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Entwicklung einer direkten Georeferenzierungseinheit zur Positions- und Orientierungbestimmung leichter UAVs in Eichzeit / Christian Eling (2016)  

Public Titre : Entwicklung einer direkten Georeferenzierungseinheit zur Positions- und Orientierungbestimmung leichter UAVs in Eichzeit Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Christian Eling, Auteur Editeur : Munich : Bayerische Akademie der Wissenschaften Année de publication : 2016 Collection : DGK - C, ISSN 0065-5325 num. 788 Importance : 107 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-7696-5200-0 Note générale : bibliographie Langues : Allemand (ger) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique [Termes IGN] drone [Termes IGN] géoréférencement direct [Termes IGN] GPS-INS [Termes IGN] magnétomètre [Termes IGN] onde porteuse [Termes IGN] photogrammétrie aérienne [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] système de numérisation mobile Résumé : (auteur) In recent years, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have been used increasingly as mobile mapping platforms for kinematic applications in the field of geodesy. For this purpose a UAV is usually equipped with a mapping sensor, such as a camera or a laserscanner. A major step to make the collected data useful for surveying applications is the georeferencing, which associates the images or range measurements and the derived products (point clouds, orthofotos, 3D models) with a spatial reference. In this dissertation the development of a direct georeferencing system for real-time position and attitude determination of lightweight UAVs is presented. The term „direct" means that the georeferencing is based on an onboard multi-sensor system. Sensors, which are typically used in this context, are GPS (Global Positioning System) receivers, inertial sensors and magnetometers. For geodetic UAV-applications Micro-UAVs are usually applied, which have a weight limit of 5 kg. Therefore, weight, size and power supply constraints play an important role here. As a result of these limitations inertial sensors based on MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology are mostly used. This technology enables the compliance with size and weight limits, but it also leads to significant drift effects in the position and attitude determination after a short period of time. To bound these drift effects and to be able to provide high accuracies (e.g. position: 5 cm, attitude: 0.5 deg) in the direct georeferencing of a Micro-UAV, a high availability of precise GPS carrier phase measurements is crucially important. As a consequence the following aspects will be addressed in this dissertation: • GPS carrier phase measurements are ambiguous by an unknown number of integer cycles. These so called ambiguities have to be resolved after every loss of lock of the satellite signals to fully exploit the high accuracies of the carrier phase observables. Since the satellite signals are interrupted frequently during kinematic applications, procedures are developed, implemented and evaluated, which enable a fast ambiguity resolution and allow for a high availability of CPS carrier phase measurements under challenging GPS measurement conditions. • With the aim to realize high accuracies and a high robustness, redundant information from several sensors is integrated in a sensible manner in sensorfusion algorithms In order to be able to deal with challenging GPS measurement conditions, the sensorfusion is realized at the level of GPS raw measurements in a tightly-coupled GPS/MEMS-IMU integration algorithm. In this way GPS carrier phase measurements can even be used, if less than four satellites are visible, which also increases the availability of a precise position estimation. The accuracy improvements of a tightly-coupled over a loosely-coupled integration during challenging GPS measurement conditions are investigated. • The algorithms are implemented on a multi-sensor system, which has been developed for the direct georeferencing of lightweight UAVs in this dissertation. Results of flight tests and measurements with a portable test system demonstrate that the developed direct georeferencing system leads to position accuracies of less than 5 cm and attitude (roll, pitch, yaw) accuracies of less than 0.2 deg, if GPS carrier-phase measurements are available. Overall, this dissertation gives detailed insights into the development of algorithms and a multi-sensor system for the direct georeferencing of lightweight UAVs in real-time. The findings gained in this thesis are not only valid for the position and attitude determination of lightweight UAVs but also for other mobile platforms, such as cars, ships, airplanes or rail-borne vehicles. Therefore, this work makes an important contribution to a current trend in the field of engineering geodesy, where mapping, monitoring and also setting-out is more and more realized using mobile mapping systems. Numéro de notice : 17380 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : Dissertation : : Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn : 2016 DOI : sans En ligne : https://dgk.badw.de/fileadmin/user_upload/Files/DGK/docs/c-788.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84793

UAV real-time: Data use in a lightweight direct georeferencing system / Christian Eling in GPS world, vol 26 n° 11 (November 2015)  

Public [article]  inGPS world > vol 26 n° 11 (November 2015) . - pp 44 - 55 Titre : UAV real-time: Data use in a lightweight direct georeferencing system Type de document : Article/Communication Auteurs : Christian Eling, Auteur ; Lasse Klingbeil, Auteur ; Markus Wieland, Auteur ; Erik Heinz, Auteur ; Heiner Kuhlmann, Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : pp 44 - 55 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] drone [Termes IGN] géoréférencement direct [Termes IGN] GPS en mode cinématique [Termes IGN] GPS-INS [Termes IGN] magnétomètre [Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel [Termes IGN] trajectographie par GPS Résumé : (auteur) Direct georeferencing with onboard sensors is less time-consuming for data processing than indirect georeferencing using ground control points, and can supply real-time navigation capability to a UAV. This is very useful for surveying, precision farming or infrastructure inspection. An onboard system for position and attitude determination of lightweight UAVs weighs 240 grams and produces position accuracies better than 5 centimeters and attitude accuracies better than 1 degree. Numéro de notice : A2015--087 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans En ligne : http://gpsworld.com/uav-real-time-data-use-in-a-lightweight-direct-georeferencin [...] Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84804 [article]

Getting closer to everywhere: accurately tracking smartphones indoors / Ramsey Faragher in GPS world, vol 24 n° 10 (October 2013)

