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Titre : Precise relative positioning of formation flying spacecraft using GPS Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Remco Kroes, Auteur Editeur : Delft : Netherlands Geodetic Commission NGC Année de publication : 2006 Collection : Netherlands Geodetic Commission Publications on Geodesy, ISSN 0165-1706 num. 61 Importance : 163 p. Format : 17 x 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-90-6132-296-2 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] compensation Lambda
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] GRACE
[Termes IGN] image TerraSAR-X
[Termes IGN] mesurage de pseudo-distance
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] navigation spatiale
[Termes IGN] orbitographie par GNSS
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] qualité des données
[Termes IGN] résolution d'ambiguïté
[Termes IGN] signal GPSIndex. décimale : 30.70 Navigation et positionnement Résumé : (Auteur) Spacecraft formation flying is currently considered as a key technology for advanced space missions. Compared to large individual spacecraft, the distribution of Sensor systems amongst multiple platforms offers improved flexibility and redundancy, shorter times to mission and the prospect of being more cost effective. Besides these advantages, satellite formations in low Earth orbit provide advanced science opportunities that cannot, or not easily, be realized with single spacecraft. One of the fundamental issues of spacecraft formation flying is the determination of the relative state (position and velocity) between the satellite vehicles within the formation. Knowledge of these relative states in (near) real-time is important for operational aspects. In addition, some of the scientific applications, such as high resolution interferometry, require an accurate post-facto knowledge of these States. The goal of this dissertation is therefore to develop, implement and test a method for high precise post-facto relative positioning of formation flying spacecraft, using GPS observation data. The need for such a methodology comes from scientific satellite formation flying missions that are currently being planned. A good example here is the Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry formation consisting of the TerraSAR-X and TanDEM-X satellites. The primary mission objective here requires the relative position to be known within a 2 mm precision (1-dimensional).
GPS receivers are often considered as the primary instruments for precise relative navigation in future satellite formation flying missions. As is commonly known, precise relative positioning between GPS receivers in geodetic networks is exercised on a routine basis. Furthermore, GPS receivers are already frequently used onboard satellites to perform all kinds of navigational tasks, are suitable for real-time applications and provide measurements with a 3-dimensional nature.
Previous studies carried out in this research area focussed on the real-time or operational aspects, and all used GPS data obtained from software or hardware-in-the-loop simulations. This dissertation clearly distinguishes itself due to the fact that the developed methodology has been tested using real-world GPS data from the GRACE mission, which in addition also provides a precise way to validate the obtained results by means of the GRACE K/Ka-Band Ranging System (KBR) observations.
One of the key aspects of any GPS positioning application is the quality of the observation data used. To this extent an in-flight performance analysis of the used GRACE (and CHAMP) GPS data bas been carried out. The results show that the GRACE GPS pseudorange observations, on the individual frequencies, are subject to systematic errors in the order of 10-15 cm. Furthermore, an assessment of the noise of both the GPS pseudorange and carrier phase data demonstrates that the noise of the GRACE B observation data is significantly lower.
When using GPS for precise relative spacecraft positioning, the trajectory or orbit of one of the spacecraft, serving as the reference, has to be known to the best possible extent. In order to facilitate this, a total of three precise orbit determination strategies, using undifferenced ionosphere free GPS pseudorange and carrier phase observations, have been implemented and tested. They comprise a kinematic and reduced dynamic batch LSQ estimation method, as well as an extended Kalman filter/smoother (EKF), that also form the conceptual basis for the relative spacecraft positioning strategies. Each of the precise orbit determination concepts has been tested using GPS data from the CHAMP and GRACE missions. The reduced dynamic batch LSQ orbits were validated with Satellite Laser Ranging data, where the residuals showed an RMS of 3-4 cm.
Out of a total of four possible processing strategies that have been identified for relative spacecraft positioning, only an extended Kalman filter/smoother has proven to work satisfactorily when tested on the real-world GRACE GPS data. The EKF processes single difference GPS pseudorange and carrier phase observations and uses (pseudo) relative spacecraft dynamics to propagate the relative satellite state over the observation epochs. Despite its single difference parametrization the EKF can still resolve and incorporate the integer double difference carrier phase ambiguities, which is commonly regarded as, and has proven to be in this dissertation, the key to precise GPS based relative positioning. Estimation of the integer ambiguities is accomplished by the well known Least Squares Ambiguity Decorrelation Adjustment (LAMBDA) method. Due to the presence of systematic errors in the GRACE GPS data, a relatively conservative validation of the estimated integer ambiguity parameters was found to be required prior to their incorporation in the filter. When validating the daily ambiguity fixed GRACE relative position solutions from the EKF with the KBR observations, it has been shown that an actual overall relative position precision of 0.9 mm (1-dimensional) over a 101 day data arc is achieved. This dissertation is the first that proves that such precision can be truly obtained for real-world relative spacecraft positioning applications.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Spacecraft formation flying using GPS
