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Termes IGN > sciences naturelles > sciences de la Terre et de l'univers > géosciences > géophysique interne > géodésie > géodésie physique > figure de la Terre > effet de charge > surcharge atmosphérique
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Quantifying discrepancies in the three-dimensional seasonal variations between IGS station positions and load models / Yujiao Niu in Journal of geodesy, vol 96 n° 4 (April 2022)
Titre : Quantifying discrepancies in the three-dimensional seasonal variations between IGS station positions and load models Type de document : Article/Communication Auteurs : Yujiao Niu, Auteur ; Na Wei, Auteur ; Min Li, Auteur ; Paul Rebischung Année de publication : 2022 Projets : 1-Pas de projet / Article en page(s) : n° 31 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] déformation de surface
[Termes IGN] effet de charge
[Termes IGN] Europe (géographie politique)
[Termes IGN] signal GNSS
[Termes IGN] station GNSS
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océanique
[Termes IGN] variation saisonnièreRésumé : (auteur) Seasonal deformation related to mass redistribution on the Earth’s surface can be recorded by continuous global navigation satellite system (GNSS) and simulated by surface loading models. It has been reported that obvious discrepancies exist in the seasonal deformation between GNSS estimates and modeled loading displacements, especially in the horizontal components. The three-dimensional seasonal deformation of 900 GNSS stations derived from the International GNSS Service (IGS) second reprocessing are compared with those obtained from geophysical loading models. The reduction ratio of the weighted mean amplitude of GNSS seasonal signals induced by loading deformation correction is adopted to evaluate the consistency of seasonal deformation between them. Results demonstrate that about 43% of GNSS-derived vertical annual deformation can be explained by the loading models, while in the horizontal components, it is less than 20%. To explore the remaining GNSS seasonal variations unexplained by loading models, the potential contributions from Inter-AC disagreement, GNSS draconitic errors, regional/local-scale loading and loading model errors are investigated also using the reduction ratio metric. Comparison of GNSS annual signals between each IGS analysis center (AC) and the IGS combined solutions indicate that more than 25% (horizontal) and 10% (vertical) of the annual discrepancies between GNSS and loading models can be attributed to Inter-AC disagreement caused by different data processing software implementations and/or choices of the analysis strategies. Removing the draconitic errors shows an improvement of about ~ 3% in the annual vertical reduction ratio for the stations with more than fifteen years observations. Moreover, significant horizontal discrepancies between GNSS and loading models are found for the stations located in Continental Europe, which may be dominated by the regional/local-scale loading. The loading model errors can explain at least 6% of the remaining GNSS annual variations in the East and Up components. It has been verified that the contribution of thermoelastic deformation to the GNSS seasonal variations is about 9% and 7% for the horizontal and vertical directions, respectively. Apart from these contributors, there are still ~ 50% (horizontal) and ~ 30% (vertical) of the GNSS annual variations that need to be explained. Numéro de notice : A2022-940 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-022-01618-9 Date de publication en ligne : 25/04/2022 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-022-01618-9 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102745
in Journal of geodesy > vol 96 n° 4 (April 2022) . - n° 31[article]
Titre : Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series Type de document : Article/Communication Auteurs : Kevin Gobron, Auteur ; Paul Rebischung Année de publication : 2021 Projets : 3-projet - voir note / Article en page(s) : n° e2021JB022370 Note générale : bibliographie
This study has been financially supported by the Direction Générale de l’Armement (DGA), the Nouvelle-Aquitaine region, and the Centre National des Etudes Spatiales (CNES) as an application of the geodesy missions. This research was also supported by the Brain LASUGEO project entitled ”monitoring LAnd SUbsidence caused by Groundwater exploitation through gEOdetic measurements” funded by the Belgian Sciences Policy. This is IPGP contribution number 4214.Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] coordonnées GNSS
[Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] résidu
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] station permanente
