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Auteur Olivier Bock
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Senior researcher - HDR defense in 2012 - Responsable for Geodesy and atmosphere research area
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Télémétrie laser aéroportée pour la surveillance des mouvements verticaux du sol (TAMS) : résultats de la première campagne aérienne / Olivier Bock in Bulletin d'information de l'Institut géographique national, n° 70 (novembre 1999)
[article]
Titre : Télémétrie laser aéroportée pour la surveillance des mouvements verticaux du sol (TAMS) : résultats de la première campagne aérienne Type de document : Article/Communication Auteurs : Olivier Bock , Auteur Année de publication : 1999 Article en page(s) : pp 43 - 52 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] acquisition de données
[Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre
[Termes IGN] méthode robuste
[Termes IGN] surveillance géologique
[Termes IGN] télémétrie laser aéroportéRésumé : (Auteur) La télémétrie laser aéroportée à champ large, pour la surveillance des mouvements verticaux du sol (TAMS) est une nouvelle technique de géodésie développée à l'IGN, en collaboration avec l'École Supérieure des Géomètres et Topographes (ESGT) et, initialement, Elf Aquitaine [BOCK 95], [BOCK 99].
Son objectif est la mesure de phénomènes de subsidence terrestre de faible amplitude (1 mm), en un laps de temps très court (1 heure), dans un réseau d'une centaine de cibles terrestres réparties sur une surface d'environ 10 x 10 km. À l'heure actuelle, aucune autre méthode de géodésie, tant classique (nivellement, triangulation, etc.) que moderne (GPS, DORIS, SAR, etc.), ne permet de satisfaire à l'ensemble de ces contraintes.
Notre technique s'apparente aux systèmes aéroportés et spatiaux qui ont été étudiés par la NASA dans le passé, [KAHN 80], [KAHN 82], [COHEN 87], mais qui n'ont jamais vu le jour car ils étaient trop complexes d'un point de vue instrumental. Notre système utilise un faisceau laser fortement divergent (champ large) qui produit au sol une empreinte de grand diamètre et permet, pour une impulsion laser émise, de recevoir plusieurs échos des cibles au sol (rétroréflecteurs optiques de type "coins de cube"). L'avantage du champ large est, d'une part, de simplifier considérablement l'instrumentation (une simple lentille divergente au lieu de plusieurs faisceaux laser à asservir) et, d'autre part, de pouvoir réaliser des mesures de distances rigoureusement synchrones (de cinq à dix, en fonction du nombre de cibles dans le champ). Ceci permet ensuite d'ajuster la position du véhicule (avion transportant le télémètre) en même temps que l'on ajuste les positions relatives des cibles entre elles (principe de la multilatération).
L'inconvénient de cette méthode est qu'elle génère beaucoup de superpositions d'échos, qui sont de ce fait, inutilisables pour l'ajustement. L'estimation des distances avion-cibles, à partir du signal laser, ainsi que l'estimation des positions relatives des cibles nécessitent donc la mise au point de techniques robustes.
Plusieurs étapes de validation ont été menées jusqu'à présent. Une première campagne de mesure a été réalisée à Saint-Etienne-de-Tinée (août 1995), qui a permis de tester un premier prototype monté dans un véhicule terrestre (camionnette) [BOCK 95]. Ensuite, une seconde campagne (Combs-la-Ville, décembre 1995) a permis de valider les méthodes d'estimation, toujours dans une configuration terrestre [BOCK 96], [BOCK 98a], [BOCK 99a].
À partir d'analyses théoriques validées par ces expérimentations terrestres, des simulations aériennes ont été menées pour extrapoler ces résultats [BOCK 99b]. Il a été montré que les performances ultimes de la technique dépendaient essentiellement du bilan de liaison de l'instrumentation, du nombre de mesures et de la taille du réseau.
Les paramètres tels que l'altitude de l'avion, la divergence du faisceau et la densité de cibles au sol n'agissent qu'au second ordre. De plus, la scintillation due à la turbulence atmosphérique n'a qu'un effet marginal sur la précision finale.
Une expérimentation aérienne a été réalisée en mai 1998 avec l'Avion de Recherche Atmosphérique et de Télédétection (ARAT) de l'IGN, en collaboration avec l'INSU. Initialement, nous avions un créneau de quinze jours au mois de mars, mais il n'a pas suffi pour l'installation, la mise au point du matériel dans l'avion et la réalisation de vols concluants (pannes, grèves du contrôle aérien, météo défaillante, etc.).
Nous avons pu bénéficier d'un autre créneau, en mai, et en avons profité pour également changer de site et choisir une ancienne base aérienne près de Chartres, plus commode d'accès au sol et de survol. Le traitement des données de cette campagne a nécessité d'importantes modifications des algorithmes existants pour prendre en compte la spécificité des conditions expérimentales (réseau de petite taille).