1.2 Research objective and motivation
1.3 The CHAMP and GRACE satellite missions
1.4 Outline
2 GPS observations
2.1 Observation types
2.3 Linear data combinations
2.4 Linearization for positioning
2.5 Relative positioning models
2.6 GPS data quality
3 Precise orbit determination
3.1 GPS orbit and clock products
3.2 Reference frame transformations.
3.3 Kinematic orbit determination.
3.4 Reduced dynamic orbit determination
3.5 GHOST toolkit
3.6 POD results
4 Relative spacecraft positioning
4.1 Integer ambiguity resolution
4.2 Proposed processing strategies
4.3 Details of the extended Kalman filter
4.4 Extended Kalman filter results.
4.5 Some words on
5 Conclusions and outlookNuméro de notice : 15179 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère DOI : sans En ligne : https://www.ncgeo.nl/downloads/61Kroes.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55089 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15179-01 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 15179-02 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Simulations numériques de mesures laser de distance entre la Terre et une sonde en orbite autour de Mars, amélioration de la détermination du champ de gravité de la planète / Jonathan Renault (2006)
Titre : Simulations numériques de mesures laser de distance entre la Terre et une sonde en orbite autour de Mars, amélioration de la détermination du champ de gravité de la planète Type de document : Mémoire Auteurs : Jonathan Renault, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2006 Importance : 130 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle des ingénieurs diplômés de l'ENSG 2ème année (IT2)Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Astrophysique
[Termes IGN] champ gravifique
[Termes IGN] données laser
[Termes IGN] Mars (planète)
[Termes IGN] mesurage de distances
[Termes IGN] orbite képlerienne
[Termes IGN] simulation numérique
[Termes IGN] sonde spatiale
[Termes IGN] télémétrie laserIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Afin d'améliorer la détermination des termes du champ de Gravité martien, nous nous intéressons aux mesures LASER de distance. Les mesures utilisées actuellement sont des mesures Doppler. Celles-ci ne peuvent être réalisées que dans certaines configurations, ce qui implique une absence de suivi dans les observations. Nous souhaitons étudier l'apport éventuel des mesures LASER en complément de ces mesures Doppler. C'est pourquoi, nous avons développé un code numérique qui détermine la fonction de mesure LASER, ainsi que ses dérivées partielles, ce qui permet une approche par moindres carrés. Afin de développer ce code, nous nous sommes intéressés aux variations de position, par rapport à une orbite képlérienne, du satellite en orbite autour de Mars. Puis nous avons explicité la fonction de mesure étudiée et ses dérivées partielles par rapport aux termes du champ de Gravité et de marées. Une fois les étapes de validation du code effectuées, nous avons commencé les premiers tests, qui concernent la précision des résultats obtenus à partir de mesures LASER simulées et l'évolution de l'erreur sur la détermination des termes du champ de Gravité et de marées au cours du temps. Ces tests ont pour objectif de valider la possible utilisation de telles mesures pour déterminer les termes variables du champ de Gravité. Ils s'appuient sur des mesures simulées, puisque jusqu'à présent aucune mesure de ce type n'a encore été mise en oeuvre. Les premiers résultats obtenus semblent valider une possible utilisation des mesures LASER. L'erreur obtenue sur la détermination des termes du champ de Gravité permet l'étude des termes variables de ce champ. Autre avantage, la qualité de la mesure n'apparaît pas dépendante de l'orientation ligne de visée plan de l'orbite, ce qui est un gain important par rapport aux mesures Doppler. Reste à étudier la complémentarité entre ces deux mesures (gain en précision et en suivi des observations grâce à la conjugaison des deux mesures ?). Note de contenu : 1. Dynamique orbitale d'un satellite autour de Mars
- Généralités sur les éléments orbitaux d'un satellite
- Perturbation de l'orbite et variation des éléments orbitaux
- La fonction de mesure
2. Etude de l'orbite képlerienne de la sonde en orbite autour de Mars
- Configuration du problème
- Loi de variation de la position du satellite en orbite képlérienne
- Effets engendrés sur les mesures LASER par le mouvement képlérien
3. Etude des perturbations de la position du satellite en orbite autour de Mars
- Variation des éléments orbitaux en fonction des composantes du champ de Gravité et du champ de marées :
a) Principe b) Méthode de Kaula c) Variation saisonnière des termes Jt
- Variations de la position du satellite en fonction des variations des éléments orbitaux
- Expression de la fonction de mesure
4. Obtention des dérivées partielles de la fonction de mesure et inversion par moindres carrés
5. Analyse des résultats et présentation du code développé
- Présentation du code développé sous Matlab
- Variation des éléments orbitaux