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge océaniqueRésumé : (auteur) Monitoring vertical land motions (VLMs) at the level of 0.1 mm/yr remains one of the most challenging scientific applications of global navigation satellite systems (GNSS). Such small rates of change can result from climatic and tectonic phenomena, and their detection is important to many solid Earth-related studies, including the prediction of coastal sea-level change and the understanding of intraplate deformation. Reaching a level of precision allowing to detect such small signals requires a thorough understanding of the stochastic variability in GNSS VLM time series. This paper investigates how the aperiodic part of non-tidal atmospheric and oceanic loading (NTAOL) deformations influences the stochastic properties of VLM time series. Using the time series of over 10,000 stations, we describe the impact of correcting for NTAOL deformation on 5 complementary metrics, namely: the repeatability of position residuals, the power-spectrum of position residuals, the estimated time-correlation properties, the corresponding velocity uncertainties, and the spatial correlation of the residuals. We show that NTAOL deformations cause a latitude-dependent bias in white noise plus power-law model parameter estimates. This bias is significantly mitigated when correcting for NTAOL deformation, which reduces velocity uncertainties at high latitudes by 70%. Therefore, removing NTAOL deformation before the statistical analysis of VLM time series might help to detect subtle VLM signals in these areas. Our spatial correlation analysis also reveals a seasonality in the spatial correlation of the residuals, which is reduced after removing NTAOL deformation, confirming that NTAOL is a clear source of common-mode errors in GNSS VLM time series. Numéro de notice : A2021-783 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Autre URL associée : vers HAL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2021JB022370 Date de publication en ligne : 01/09/2021 En ligne : https://doi.org/10.1029/2021JB022370 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98954
in Journal of geophysical research : Solid Earth > vol 126 n° 9 (September 2021) . - n° e2021JB022370[article]Analyse des surcharges hydrologiques observées par géodésie spatiale avec l’outil Multi Singular Spectrum Analysis / Louis Bonhomme (2020)
Titre : Analyse des surcharges hydrologiques observées par géodésie spatiale avec l’outil Multi Singular Spectrum Analysis Type de document : Mémoire Auteurs : Louis Bonhomme, Auteur Editeur : Le Mans : Ecole Supérieure des Géomètres et Topographes ESGT Année de publication : 2020 Importance : 73 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Mémoire présenté en vue d'obtenir le diplome d'Ingénieur CNAM Spécialité Géomètre et TopographeLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] Amérique du sud
[Termes IGN] analyse de données
[Termes IGN] analyse spectrale
[Termes IGN] bassin hydrographique
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] effet de charge
[Termes IGN] modèle hydrographique
[Termes IGN] série de Taylor
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] station GPS
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océaniqueIndex. décimale : ESGT Mémoires d'ingénieurs de l'ESGT Résumé : (auteur) Ce travail repose sur le développement et la validation préalable d'un outil d'analyse statistique MSSA (Multichannel Singular Spectrum Analysis) de séries temporelles. Cet outil d'analyse a ensuite été appliqué aux séries temporelles de position issues de 267 stations permanentes GPS situées en Amérique du sud en vue d'étudier les déformations géophysiques saisonnières induites par les surcharges océaniques, atmosphériques et hydrologiques. En particulier, il s’agit de valider de nouveaux modèles de déformations de surcharge affinés pour inclure les contributions des rivières et des lacs des trois bassins versants les plus importants de cette région du monde (Amazone, Orénoque et Rio Paraná). En effet, les modèles classiques de surcharge n’expliquent pas la totalité des signaux observés, les écarts entre les variations des positions GPS et les prédictions pouvant atteindre 50% en Amérique du sud, là où les effets induits par les rivières sont extrêmement importants. L'analyse statistique conjointe de ces nouveaux modèles avec les séries temporelles de position GPS a confirmé la contribution significative des rivières dans l'amplitude des surcharges hydrologiques qui affecte chaque station individuelle. En outre, l'analyse de l'amplitude annuelle moyenne des surcharges sur les bassins versants a permis de vérifier la validité des nouveaux modèles de surcharge à l'échelle des bassins versants de l’Amazone et du Rio Paraná. Ces résultats sont également en accord avec les observations de la mission spatiale GRACE. Les résultats obtenus confirment l'intérêt de produire de nouveaux modèles à résolution spatiale plus fine et d’améliorer la modélisation des effets semi-annuels. Note de contenu : I- Présentation des données et de la zone d’étude
II- Méthode et outils d’analyse des séries temporelles
III Validation des outils
IV- Application de l’outil MSSA en Amérique du Sud
V- Analyse des surcharges hydrologiques
ConclusionNuméro de notice : 28646 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire ingénieur ESGT Organisme de stage : Laboratoire Géomatique et Foncier DOI : sans En ligne : https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-03035549/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99736 
Titre : Caractérisation de la contribution des charges hydrologiques, atmosphériques et océaniques aux séries temporelles de position GNSS : analyse comparée des modèles de charge et de mouvement du géocentre Type de document : Mémoire Auteurs : Elie-Alban Lescout Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2020 Importance : 30 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données environnementales
