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Impact of offsets on assessing the low-frequency stochastic properties of geodetic time series / Kevin Gobron in Journal of geodesy, vol 96 n° 7 (July 2022)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 96 n° 7 (July 2022) . - n° 46 Titre : Impact of offsets on assessing the low-frequency stochastic properties of geodetic time series Type de document : Article/Communication Auteurs : Kevin Gobron, Auteur ; Paul Rebischung , Auteur ; Olivier de Viron, Auteur ; Alain Demoulin, Auteur ; Michel Van Camp, Auteur Année de publication : 2022 Projets : 3-projet - voir note / Article en page(s) : n° 46 Note générale : bibliographie This study has been financially supported by the Direction Générale de l’Armement (DGA), the Nouvelle-Aquitaine region, and the Centre National des Etudes Spatiales (CNES) as an application of the geodesy missions. This research was also supported by the Brain LASUGEO project entitled “monitoring LAnd SUbsidence caused by Groundwater exploitation through gEOdetic measurements” funded by the Belgian Sciences Policy. Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] analyse de variance [Termes IGN] bruit blanc [Termes IGN] fréquence [Termes IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation) [Termes IGN] modèle de Gauss-Markov [Termes IGN] modèle stochastique [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] vitesse Résumé : (auteur) Understanding and modelling the properties of the stochastic variations in geodetic time series is crucial to obtain realistic uncertainties for deterministic parameters, e.g., long-term velocities, and helpful in characterizing non-modelled processes. With the increasing span of geodetic time series, it is expected that additional observations would help better understand the low-frequency properties of these stochastic variations. In the meantime, recent studies evidenced that the choice of the functional model for the time series biases the assessment of these low-frequency stochastic properties. In particular, frequent offsets in position time series can hinder the evaluation of the noise level at low frequencies and prevent the detection of possible random-walk-type variability. This study investigates the ability of the Maximum Likelihood Estimation (MLE) method to correctly retrieve low-frequency stochastic properties of geodetic time series in the presence of frequent offsets. We show that part of the influence of offsets reported by previous studies results from the MLE method estimation biases. These biases occur even when all offset epochs are correctly identified and accounted for in the trajectory model. They can cause a dramatic underestimation of deterministic parameter uncertainties. We show that one can avoid biases using the Restricted Maximum Likelihood Estimation (RMLE) method. Yet, even when using the RMLE method or equivalent, adding offsets to the trajectory model inevitably blurs the estimated low-frequency properties of geodetic time series by increasing low-frequency stochastic parameter uncertainties more than other stochastic parameters. Numéro de notice : A2022-519 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-022-01634-9 Date de publication en ligne : 29/06/2022 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-022-01634-9 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101072 [article]

Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series / Kevin Gobron in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 126 n° 9 (September 2021)  

Public [article]  inJournal of geophysical research : Solid Earth > vol 126 n° 9 (September 2021) . - n° e2021JB022370 Titre : Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series Type de document : Article/Communication Auteurs : Kevin Gobron, Auteur ; Paul Rebischung , Auteur ; Michel Van Camp, Auteur ; Alain Demoulin, Auteur ; Olivier de Viron, Auteur Année de publication : 2021 Projets : 3-projet - voir note / Article en page(s) : n° e2021JB022370 Note générale : bibliographie This study has been financially supported by the Direction Générale de l’Armement (DGA), the Nouvelle-Aquitaine region, and the Centre National des Etudes Spatiales (CNES) as an application of the geodesy missions. This research was also supported by the Brain LASUGEO project entitled ”monitoring LAnd SUbsidence caused by Groundwater exploitation through gEOdetic measurements” funded by the Belgian Sciences Policy. This is IPGP contribution number 4214. Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] coordonnées GNSS [Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] résidu [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] station permanente [Termes IGN] surcharge atmosphérique [Termes IGN] surcharge océanique Résumé : (auteur) Monitoring vertical land motions (VLMs) at the level of 0.1 mm/yr remains one of the most challenging scientific applications of global navigation satellite systems (GNSS). Such small rates of change can result from climatic and tectonic phenomena, and their detection is important to many solid Earth-related studies, including the prediction of coastal sea-level change and the understanding of intraplate deformation. Reaching a level of precision allowing to detect such small signals requires a thorough understanding of the stochastic variability in GNSS VLM time series. This paper investigates how the aperiodic part of non-tidal atmospheric and oceanic loading (NTAOL) deformations influences the stochastic properties of VLM time series. Using the time series of over 10,000 stations, we describe the impact of correcting for NTAOL deformation on 5 complementary metrics, namely: the repeatability of position residuals, the power-spectrum of position residuals, the estimated time-correlation properties, the corresponding velocity uncertainties, and the spatial correlation of the residuals. We show that NTAOL deformations cause a latitude-dependent bias in white noise plus power-law model parameter estimates. This bias is significantly mitigated when correcting for NTAOL deformation, which reduces velocity uncertainties at high latitudes by 70%. Therefore, removing NTAOL deformation before the statistical analysis of VLM time series might help to detect subtle VLM signals in these areas. Our spatial correlation analysis also reveals a seasonality in the spatial correlation of the residuals, which is reduced after removing NTAOL deformation, confirming that NTAOL is a clear source of common-mode errors in GNSS VLM time series. Numéro de notice : A2021-783 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Autre URL associée : vers HAL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2021JB022370 Date de publication en ligne : 01/09/2021 En ligne : https://doi.org/10.1029/2021JB022370 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98954 [article]