Public [article]  inGPS world > vol 24 n° 10 (October 2013) . - pp 43 - 49 Titre : Getting closer to everywhere: accurately tracking smartphones indoors Type de document : Article/Communication Auteurs : Ramsey Faragher, Auteur ; Robert Harle, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 43 - 49 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] accéléromètre [Termes IGN] apprentissage automatique [Termes IGN] gyroscope [Termes IGN] magnétomètre [Termes IGN] microsystème électromécanique [Termes IGN] navigation à l'estime [Termes IGN] navigation pédestre [Termes IGN] odomètre [Termes IGN] positionnement en intérieur [Termes IGN] téléphone intelligent Résumé : (Editeur) [...] What are we to do if we wish to obtain consistently usable positions indoors using a mobile phone? As we will see in this month's column, we can augment or bypass its GPS or GNSS receiver with other unfettered sensing technologies such as gyroscopes and accelerometers. These devices can be made very small using microelectromechanical technology and are already included in some mobile phones. However, there are some issues with these devices for positioning, not the least of which is rapid position drift. We can restrain the drift by using magnetometers, for example - also present in some mobile phones. We can also use radio signals of opportunity to help in the positioning - signals available in the phone such as multi-generation mobile signals, Bluetooth, and Wi-Fi through their signal strength "fingerprints." But is all of this actually feasible? The authors of the article in this month's column have conducted tests of such a multi-system approach to positioning indoors with quite favorable results. Are we at the stage of accurate positioning (and tracking) everywhere? Not quite, but we are getting closer. Numéro de notice : A2013-586 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32722 [article]

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Improving GPS localization with vision and inertial sensing / A. Fakih in Geomatica, vol 63 n° 4 (December 2009)  

Public [article]  inGeomatica > vol 63 n° 4 (December 2009) . - pp 383 - 396 Titre : Improving GPS localization with vision and inertial sensing Type de document : Article/Communication Auteurs : A. Fakih, Auteur ; S. Ng, Auteur ; J. Zelek, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : pp 383 - 396 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] capteur imageur [Termes IGN] centrale inertielle [Termes IGN] données localisées 3D [Termes IGN] fusion de données multisource [Termes IGN] GPS assisté pour la navigation (technologies) [Termes IGN] GPS-INS [Termes IGN] magnétomètre [Termes IGN] méthode robuste [Termes IGN] odomètre [Termes IGN] positionnement par GPS [Termes IGN] réseau de capteurs Résumé : (Auteur) Les capteurs inertiels et les caméras sont deux sources d'odométrie qui fournissent une méthode de localisation en continu lorsque le signal GPS est bloqué à cause d'un brouillage intentionnel ou d'interférence. En outre, ils améliorent la localisation du GPS avec de l'information sur l'orientation (le cap). Même s'il y a plusieurs approches pour fusionner le GPS avec des mesures visuelles et d'inertie, la plupart de ces approches sont encore assujetties à de nombreuses conditions, suppositions et applications précises qui ne garantissent pas la localisation la plus exacte des mesures inférées des capteurs disponibles en tout temps. Nous proposons un cadre approfondi pour fusionner de façon intelligente le GPS avec les données visuelles et les données inertielles en choisissant, de façon automatique et adaptative, la meilleure combinaison de capteurs et le meilleur ensemble de paramètres. Basé sur des hypothèses multiples, notre cadre est une feuille de route pour les systèmes en temps réel qui fournissent une grande exactitude, une robustesse contre les valeurs aberrantes et une variabilité dimensionnelle pour cartographier un grand nombre de points tridimensionnels. Copyright Geomatica Numéro de notice : A2009-554 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT/SOCIETE NUMERIQUE Nature : Article DOI : 10.5623/geomat-2009-0051 En ligne : https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.5623/geomat-2009-0051 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=30183 [article]

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Coherent integration time : the longer, the better / T. Pany in Inside GNSS, vol 4 n° 6 (November - December 2009) 

Public [article]  inInside GNSS > vol 4 n° 6 (November - December 2009) . - 10 p. ; pp 52 - 61 Titre : Coherent integration time : the longer, the better Type de document : Article/Communication Auteurs : T. Pany, Auteur ; Bernhard Riedl, Auteur ; J. Winkel, Auteur Année de publication : 2009 Article en page(s) : 10 p. ; pp 52 - 61 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] centrale inertielle [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] géonavigateur [Termes IGN] GPS assisté pour la navigation (technologies) [Termes IGN] intégration de données [Termes IGN] magnétomètre [Termes IGN] navigation à l'estime [Termes IGN] positionnement en intérieur [Termes IGN] positionnement par WiFi [Termes IGN] prototype [Termes IGN] récepteur GNSS [Termes IGN] récepteur GPS [Termes IGN] traitement du signal [Termes IGN] WiFi Résumé : (Auteur) A common assumption in GNSS receiver design is that the coherent integration time should be less than a few dozens of milliseconds. This makes perfect sense for today’s commercial receivers due to data bit transitions, oscillator jitter, and user dynamics. However, a coherent integration time of several seconds would mitigate three important indoor positioning problems: multipath, cross-correlation false locks, and the squaring loss. Extending the integration time has a price, typically requiring an assistance data link providing data bits (or the use of pilot signals), a stable oscillator, and a sophisticated GNSS/INS integration to compensate for non-linear user motion. This column describes how those issues have been solved and the resulting benefits as demonstrated by a recently built prototype with a sensitivity of around 1.5 dBHz , more than 10 decibels beyond the current state of the art. Copyright Gibbons Media & Research LLC Numéro de notice : A2009-670 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=33552 [article]

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Flexed for flight: tightly coupled integrated nav system adapts to data formats / J.F. Lorga in GPS world, vol 16 n° 6 (June 2005)

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Magnétisme et prospection magnétique / Raymond Millon (2002)

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