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Improving MEMS-IMU/GPS integrated systems for land vehicle navigation applications / S. Sasani in GPS solutions, vol 20 n° 1 (January 2016)  

Public [article]  inGPS solutions > vol 20 n° 1 (January 2016) . - pp 89 - 100 Titre : Improving MEMS-IMU/GPS integrated systems for land vehicle navigation applications Type de document : Article/Communication Auteurs : S. Sasani, Auteur ; Jamal Asgari, Auteur ; Ali Reza Amiri-Simkooei, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 89 - 100 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] attitude and heading reference system AHRS [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] GPS-INS [Termes IGN] microsystème électromécanique [Termes IGN] orientation de véhicule Résumé : (Auteur) The cost of inertial navigation systems (INS) has decreased significantly during recent years using micro-electro-mechanical system technology in production of inertial measurement units (IMUs). However, these IMUs do not provide the accuracy and stability of their classical mechanical counterparts which limit their applications. Hence, the error control of such systems is of the great importance which is achievable using external information via an appropriate fusion algorithm. Traditionally, this external information can be derived from global positioning system (GPS). But it is well known that GPS data availability and accuracy are vulnerable to signal-degrading circumstances and satellite visibility. We introduce a standalone attitude and heading reference system (AHRS) algorithm which employs the IMU and magnetometers data in an averaging manner. The averaging method is different from a simple smoothing procedure, since it takes the rotations of the platform (during the averaging interval) into account. The proposed AHRS solution is further used to provide additional attitude updates with adaptive noise variances for the integrated INS/GPS system during GPS outages via a refined loosely coupled filtering procedure, making the error growth well restrained. Functionality of the algorithm has been assessed via a field test. The results indicate that the proposed procedure outperforms the traditional integration scheme in different situations, while the latter almost loses track of the movements of the vehicle after 60-second GPS outages. Numéro de notice : A2016-604 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1007/s10291-015-0471-3 En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/s10291-015-0471-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=81803 [article]

Etude de modèles prédictifs dans un réseau de stations GPS permanentes / Jamal Asgari (2005)  