- La fonction de mesure et les variations de position du satellite
- Validation des dérivées partielles de la fonction de mesure par rapport aux termes du champ de gravité et de marées
- Analyse des résultats obtenusNuméro de notice : 23990 Affiliation des auteurs : IGN (1940-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Observatoire Royal de Belgique ORB Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=51560 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 23990-01 PROJET Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible Environnement : que cherchent les chercheurs ? / Françoise de Blomac in SIG la lettre, n° 72 (décembre 2005)
[article]
Titre : Environnement : que cherchent les chercheurs ? Type de document : Article/Communication Auteurs : Françoise de Blomac, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 14 - 15 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Infrastructure de données
[Termes IGN] acquisition de données
[Termes IGN] agrégation spatiale
[Termes IGN] albedo
[Termes IGN] coût
[Termes IGN] données environnementales
[Termes IGN] image Landsat
[Termes IGN] INSPIRE
[Termes IGN] métadonnées géographiques
[Termes IGN] Meteosat
[Termes IGN] modèle conceptuel de données localisées
[Termes IGN] précision des données
[Termes IGN] risque environnemental
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] risque sanitaireRésumé : (Auteur) Mi-novembre, une soixantaine de scientifiques se sont réunis pendant 3 jours à Montpellier dans le cadre du réseau PEER. A l'aube du lancement du 7ème programme cadre de la recherche européenne (PCRD), ces spécialistes venus de toute l'Europe ont pris le temps de faire mieux connaissance et d'échanger leurs expériences. Ils espèrent ainsi dégager des idées fortes à mettre en avant dans le montage de leurs prochains dossiers. Accès aux données, intégration des données, validation des modèles ... les domaines à étudier ne changent guère au cours des années. Numéro de notice : A2005-507 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : GEOMATIQUE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27643
in SIG la lettre > n° 72 (décembre 2005) . - pp 14 - 15[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 286-05101 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible L'étude et l'observation de la terre en France en 2005 / G. Begni in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection, n° 179 (Décembre 2005)
[article]
Titre : L'étude et l'observation de la terre en France en 2005 Type de document : Article/Communication Auteurs : G. Begni, Auteur ; C. Combaz, Auteur ; Delphine Fontannaz, Auteur ; M. Leroy, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 28 - 39 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Technologies spatiales
[Termes IGN] aérosol
[Termes IGN] base de données localisées
[Termes IGN] catastrophe naturelle
[Termes IGN] Cosmo-Skymed
[Termes IGN] Demeter (microsatellite)
[Termes IGN] DORIS
[Termes IGN] ENVISAT
[Termes IGN] France (géographie physique)
[Termes IGN] Helios
[Termes IGN] HRG (capteur)
[Termes IGN] HRS (capteur)
[Termes IGN] HRV (capteur)
[Termes IGN] image SPOT 5
[Termes IGN] incendie de forêt
[Termes IGN] Jason
[Termes IGN] microsatellite
[Termes IGN] modèle numérique de terrain
[Termes IGN] Myriade
[Termes IGN] nuage
[Termes IGN] observation de la Terre
[Termes IGN] océanographie spatiale
[Termes IGN] Orfeo
[Termes IGN] Parasol (satellite)
[Termes IGN] Pleiades-HR
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] radiomètre
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] satellite militaire
[Termes IGN] SMOS
[Termes IGN] SPOT2
[Termes IGN] SPOT4
[Termes IGN] SPOT5
[Termes IGN] TOPEX-Poseidon
[Termes IGN] tsunami
[Termes IGN] Vegetation (capteur)Résumé : (Auteur) Les activités françaises sont caractérisées par d'importants investissements scientifiques, industriels et financiers destinés à concevoir, mettre en oeuvre et exploiter des systèmes dans lesquels la composante spatiale joue un rôle prépondérant. En 2005, le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) a alloué 22% de son budget aux programmes en faveur du développement durable et au secteur scientifique (domaines qui concernent directement la télédétection et l'observation de la Terre), soit respectivement 117,8 et 117,9 millions d'euros. Pour l'observation de la Terre uniquement, le budget national français s'est élevé approximativement à 127 millions d'euros pour le secteur de la défense, et à 83 millions d'euros pour la part nationale hors défense. Numéro de notice : A2005-556 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27692
in Revue Française de Photogrammétrie et de Télédétection > n° 179 (Décembre 2005) . - pp 28 - 39[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 018-05031 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible A method for the surface reflectance retrieval from PROBA/CHRIS data over land: application to ESA SPARC campaigns / L. Guanter in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 43 n° 12 (December 2005)
