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Détermination de l’exactitude d’un géoïde gravimétrique / Zahra Ismaïl (2016)  

Public Titre : Détermination de l’exactitude d’un géoïde gravimétrique Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Zahra Ismaïl, Auteur ; Zuheir Altamimi , Directeur de thèse ; Olivier Jamet , Directeur de thèse Editeur : Paris : Observatoire de Paris Année de publication : 2016 Importance : 156 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat de l’Université de recherche Paris Sciences et Lettres, PSL Research University, préparée à l’Observatoire de Paris, Astronomie et astrophysique d'Ile-de-France, Spécialité Géodésie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] altitude normale [Termes descripteurs IGN] anomalie de pesanteur [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] figure de la Terre [Termes descripteurs IGN] formule de Molodensky [Termes descripteurs IGN] géoïde gravimétrique [Termes descripteurs IGN] gravimétrie [Termes descripteurs IGN] GravSoft [Termes descripteurs IGN] intégrale de Stokes [Termes descripteurs IGN] interpolation [Termes descripteurs IGN] méthode retrait - calcul - restauration [Termes descripteurs IGN] modèle de géopotentiel [Termes descripteurs IGN] modèle numérique de terrain [Termes descripteurs IGN] quasi-géoïde Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La détermination des modèles de géoïde avec une précision centimétrique fait partie des objectifs principaux de différents groupes de recherche. Une des méthodes les plus utilisées afin de calculer un modèle de géoïde est le Retrait-Restauration en utilisant le terrain résiduel. Cette méthode combine les informations à des courtes, moyennes et grandes longueurs d'onde via trois étapes principales en appliquant la formule de Stokes. Nous étudions pour chaque étape les sources d'erreurs et leur influence sur la précision du calcul du géoïde. Nous nous intéressons plus particulièrement à la correction de terrain ans la première étape (le retrait) et à l'estimation de la précision de l'intégrale de Stokes dans la deuxième étape (l'intégration). Nous donnons des estimations des valeurs minimales des rayons d'intégration dans ces deux cas. Concernant la correction de terrain, nous montrons notamment que, si les valeurs issues d'études antérieures sont admissibles pour un objectif de précision centimétrique sur le géoïde, il convient de distinguer le rayon utilisé pour le calcul du retrait et celui utilisé pour le calcul de la restauration du signal correspondant sur le géoïde : les valeurs usuelles utilisées pour le retrait peuvent conduire à des erreurs décimétriques lors de la restauration. Concernant le calcul de l'intégrale de Stokes, nous montrons que les rayons d'intégrations prônés dans des études antérieures sont probablement sous-estimés. Cependant, nous notons, sur la base d'une étude de la précision par bande spectrale, que le noyau non modifié de Stokes a une exactitude limitée, dans un cas idéal, de l'ordre de 10% du signal à restituer — ce qui correspond à plusieurs centimètres dans les cas pratiques. Note de contenu : Introduction 1 LA CONNAISSANCE DU GEOÏDE 1.1 Notions de base 1.2 Historique 1.2.1 Les grandes étapes dans la connaissance de la forme de la Terre 1.2.2 Les mesures de pesanteur 1.2.3 Les progrès de l’observation au voisinage de la surface terrestre 1.2.4 L’observation spatiale 1.2.5 Les principales méthodes de détermination du géoïde 1.3 La précision des modèles de géoïde aujourd’hui 1.4 Conclusion 2 RETRAIT-CALCUL-RESTAURATION 2.1 Principes généraux 2.1.1 Synthèse du processus 2.1.2 Retrait 2.1.3 Interpolation et intégration 2.1.4 Restauration 2.1.5 Implantations particulières 2.2 Calcul de l’effet de la topographie 2.2.1 Le modèle du terrain résiduel (RTM) 2.2.2 Modèle de calcul de correction de terrain 2.2.3 Méthodes de calcul de correction de terrain 2.3 Logiciel utilisé : GRAVSOFT 2.4 Exemple de calcul 2.5 Conclusion 3 SOURCES D’ERREURS 3.1 Analyse générale 3.2 Erreurs sur les données issues des observations 3.3 Erreurs sur les modèles de basses et hautes fréquences 3.3.1 Les erreurs des modèles globaux de champ 3.3.2 Corrections