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Near real-time global ionospheric total electron content modeling and nowcasting based on GNSS observations / Xulei Jin in Journal of geodesy, vol 97 n° 3 (March 2023)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 97 n° 3 (March 2023) . - n° 27 Titre : Near real-time global ionospheric total electron content modeling and nowcasting based on GNSS observations Type de document : Article/Communication Auteurs : Xulei Jin, Auteur ; Shuli Song, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : n° 27 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] carte ionosphérique mondiale [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] modèle ionosphérique [Termes IGN] temps réel [Termes IGN] teneur totale en électrons [Vedettes matières IGN] Traitement de données GNSS Résumé : (auteur) For the purposes of routinely providing reliable and low-latency Global Ionosphere Maps (GIMs), a method of estimating hourly updated near real-time GIM with a time latency of about 1–2 h based on a 24-h data sliding window of Global Navigation Satellite System (GNSS) near real-time observations and real-time data streams was presented. On the basis of the implementation of near real-time GIM estimation, an hourly updated GIM nowcasting method was further proposed to improve the accurate of short-term total electron content (TEC) prediction. We estimated the Shanghai Astronomical Observatory near real-time GIM (SHUG) and nowcasting GIM (SHPG) in the solar relatively active year (2014) and quiet year (2021), and employed GIMs provided by the International GNSS Service, the Global Positioning System (GPS) differential slant TECs (dSTECs) extracted from global independent GNSS stations, and the vertical TECs (VTECs) inverted from satellite altimetry as the references to validate the estimated results. The GPS dSTECs evaluation results show that SHUG behaves fairly consistent with the rapid GIMs, with a discrepancy of less than 1 TEC unit (TECu) overall. The standard deviations (STDs) of SHUG with respect to Jason-2/-3 VTECs are no more than 10% over the majority of rapid GIMs due to the instability of observations. The performance of 1-h nowcasting SHPG is significantlybetter than the Center for Orbit Determination in Europe (CODE) 1-day predicted GIM (C1PG). GPS dSTEC validation results indicate that 1-h nowcasting SHPG is 1 to 2 TECu more reliable than C1PG in eventful ionospheric electron activity regions, and it outperforms the C1PG by 10% overall versus Jason-2/-3 VTECs. The hourly updated SHUG and SHPG have relatively high reliability and low time latency, and thus can provide excellent service for (near) real-time users and offer more accurate TEC background information than daily predicted GIM for real-time GIM estimation. Numéro de notice : A2023-181 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-023-01715-3 Date de publication en ligne : 20/03/2023 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-023-01715-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102950 [article]

Effect of PCV and attitude on the precise orbit determination of Jason-3 satellite / Kai Li in Journal of applied geodesy, vol 16 n° 2 (April 2022)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 16 n° 2 (April 2022) . - pp 143 - 150 Titre : Effect of PCV and attitude on the precise orbit determination of Jason-3 satellite Type de document : Article/Communication Auteurs : Kai Li, Auteur ; Xuhua Zhou, Auteur ; Nannan Guo, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 143 - 150 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Techniques orbitales [Termes IGN] capteur d'orientation [Termes IGN] centre de phase [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] orbite basse [Termes IGN] orbitographie [Termes IGN] perturbation orbitale Résumé : (auteur) Satellite attitude modes and antenna phase center variations have a great influence on the Precise Orbit Determination (POD) of Low Earth Orbit satellites (LEOs). Inaccurate information about spacecraft attitude, phase center offsets and variations in the POD leads to orbital error. The Jason-3 satellite experienced complex attitude modes which are fixed, sinusoidal, ramp-up/down and yaw-flip. Therefore, it is necessary to properly construct the attitude model in the process of POD especially when there is no external attitude data. For the antenna phase center correction, the PCO which is the deviation between Antenna Reference Point (ARP) and Mean Antenna Phase Center (MAPC) usually can be calibrated on the ground accurately, but the PCV which is the deviation between Instantaneous Antenna Phase Center (IAPC) and Mean Antenna Phase Center (MAPC) will change greatly with the change of space environment. Residual approach can be used to estimate the receiver PCV map. In this paper, we collected the on-board GPS data of Jason-3 satellite from January 2019 and analyzed the impacts of PCV and spacecraft attitude on the orbit accuracy by performing the reduced-dynamic POD. Compared with the reference orbit released by the Centre National d’Études Spatiales (CNES), using the PCV map can reduce the Root Mean Square (RMS) of orbit differences in the Radial (R), Along-track (T), Cross-track (N) and 3D direction about 0.3, 1.0, 0.9, and 1.4 mm. Based on the estimated PCV map, the orbit accuracy in R, T, N and 3D direction is 1.24, 2.81, 1.17, and 3.29 cm respectively by using the measured attitude data. When using the attitude model, the orbit accuracy in R, T, N and 3D directions is 1.60, 3.54, 1.33, and 4.13 cm, respectively. The results showed that the combination of measured attitude data and modeled PCV map can obtain the better orbit solution. It is essential to build a corresponding model in high-precision orbit determination, when there is no attitude data and PCV map. Numéro de notice : A2022-251 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1515/jag-2021-0052 Date de publication en ligne : 26/01/2022 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2021-0052 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100204 [article]

Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques / Thibault Malou (2022)  

Public Titre : Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thibault Malou, Auteur ; Jérôme Monnier, Directeur de thèse ; Pierre-André Garambois, Directeur de thèse Editeur : Toulouse [France] : Institut National des Sciences Appliquées INSA Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 207 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité : Mathématiques et Applications Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] débit [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] image Sentinel-3 [Termes IGN] modélisation spatio-temporelle [Termes IGN] niveau de l'eau [Termes IGN] problème inverse [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] rivière Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Ces travaux de thèse portent sur la modélisation des rivières adaptée à l'altimétrie spatiale, qui permet de mesurer la hauteur d'eau des rivières. Pour estimer le débit sur la base de ces données, les modèles mathématiques ont besoin d'être consistants avec l'échelle spatio-temporelle des observations (centaines de mètres et dizaines de jours) ainsi qu'une estimation de certaines grandeurs non-mesurées par ces satellites d'altimétrie, notamment la hauteur du fond et une paramétrisation physique (coefficient de friction).La difficulté de l'estimation du débit à partir des données altimétriques vient notamment de la pente de la surface libre, qui n'est pas non plus mesurée à une échelle assez fine. Une nouvelle méthodologie pour déterminer des lois algébriques locales d'estimation de débit (lois dites Stage-Fall-Discharge, SFD) à partir des données altimétriques issues de plusieurs satellites (e.g. Jason-3, Sentinel-3A et Sentinel-3B) est alors proposée. La méthode se base sur une modélisation hydrodynamique calibrée par assimilation des données altimétriques. Ces lois SFD sont déterminées de manière à reproduire le débit estimé par la modélisation hydrodynamique à partir de données altimétriques et de grandeurs hydrauliques simulées.Ces lois sont obtenues avec succès sur le réseau hydrographique complexe du Rio Negro-Rio Branco.La méthode devrait être applicable pour estimer le débit de manière opérationnelle.La modélisation adaptée aux observations spatiales nécessite donc de choisir des modèles cohérents avec les données disponibles et les échelles spatio-temporelles observées. De ce fait, l'équation de l'onde diffusante a l'avantage d'avoir comme variable d'état la hauteur d'eau de la rivière qui est directement mesurée contrairement au débit.Dans ces travaux, une double échelle spatio-temporelle est introduite pour prendre en compte l'échelle de la physique (petite échelle) et celle des observations (grande échelle). Les variations de la largeur sont négligeables à l'échelle de la physique, ce qui n'est pas le cas à l'échelle des observations. Une équation de l'onde diffusante adaptée à l'échelle des observations spatiales est établie. Cette nouvelle équation de l'onde diffusante prend en compte les variations de la largeur grâce à deux termes additionnels par rapport à l'équation classique.Une étude numérique met en avant que l'équation à l'échelle des observations estime avec une meilleure précision la pente de la surface libre et donc le débit par rapport à l'équation classique. Un des termes additionnels de l'équation à l'échelle des observations est aussi mis en avant grâce à une quantification de l'importance des termes d'un dictionnaire basée sur une régression parcimonieuse.Pour obtenir une estimation de la hauteur du fond et du coefficient de friction (non-observés par les satellites d'altimétrie), les données altimétriques sont assimilées dans les modèles hydrodynamiques en minimisant une fonction coût basée sur l'écart entre la hauteur modélisée et la hauteur mesurée. La qualité de cette assimilation de données dépend notamment de l'estimation de la covariance de l'erreur d'ébauche, i.e. erreur entre la valeur d'ébauche et la vraie valeur du paramètre, qui préconditionne la hessienne de la fonction coût. Cependant, cette covariance est couramment définie de manière empirique.Ainsi, ces travaux proposent une méthode pour estimer la covariance de l'erreur d'ébauche et la longueur de corrélation à partir des équations de la physique (équations de l'onde diffusante dans le cas présent) en utilisant les noyaux de Green.Ces nouveaux opérateurs ainsi que la longueur de corrélation consistante avec la physique couplée avec un noyau exponentiel décroissant donnent de meilleurs résultats que les opérateurs empiriques. Note de contenu : Introduction 1. Données satellitaires, modélisations d’écoulements fluviaux et problèmes inverses 1.1 Altimétrie spatiale et données satellitaires 1.2 Modélisation mathématique des écoulements 1.3 Problèmes inverses et assimilation de données 2. Generation and analysis of stage-fall-discharge laws from coupled hydrological-hydraulic river network model integrating sparse multi-satellite data 2.1 Introduction 2.2 Flow models and observables 2.3 Study zone and calibrated river network model 2.4 SFD calibration and analysis 2.5 Discussions 2.6 Conclusion 3. Double-scale diffusive wave equations dedicated to spatial rivers observations 3.1 Introduction 3.2 Derivation of the double-scale diffusive wave model 3.3 Numerical results 3.4 Quantification of each term importance 3.5 Conclusion 4. Covariance operators investigation from diffusive wave equations for data assimilation in hydrology 4.1 Introduction 4.2 Variational Data Assimilation based on classical covariance operators 4.3 Covariance operators from Green-like kernels of the double scale diffusive wave equations 4.4 Inference of the bathymetry zb(x) using the physically-derived covariance operators 4.5 Inference of the pair (zb, Ks)(x) from lower quality data 4.6 Conclusion 5. Travaux en perspectives et conclusion générale 5.1 Travaux en perspectives 5.2 Conclusion Numéro de notice : 26907 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Mathématiques et Applications : Toulouse : 2022 Organisme de stage : Institut de Mathématiques de Toulouse IMT nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 14/10/2022 En ligne : https://hal.science/tel-03630148v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101921

