler sur les messages reçus impose l'utilisation d'un oscillateur ultra-stable. Les deux équipements disposent d'une redondance froide (activation du secours après constatation de la panne).
Stations de réception