de terrain 3.4 Approximations de calcul 3.4.1 Méthodes de calcul de correction du terrain 3.4.2 Rayons d’intégration de la correction du terrain 3.4.3 Le choix d’une méthode d’interpolation 3.4.4 Le choix du noyau d’intégration de Stokes 3.4.5 Rayon d’intégration de Stokes et pas d’échantillonnage de la grille d’anomalies résiduelles 3.5 Synthèse 4 ÉTUDE DE LA MODELISATION DE L’EFFET DE LA TOPOGRAPHIE 4.1 Introduction 4.2 Données et Méthodologie 4.3 Rayon d’intégration R2 4.4 Rayon d’intégration R1 4.5 Propagation des erreurs sur la correction du terrain 4.5.1 Conclusion 5 LA PHASE D’INTEGRATION 5.1 Introduction 5.2 Méthodologie 5.3 Données et logiciels 5.4 Principaux résultats 5.4.1 Résolution de la grille d’anomalies 5.4.2 Rayon d’intégration de Stokes 5.4.3 Tests supplémentaires 5.5 Conclusion 5.6 Accuracy of unmodified Stokes’s integration in the R-C-R procedure for geoid computation 6 CONCLUSION ET PERSPECTIVES Numéro de notice : 17302 Affiliation des auteurs : LAREG (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : géodésie : Observatoire de Paris : 2016 Organisme de stage : LAREG (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01431701/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=83065

Accuracy of unmodified Stokes’ integration in the R-C-R procedure for geoid computation / Zahra Ismaïl in Journal of applied geodesy, vol 9 n° 2 (June 2015)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 9 n° 2 (June 2015) . - pp 112 - 122 Titre : Accuracy of unmodified Stokes’ integration in the R-C-R procedure for geoid computation Type de document : Article/Communication Auteurs : Zahra Ismaïl, Auteur ; Olivier Jamet , Auteur Année de publication : 2015 Projets : 3-projet - voir note / Article en page(s) : pp 112 - 122 Note générale : bibliographie This work was supported by a doctoral scholarship from the University of Tichrine, Latakia, Syria. Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] altitude [Termes descripteurs IGN] anomalie de pesanteur [Termes descripteurs IGN] Earth Gravity Model 2008 [Termes descripteurs IGN] géoïde [Termes descripteurs IGN] GravSoft [Termes descripteurs IGN] harmonique sphérique [Termes descripteurs IGN] intégrale de Stokes [Termes descripteurs IGN] montagne Résumé : (auteur) Geoid determinations by the Remove-Compute-­Restore (R-C-R) technique involves the application of Stokes’ integral on reduced gravity anomalies. Numerical Stokes’ integration produces an error depending on the choice of the integration radius, grid resolution and Stokes’ kernel function. In this work, we aim to evaluate the accuracy of Stokes’ integral through a study on synthetic gravitational signals derived from EGM2008 on three different landscape areas with respect to the size of the integration domain and the resolution of the anomaly grid. The influence of the integration radius was studied earlier by several authors. Using real data, they found that the choice of relatively small radii (less than 1°) enables to reach an optimal accuracy. We observe a general behaviour coherent with these earlier studies. On the other hand, we notice that increasing the integration radius up to 2° or 2.5° might bring significantly better results. We note that, unlike the smallest radius corresponding to a local minimum of the error curve, the optimal radius in the range 0° to 6° depends on the terrain characteristics. We also find that the high frequencies, from degree 600, improve continuously with the integration radius in both semi-­mountainous and mountain areas. Finally, we note that the relative error of the computed geoid heights depends weakly on the anomaly spherical harmonic degree in the range from degree 200 to 2000. It remains greater than 10 % for any integration radii up to 6°. This result tends to prove that a one centimetre accuracy cannot be reached in semi-mountainous and mountainous regions with the unmodified Stokes’ kernel. Numéro de notice : A2015-391 Affiliation des auteurs : IGN+Ext (2012-2019) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jag-2014-0026 En ligne : http://dx.oi.org/10.1515/jag-2014-0026 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76860 [article]