On the TEC bias of altimeter satellites / Francisco Azpilicueta in Journal of geodesy, vol 95 n° 10 (October 2021)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 95 n° 10 (October 2021) . - n° 114 Titre : On the TEC bias of altimeter satellites Type de document : Article/Communication Auteurs : Francisco Azpilicueta, Auteur ; Bruno Nava, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 114 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] données DORIS [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] données Topex-Poseidon [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] teneur totale en électrons [Termes IGN] traitement de données GNSS Résumé : (auteur) TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2 and Jason-3 altimeter missions have provided 27 + years of uninterrupted Total Electron Content (TEC) measurements since 1992, with unprecedented precision. Nevertheless, the issue of a possible systematic bias in the data was identified immediately after first TOPEX measurements were compared with measurements from other sources. The bias issue has remained open for decades, and it has increased in complexity because each new mission had its different bias. The purpose of this paper is to assess the problem of TEC bias of altimeters. Two approaches have been followed. The first one relied on the TEC data series of the four altimeters to determine inter-mission systematic biases using the last available data versions for each mission. The second approach consisted of inspecting the missions’ official reports to trace changes of the inter-mission and inter-version biases, including biases relative to DORIS ionospheric measurements. Both approaches have converged and resulted in the determination of a reference frame where missions, instruments and ionospheric reference levels could be compared. This reference frame was also used to analyze results published in representative papers during the last decades, including ionospheric data from the ENVISAT mission. This reference frame could help to assess TEC levels of the announced new data version of Jason-2, Jason-3 and the imminent Jason-CS/Sentinel missions. The main conclusion of this work is that Jason-1, ‘E’ data version, defines a TEC reference level which is compatible with most of the results found in the literature. Numéro de notice : A2021-747 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-021-01564-y Date de publication en ligne : 04/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-021-01564-y Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98706 [article]