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[article]
Titre : A method for the surface reflectance retrieval from PROBA/CHRIS data over land: application to ESA SPARC campaigns Type de document : Article/Communication Auteurs : L. Guanter, Auteur ; Luis Alonso, Auteur ; J. Moreno, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 2908 - 2917 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] campagne d'observations
[Termes IGN] correction atmosphérique
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] image multiangulaire
[Termes IGN] image PROBA-CHRIS
[Termes IGN] PROBA
[Termes IGN] réflectance de surface
[Termes IGN] transfert radiatifRésumé : (Auteur) The Compact High Resolution Imaging Spectrometer (CHRIS) onboard the Project for On-Board Autonomy (PROBA) platform system provides the first high spatial resolution hyperspectral/multiangular remote sensing data from a satellite system, what represents a new source of information for Earth Observation purposes. A fully consistent radiative transfer approach is always preferred when dealing with the retrieval of surface reflectance from hyperspectral/multiangular data. However, due to the reported calibration anomalies for CHRIS data, a direct atmospheric correction based on physical radiative transfer modeling is not possible, and the method must somehow compensate for such calibration problems in specific wavelength ranges. A dedicated atmospheric correction algorithm for PROBA/CHRIS data over land is presented in this work. It consists in the combination of radiative transfer and empirical line approaches to atmospheric correction, in order to retrieve surface reflectance images free from both the atmospheric distortion and artifacts due to miscalibration. The atmospheric optical parameters and the updated set of calibration coefficients are obtained jointly in an autonomous process, without the need for any ancillary data. Results from the application of the algorithm to PROBA/CHRIS data from the two European Space Agency SPectra bARrax Campaign (SPARC) held at the Barrax study site (La Mancha, Spain) in 2003 and 2004 are presented in this work, focusing on the validation of the final surface reflectance using in situ measurements acquired simultaneously to PROBA overpasses. Numéro de notice : A2005-512 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2005.857915 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2005.857915 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27648
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 43 n° 12 (December 2005) . - pp 2908 - 2917[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 065-05121 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Southern Africa as a remote sensing test bed : the SAFARI 2000 special issue overview / J.L. Privette in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 26 n° 19 (October 2005)
PermalinkDefining a DORIS core network for Jason-1 precise orbit determination based on ITRF2000 : methods and realization / Pascal Willis in Journal of geodesy, vol 79 n° 6-7 (September - October 2005)
PermalinkNaviguer dans le monde sans fil : un aperçu de l'influence exercée par la technologie sans fil sur les topographes / N. Pugh in XYZ, n° 104 (septembre - novembre 2005)
PermalinkPermalinkGalileo test user segment: first achievements and application / M. Hollreiser in GPS world, vol 16 n° 7 (July 2005)
PermalinkApplication of SeaWinds scatterometer and TMI-SSM/I rain rates to hurricane analysis and forecasting / R. Atlas in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 59 n° 4 (June - July 2005)
PermalinkPermalinkThe Cryosat data products: their generation, in-situ validation and applications / R. Francis in ESA bulletin, n° 122 (May 2005)
PermalinkPermalinkPermalinkHigh-resolution current field mapping from aircraft and satellites: the potential of along-track SAR interferometry / R. Romeiser in Geoinformatics, vol 8 n° 2 (01/03/2005)
PermalinkColumbus: ready for the international space station / B. Patti in ESA bulletin, n° 121 (February 2005)
PermalinkPermalinkPermalinkRadarsat-2 to be launched in 2005: features and applications of Canada's second SAR satellite / K. Stephens in GIM international, vol 19 n° 1 (January 2005)
PermalinkPermalinkSpatial resolution and processing tradeoffs for HYDROS: application of reconstruction and resolution enhancement techniques / David G. Long in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 43 n° 1 (January 2005)
PermalinkA review of satellite and airborne sensors for remote sensing based detection of minefields and landmines / B.H. Maathuis in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 25 n° 23 (December 2004)
PermalinkFour years of Landsat-7 on orbit geometric calibration and performance / D. Scott Lee in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 42 n° 12 (December 2004)
PermalinkLandsat-7 ETM+ on-orbit reflective-band radiometric stability and absolute calibration / B.L. Markham in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 42 n° 12 (December 2004)
Permalink