Public Titre : Etude de modèles prédictifs dans un réseau de stations GPS permanentes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jamal Asgari, Auteur ; Michel Kasser , Directeur de thèse ; Alain Harmel, Directeur de thèse Editeur : Paris, Meudon et Nançay : Observatoire de Paris Année de publication : 2005 Importance : 205 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse de doctorat de l'Observatoire de Paris en Astronomie et astrophysique, mention géodésie, école doctorale astronomie & astrophysique d'ile de France Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] collocation [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] krigeage [Termes IGN] Matlab [Termes IGN] modèle conceptuel de données spatio-temporelles [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] propagation ionosphérique [Termes IGN] propagation troposphérique [Termes IGN] retard troposphérique [Termes IGN] teneur totale en électrons [Termes IGN] traitement de données GNSS Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Nous avons réalisé cette thèse en deux parties. Les motivations de la première partie de l'étude sont : l'investigation de la modélisation spatiale et temporelle des erreurs du GPS et l'étude de leur validité, en mettant l'accent sur les applications temps réel de réseau et les traitements non différentiels. Dans la deuxième partie, il s'agit de la théorie des traitements non différentiels, le Positionnement Ponctuel Précis (PPP), et le développement dans l'IDE de MATLAB de GPSS, logiciel de PPP. Les réseaux GPS sont en train de se développer rapidement dans le monde. En France, le service public de l'IGN (Institut Géographique National) a établi le Réseau GPS Permanent RGP1. Ses applications touchent différents domaines à différents niveaux de précision. Les applications en temps réel (DGPS, RTK) du RGP sont l'un des objectifs principaux de l'IGN. Dans ce concept, il faut gérer ou éliminer les biais correctement. Dans cette étude l'utilisation multi-référence du réseau avec l'établissement de modèles d'interpolation des différentes erreurs affectant les mesures GPS est examinée. Les méthodes de filtrage comme le filtrage de Kalman, la collocation et le krigeage sont étudiées. L'ionosphère affecte les ondes électromagnétiques en induisant un délai de transmission additionnel. Cet effet dépend du contenu total en électrons (TEC)2 et de la fréquence des ondes. Les méthodes de modélisation de l'ionosphère, employant les données des réseaux GPS, ont été beaucoup étudiées ces dernières années. L'analyse spectrale des moindres carrés (LSSA3) est appliquée aux séries temporelles correspondant aux valeurs de TEC de quatre années. Ces données sont obtenues à partir des modèles ionosphériques calculés par le logiciel de Berne pour les stations du RGP. Nous avons écrit les codes MATLAB nécessaires pour exploiter ces données, pour leur analyse spectrale, ainsi que pour l'établissement d'un modèle de prédiction. Ces analyses montrent que le spectre des données contient des périodes de 1 jour, 12 heures et 8 heures. Pour le positionnement absolu à partir du code, la validité de plusieurs modèles ionosphériques est étudiée, en examinant leur efficacité sur les données GPS réelles. En outre une nouvelle méthode d'établissement d'une grille ionosphérique pour la prévision du TEC est présentée. Ce modèle est basé sur les résultats de l'analyse spectrale des moindres carrés d'une série de quatre ans de données ionosphériques. Les grilles prédites pourront être diffusées par Internet pour des utilisations mono-fréquence du GPS. Les essais numériques d'interpolation par collocation et krigeage sont réalisés pour la partie résiduelle du délai troposphérique. L'interpolation des autres erreurs peut être effectuée de façon similaire. GPSS4 est un logiciel de Positionnement Ponctuel Précis (PPP) qui utilise les données brutes au format RINEX5 et les éphémérides précises. Avec cette méthode, en plus du positionnement absolu, nous pouvons estimer la valeur totale du délai troposphérique. Avec l'arrivée de la nouvelle fréquence L5 et les améliorations des orbites pour le temps réel cette méthode est très prometteuse. Développer le logiciel dans l'environnement de MATLAB présente l'avantage de la rapidité des tests et de la programmation scientifique avec ce langage. Nous avons développé toutes les fonctions nécessaires `a ces calculs, plus des utilitaires de visualisation des données et des résultats. A la différence du positionnement relatif, les erreurs corrélées ne sont pas éliminées dans le PPP. Les fonctions de calcul de ces corrections (”Phase Wind Up”, excentricité de phase du satellite, correction de marée terrestre, etc. ) font partie du logiciel. Note de contenu : 1 Introduction 1ere PARTIE 2 Les signaux GPS 2.1 NAVSTAR GPS 2.2 Principe de fonctionnement 2.3 Les ondes électromagnétiques 2.4 Caractéristiques des signaux GPS 2.4.1 Les codes PRN 2.4.2 Message radiodiffusé 2.4.3 Structure détaillée du signal 2.5 Les récepteurs GPS 2.6 Les observables 3 Les réseaux permanents 3.1 Introduction 3.2 Réseau IGS 3.2.1 IGS : Structure et aspect opérationnel 3.3 Réseau Permanent Européen EUREF 3.4 Réseau GPS Permanent RGP 3.5 Réseau GPS permanent dans les alpes REGAL 4 Erreurs et biais des mesures GPS 4.1 Introduction 4.2 Les effets atmosphériques 4.3 Erreurs d'orbite et horloge des satellites 4.3.1 Les orbites précises de l'IGS 4.3.2 Interpolation de Lagrange 4.4 Effet relativiste 4.5 Décalage du centre de phase des satellites 4.6 Variation du centre de phase du récepteur 4.7 Phase wind up 4.8 Délai différentiel de groupe TGD et biais différentiel de code 4.9 Effet de marée terrestre 4.10 Effet de surcharge océanique 4.11 Bruit du récepteur 4.12 Multi-trajet 4.13 Saut de cycle 4.13.1 Combinaison des mesures pour la détection des sauts de cycle 5 Délai ionosphérique 5.1 Introduction 5.1.1 Indice de réfraction de l'ionosphère 5.1.2 Délai de groupe ionosphérique 5.2 Modélisation de l'ionosphère 5.2.1 Modèle ionosphérique radiodiffusé de Klobuchar 5.3 Calcul du retard ionosphérique `a partir des mesures GPS 5.3.1 Combinaison indépendante de la géométrie 5.3.2 Modèle ionosphérique avec simple couche 5.3.3 Modèle local 5.3.4 Modèle global 5.3.5 Modèle ionosphérique tomographique 5.3.6 Comparaison de différents modèles ionosphériques 5.3.7 Test de validité des modèles ionosphériques 5.4 Modèle prédictif ionosphérique à base d'analyse spectrale des moindres carrés 5.4.1 Analyse spectrale des moindres carrés 5.4.2 La transformation des moindres carrés 5.4.3 Spectre des moindres carrés 5.4.3.1 LSS : estimation indépendante 5.4.4 Données ionosphériques et stratégie d'analyse LSS 5.4.5 Analyse LSS des données ionosphériques 5.4.6 LSS des données sans retrait de tendance 5.4.7 LSS des données avec retrait de tendance linéaire 5.4.8 Construction du modèle harmonique 5.4.9 Prévision d'erreurs ionosphériques 5.4.10 Etablissement d'une grille de prédiction ionosphérique 6 Délai troposphérique 6.1 Introduction 6.2 Les modèles de troposphère 6.2.1 Le modèle de Saastamoinen 6.2.2 Le modèle de Hopfield 6.2.3 Le modèle troposphérique de l'OTAN 6.3 Les fonctions d'élévation 6.3.1 Fonction de Marini 6.3.2 Fonction de Chao 6.3.3 Fonction de Herring 6.3.4 Fonction de Niell 6.4 Allongement troposphérique et GPS 6.4.1 Estimation du délai troposphérique par GPS 6.5 Interpolation des erreurs de réseau 6.5.1 Krigeage 6.5.1.1 Krigeage ordinaire 6.5.1.2 Krigeage universel 2e PARTIE 7 Positionnement Ponctuel Précis 7.1 Introduction 7.2 Le modèle mathématique 7.3 Filtrage de Kalman 7.3.1 Les équations du filtre de Kalman classique 7.3.2 Filtre de Kalman étendu 7.3.3 Modèle discret de Gauss-Markov 7.3.4 Modèle dynamique 7.3.4.1 Modèle dynamique étendu 7.4 Poids des mesures 7.5 Mise en oeuvre du filtre 7.6 ITRF 7.6.1 ITRF et GPS 7.7 Corrections du positionnement non différentiel 7.7.1 Effets satellitaires 7.7.2 Effets de déplacement du site 7.8 PPP monofréquence 7.9 Présentation de la boîte à outils MATLAB 7.9.1 Le logiciel GPSS Version 1.00 7.9.2 Les fonctions de GPSS 7.10 Analyses numériques 7.10.1 Traitement journalier 7.10.2 Traitement d'une semaine 7.10.3 Estimation de la troposphère 7.10.4 Application aux mouvements de la croûte terrestre 7.10.5 Traitement mono fréquence 7.10.6 Positionnement cinématique 7.10.7 Trajectographie cinématique 8 Conclusions et perspectives Numéro de notice : 13594 Affiliation des auteurs : LAREG (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Géodésie : Observatoire de Paris : 2005 Organisme de stage : LAREG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-02071417 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=45205