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océaniqueIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Les séries temporelles de position GNSS présentent, en plus des déplacements liés aux déformations tectoniques, des déplacements associés à des phénomènes environnementaux qui engendrent des redistributions de masse à la surface de la Terre. Cependant, une fraction des signaux GNSS provient d’erreurs systématiques de mesure, ou possiblement d’autres phénomènes géophysiques, qu’il est important d’isoler et de mieux caractériser afin d’améliorer la précision de mesure. Ce travail conduit une analyse comparée de solutions GRACE et de modèles environnementaux dans l’optique de mieux estimer leur capacité à décrire les signaux de charge observés par GNSS. Une attention particulière est donnée aux charges de coefficients d’harmoniques sphériques de degré-1, comparés indépendamment des autres, du fait qu’il contiennent les déplacements de masse de grande longueur d’onde. Le mouvement du géocentre est également dérivé du degré-1 et estimé par inversion des résidus d’un réseau GNSS. Il est ensuite comparé avec des estimations géophysiques et des mouvements du géocentre dérivées de modèles environnementaux. Une analyse comparative des différentes contributions des charges atmosphérique, océanique et hydrologique, annuelles, semi-annuelles ou de leurs résidus avec les séries temporelles de différents réseaux et traitements GNSS est en cours. Note de contenu : 1. Introduction
2. Données et modèles employés
2.1 Données GNSS
2.2 Modèles de charge
3. Méthodologie
3.1 Pré-traitements GRACE
3.2 Pré-traitements des modèles environnementaux
3.3 Calcul des déformations dues aux effets de charge
3.4 Inversion des charges de degré-1
3.5 Extraction des signaux pour comparaison
4. Développements informatiques
4.1 Amélioration du serveur de calculs de déformations ALIEDOCS
4.2 Librairies Python
5. Résultats
5.1 Charges de degré-1 et mouvement du Géocentre
5.2 Comparaisons déplacements GNSS-modèles de charge pour les degrés 2 et supérieurs
6. ConclusionNuméro de notice : 26390 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Géodésie (Institut de Physique du Globe de Paris IPGP) Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96010 Documents numériques
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Caractérisation de la contribution des charges... - pdf auteurAdobe Acrobat PDF
contenu dans 27èmes Journées de la Recherche de l'IGN / Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées (22 - 23 mars 2018; Cité Descartes, Champs-sur-Marne, France) (2018)
Titre : Déformation saisonnière de la Terre : observations, modélisations et implications Type de document : Article/Communication Auteurs : Kristel Chanard Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN (2012-) Année de publication : 2018 Conférence : Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées 22/03/2018 23/03/2018 Champs-sur-Marne France programme sans actes Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] Etats-Unis
[Termes IGN] sécheresse
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océanique
[Termes IGN] variation saisonnièreRésumé : (Auteur) Les variations de charge à la surface de la Terre causées par l’évolution spatio-temporelle de la distribution des masses de l’atmosphère, des océans et des eaux et glaces continentales, mais aussi sous l'effet des variations de température à sa surface, peuvent induire des variations de contraintes en profondeur qui peuvent jouer un rôle dans le déclenchement des séismes. La déformation de la Terre sous le poids des charges à sa surface est mesurable grâce aux techniques de positionnement satellitaire précis GNSS où elles s’expriment en particulier par un signal saisonnier annuel dont l’amplitude peut être pluri-centimétrique. Nous modélisons cette déformation comme la réponse élastique, au premier ordre, de la Terre aux variations de masse à sa surface, déduites de la mission satellitaire Gravity and Recovery Climate Experiment (GRACE). Les variations de températures de grande longueur d'onde peuvent également induire un signal saisonnier mesurable aux stations GNSS, en causant une dilatation thermique du sol que nous modélisons à l'échelle du globe. Nous confirmons à travers ces modèles la possibilité d'expliquer physiquement une partie des observations GNSS comme la réponse de Terre à des forçages environnementaux allant du mois à quelques années. Nous nous intéressons ensuite aux contraintes en profondeur associées aux variations à grande échelle des charges de surface. Nous montrons que, dans la région du Nouveau Madrid (USA), les variations de l'hydrologie saisonnière au sein du bassin du Mississippi influencent la sismicité, avec statistiquement plus de séismes pendant les périodes les plus sèches. Ce résultat suggère que certaines failles situées dans des régions intraplaques répondent à des sollicitations climatiques de faible amplitude, et sont donc probablement proches de leur seuil de rupture. Numéro de notice : C2018-040 Affiliation des auteurs : LAREG+Ext (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91151 Documents numériques
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Déformation saisonnière de la Terre... - diaporama de présentationAdobe Acrobat PDFUntersuchungen zu Erddeformationsmodellen für die Auswertung von geodätischen VLBI-Messungen / Rüdiger Haas (1996)
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