Statistical analysis of vertical land motions and sea level measurements at the coast / Kevin Gobron (2021)  

Public Titre : Statistical analysis of vertical land motions and sea level measurements at the coast Titre original : Analyse statistique des mesures des mouvement verticaux du sol et du niveau de la mer à la côte Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Kevin Gobron, Auteur ; Olivier de Viron, Directeur de thèse ; Michel Van Camp, Directeur de thèse Editeur : La Rochelle : Université de La Rochelle Année de publication : 2021 Autre Editeur : Liège [Belgique] : Université de Liège (siège) Importance : 212 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse en co-tutelle présentée pour obtenir le grade de Docteur de La Rochelle Université et et de Docteur en Sciences de Liège Université, Discipline : Terre solide et enveloppes superficielles Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] aménagement du littoral [Termes IGN] amplitude [Termes IGN] bruit blanc [Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre [Termes IGN] données marégraphiques [Termes IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation) [Termes IGN] modèle stochastique [Termes IGN] montée du niveau de la mer [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] surcharge océanique Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Assurer la stabilité à long-terme des mesures du niveau de la mer à la côte est un enjeu essentiel à une gestion durable des territoires littoraux. Pour ce faire, les scientifiques reposent essentiellement sur deux techniques de mesure complémentaires : la marégraphie, qui permet de mesurer l’évolution du niveau de la mer par rapport à la côte, et la géodésie spatiale, qui permet de mesurer les mouvements verticaux de la côte elle-même, par rapport au centre de la terre. Ces techniques sont complémentaires car la correction des mouvements verticaux estimés par géodésie permet d’obtenir des mesures géocentriques du niveau de la mer à la cote, et donc de mieux comprendre l’origine des changements du niveau de la mer. Afin d’estimer et améliorer la stabilité et la qualité de ces deux sources d’informations, cette thèse propose des développements méthodologiques dédiés à l’estimation de la précision de chaque type d’observation, et en étudie les sources d’erreurs potentielles. Note de contenu : 1- Introduction 2- Estimation of deterministic parameters from observations 3- Estimation of stochastic parameters from observations 4- Elements of geodetic time series analysis 5- Event detection using hypothesis testing in linear models 6- Assessment of tide gauge sensor offsets in the presence of scale errors 7- Assessment of tide gauges biases and precisions by the combination of multiple co-located time series 8- Investigating the potential of the nonlinear LS-VCE method for the stochastic modelling of GNSS position time series 9- Impact of offsets on the stochastic modelling of GNSS position time series 10- Spatial and temporal properties of the stochastic variability in the position time series of over 10,000 stations 11- Influence of non-tidal atmospheric and oceanic loading on the stochastic properties of vertical land motion time series 12- Conclusions & perspectives Numéro de notice : 28669 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Terre solide et enveloppes superficielles : La Rochelle : 2021 Organisme de stage : Laboratoire Littoral, Environnement et Sociétés LIENs DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03566564 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99881

Direct measurement of evapotranspiration from a forest using a superconducting gravimeter / Michel Van Camp in Geophysical research letters, vol 43 n° 19 (15 October 2016)    