Comparison and evaluation of high-resolution marine gravity recovery via sea surface heights or sea surface slopes / Shengjun Zhang in Journal of geodesy, vol 95 n° 6 (June 2021)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 95 n° 6 (June 2021) . - n° 66 Titre : Comparison and evaluation of high-resolution marine gravity recovery via sea surface heights or sea surface slopes Type de document : Article/Communication Auteurs : Shengjun Zhang, Auteur ; Adili Abulaitijiang, Auteur ; Ole Baltazar Andersen, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 66 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] géodésie marine [Termes IGN] gravimétrie en mer [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] image Cryosat [Termes IGN] relief sous-marin [Termes IGN] SARAL [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] surface de la mer Résumé : (auteur) There are two dominating approaches of modeling the marine gravity field based on satellite altimetry observations. In this study, the marine gravity field is determined in four selected areas (Northwestern Atlantic, Hawaii ocean area, Mariana Trench area, and Aegean Sea) by using exact same input datasets but different methods which are based on sea surface height (SSH) and sea surface slope (SSS), respectively. The impact of the methodology is evaluated by conducting validations with shipborne gravity observation. The CryoSat-2, Jason-1/2, and SARAL/Altika geodetic mission data (similarly 3-year-long time series) are firstly retracked by the two-pass retracker. After that, the obtained SSHs are used for the derivation of geoid undulations and vertical deflections, and then for the resulting marine gravity field separately. The validation results indicate that the SSH-based method has advantages in robustly estimating marine gravity anomalies near the coastal zone. The SSS-based method has advantages over regions with intermedium ocean depths (2000–4000 m) where seamounts and ridges are found, but obvious disadvantages when the ocean currents flow along the north–south direction (e.g., western boundary currents) or the topography features north–south directional trenches. In the deep ocean where the seafloor topography is plain and smooth, the two methods have similar accuracy. Numéro de notice : A2021-433 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-021-01506-8 Date de publication en ligne : 27/05/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-021-01506-8 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97799 [article]

Accurate sea surface heights from Sentinel-3A and Jason-3 retrackers by incorporating high-resolution marine geoid and hydrodynamic models / Mir Abolfazl Mostafavi in Journal of geodetic science, vol 11 n° 1 (January 2021)  

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Self-consistent determination of the Earth’s GM, geocenter motion and figure axis orientation / Alexandre Couhert in Journal of geodesy, vol 94 n° 12 (December 2020)  

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Evaluations of the significant wave height products of HY-2B satellite radar altimeters / Yongjun Jia in Marine geodesy, Vol 43 n° 4 (July 2020)  

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Estuaries and coastal zones / Jiayi Pan (2020)  

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Sea level prediction in the Yellow Sea from satellite altimetry with a combined least squares-neural network approach / Jian Zhao in Marine geodesy, vol 42 n° 4 (July 2019)  

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Evaluation of the IRI-2016 and NeQuick electron content specification by COSMIC GPS radio occultation, ground-based GPS and Jason-2 joint altimeter/GPS observations / Iurii Cherniak in Advances in space research, vol 63 n° 6 (15 March 2019)  

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Computation of GPS P1–P2 differential code biases with JASON-2 / Gilles Wautelet in GPS solutions, vol 21 n° 4 (October 2017)  

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Extension of satellite altimetry Jason-2 sea level anomalies towards the Red Sea coast using polynomial harmonic techniques / A. M. Taqi in Marine geodesy, vol 40 n° 5 (September 2017)  

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Multi-technique combination of space geodesy observations: Impact of the Jason-2 satellite on the GPS satellite orbits estimation / Myriam Zoulida in Advances in space research, vol 58 n° 7 (October 2016)  

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The International DORIS Service (IDS) : Recent developments in preparation for ITRF2013 / Pascal Willis (2016)  

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