Public [article]  inGeophysical research letters > vol 43 n° 19 (15 October 2016) . - pp 10225 - 10231 Titre : Direct measurement of evapotranspiration from a forest using a superconducting gravimeter Type de document : Article/Communication Auteurs : Michel Van Camp, Auteur ; Olivier de Viron, Auteur ; Gwendoline Pajot-Métivier , Auteur ; Fabien Casenave , Auteur ; Arnaud Watlet, Auteur ; Alain Dassargues, Auteur ; Marnik Vanclooster, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 10225 - 10231 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] Belgique [Termes IGN] évapotranspiration [Termes IGN] feuillu [Termes IGN] forêt tempérée [Termes IGN] gravimètre supraconducteur [Termes IGN] humidité du sol [Termes IGN] levé gravimétrique [Termes IGN] variation diurne Résumé : (auteur) Evapotranspiration (ET) controls the flux between the land surface and the atmosphere. Assessing the ET ecosystems remains a key challenge in hydrology. We have found that the ET water mass loss can be directly inferred from continuous gravity measurements: as water evaporates and transpires from terrestrial ecosystems, the mass distribution of water decreases, changing the gravity field. Using continuous superconducting gravity measurements, we were able to identify daily gravity changes at the level of, or smaller than 10-9 nm.s-2 (or 10-10 g) per day. This corresponds to 1.7 mm of water over an area of 50 ha. The strength of this method is its ability to enable a direct, traceable and continuous monitoring of actual ET for years at the mesoscale with a high accuracy. Numéro de notice : A2016-684 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1002/2016GL070534 Date de publication en ligne : 07/10/2016 En ligne : http://dx.doi.org/10.1002/2016GL070534 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=81973 [article]

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Optimized strategy for the calibration of superconducting gravimeters at the one per mille level / Michel Van Camp in Journal of geodesy, vol 90 n° 1 (January 2016)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 90 n° 1 (January 2016) . - pp 91- 99 Titre : Optimized strategy for the calibration of superconducting gravimeters at the one per mille level Type de document : Article/Communication Auteurs : Michel Van Camp, Auteur ; Bruno Meurers, Auteur ; Olivier de Viron, Auteur ; Thomas Forbriger, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 91- 99 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes IGN] étalonnage d'instrument [Termes IGN] gravimètre absolu [Termes IGN] gravimètre supraconducteur [Termes IGN] marée terrestre Résumé : (auteur) This paper reports on different sources of errors that occur in the calibration process of a superconducting gravimeter (SG), determined by comparison with a ballistic absolute gravimeter (AG); some of them have never been discussed in the literature. We then provide methods to mitigate the impact of those errors, to achieve a robust calibration estimate at the http://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs00190-015-0856-7/MediaObjects/190_2015_856_IEq1_HTML.gif level. We demonstrate that a standard deviation at the level of http://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs00190-015-0856-7/MediaObjects/190_2015_856_IEq2_HTML.gif can be reached within 48 h by measuring at spring tides and by increasing the AG sampling rate. This is much shorter than what is classically reported in previous empirical studies. Measuring more than 5 days around a tidal extreme does not improve the precision in the calibration factor significantly, as the variation in the error as a function of 1/N−−√ does not apply, considering the decrease in signal amplitude due to the tidal modulation. However, we investigate the precision improvement up to 120 days, which can be useful if an AG is run continuously: at mid-latitude it would require 21 days to ensure a calibration factor at the http://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs00190-015-0856-7/MediaObjects/190_2015_856_IEq4_HTML.gif level with a 99.7 % confidence interval. We also show that restricting the AG measurement periods to tidal extrema can reduce instrument demand, while this does not affect the precision on the calibration factor significantly. Then, we quantify the effect of high microseismic noise causing aliasing in the AG time series. We eventually discuss the attenuation bias that might be induced by noisy time series of the SG. When experiments are performed at the http://static-content.springer.com/image/art%3A10.1007%2Fs00190-015-0856-7/MediaObjects/190_2015_856_IEq5_HTML.gif level, 7 are needed to ensure that the error in the calibration estimate will be at the 1 per mille level with a 99 % confidence. Numéro de notice : A2016-021 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-015-0856-7 Date de publication en ligne : 25/09/2015 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-015-0856-7 Format de la ressource électronique : Url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=79469 [article]

Reply to the Comment on: 'The quest for a consistent signal in ground and GRACE gravity time series' / Michel Van Camp in Geophysical journal international, vol 199 n° 3 (December 2014)    

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The quest for a consistent signal in ground and GRACE gravity time-series / Michel Van Camp in Geophysical journal international, vol 197 n° 1 (April 2014)  

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Characterizing long‐time scale hydrological effects on gravity for improved distinction of tectonic signals / Michel Van Camp in Journal of geophysical research : Solid Earth, Vol 115 n° B7 (July 2010)    

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