Ce sont principalement ces aspects que nous allons développer dans cet article, en tentant d'une part de démontrer que les résultats obtenus sont compatibles avec l'attente d'un point de vue théorique et, d'autre part, en en tirant des conclusions sur les améliorations possibles de la méthode.Numéro de notice : A1999-187 Affiliation des auteurs : IGN (1940-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=26384
in Bulletin d'information de l'Institut géographique national > n° 70 (novembre 1999) . - pp 43 - 52[article]Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 015-99011 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Multilateration with the wide-angle laser ranging system: ranging performance and first ground-based validation experiment / Olivier Bock in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 37 n° 2 Tome 2 (march 1999)
[article]
Titre : Multilateration with the wide-angle laser ranging system: ranging performance and first ground-based validation experiment Type de document : Article/Communication Auteurs : Olivier Bock , Auteur ; Christian Thom , Auteur ; Michel Kasser , Auteur ; Jacques Pelon, Auteur Année de publication : 1999 Article en page(s) : pp 739 - 747 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Résumé : (auteur) A wide-angle laser ranging system has been developed for high-precision multilateration. A laser transmits short pulses in a widely diverging beam toward a network of cube-corner retroreflectors (CCRs). Returned echoes are detected, amplified, digitized, and timed. Impact of instrumental error sources, atmospheric refraction, and scintillation are discussed. The precision of the correlation method for the estimation of times of arrival and a least-squares adjustment method for the estimation of relative CCR coordinates is studied. Data from several ground-based experiments are analyzed. The positioning precision achieved is of 1-2.3 mm in relative radial coordinates and 1.8-3.8 cm in relative transverse coordinates. Results are consistent with a covariance analysis, demonstrating that, as follows: 1) systematic instrumental errors are well corrected; 2) outliers arising from coincident echoes are properly detected; 3) models for forward and inverse problems and estimation techniques are correct. A numerical simulation program based on these models and techniques can be used for optimizing instrumental aspects, providing extensive simulations in various conditions and processing data from future airborne experiments to which the system is devoted. Numéro de notice : A1999-023 Affiliation des auteurs : LOEMI+Ext (1985-2011) Autre URL associée : vers HAL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/36.752190 Date de publication en ligne : 01/03/1999 En ligne : https://doi.org/10.1109/36.752190 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102811
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 37 n° 2 Tome 2 (march 1999) . - pp 739 - 747[article]Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 065-99021B RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible First aircraft experiment with the WA-ALRS / Olivier Bock (1999)
contenu dans Proceedings, 11th international workshop on laser ranging, Deggendorf, September 20 - 25, 1998, 2. Volume 2 / W. Schlüter (1999)
Titre : First aircraft experiment with the WA-ALRS Type de document : Article/Communication Auteurs : Olivier Bock , Auteur ; Michel Kasser , Auteur ; Christian Thom , Auteur Editeur : Francfort sur le Main : Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Année de publication : 1999 Conférence : IWLR 1998, 11th international workshop on laser ranging 20/09/1998 25/09/1998 Deggendorf Allemagne OA Proceedings Importance : pp 761 - 767 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] télémètre laser aéroporté
[Termes IGN] télémétrie laser aéroportéRésumé : (Auteur) An experiment has been conducted with the Wide Angle Airborne Laser Ranging System (WA-ALRS) in May 1998 over the ancient air base of Crucey, France. A flat area of~1.2xl.2 km around the airstrips has been specially equipped with a network of 8X8 CCRs. The ranging system was operated from the Avion de Recherche Atmosphérique et de Télédétection (ARAT), the French research aircraft for remote sensing of the CNES. Due to the small horizontal separation between the CCRs (about 150 m) it was expected that the return echoes were strongly overlapped. For this reason a revised version of the photodetector / amplifier stage has been used, with a shortened response time. Additionally, a relatively low flight path has been retained. Data have been collected during two 4-hour flights, of which 6,000 actual laser shots came out. The single-shot ranging accuracy was of 1-5 cm which should achieve a final positioning precision of 2-3 mm in the vertical. Data are currently being processed and seem to be able to confirm this prediction. Numéro de notice : C1998-029 Affiliation des auteurs : LOEMI (1985-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Poster nature-HAL : Poster-avec-CL DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=65753 A new way for reducing biases in SLR timing / Michel Kasser (1999)
contenu dans Proceedings, 11th international workshop on laser ranging, Deggendorf, September 20 - 25, 1998, 2. Volume 2 / W. Schlüter (1999)
Titre : A new way for reducing biases in SLR timing Type de document : Article/Communication Auteurs : Michel Kasser , Auteur ; Olivier Bock , Auteur Editeur : Francfort sur le Main : Bundesamt für Kartographie und Geodäsie Année de publication : 1999 Conférence : IWLR 1998, 11th international workshop on laser ranging 20/09/1998 25/09/1998 Deggendorf Allemagne OA Proceedings Importance : pp 664 - 673 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] auto-étalonnage
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] télémètre
[Termes IGN] télémétrie laser sur satelliteRésumé : (Auteur) A self-calibrated SLR systern with an optimum range recelver is presented. Self-calibration of a common transmitter / receiver systern is achieved by a highly accurate optical clock signal fed onto the photodetector. Transmitted and received laser ranging pulses are digitized in separate oscilloscope records along with a set of optical clock pulses in each record. The two time frames are synchronized in a post-process owing to the clock signal. All the pulses (clock and laser) are timed with a cross-correlation technique which has been proved to be very efficient in previous work. There, using a 1 0-ns detection stage response time and a 1 -Gs/s sampling rate, a ranging accuracy as high as 3 mm was obtained in single shot for a SN-R of ~100. Extrapolation of the technique to two-color SLR measurements is also described. A single-shot accuracy below 5 ps is predicted with a 8-Gs/s sampling rate. Numéro de notice : C1998-028 Affiliation des auteurs : LAREG (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=65752 Study of a wide-angle laser ranging system for relative positioning of ground-based benchmarks with millimeter accuracy / Olivier Bock in Journal of geodesy, vol 72 n° 7-8 (July - August 1998)
[article]
Titre : Study of a wide-angle laser ranging system for relative positioning of ground-based benchmarks with millimeter accuracy Type de document : Article/Communication Auteurs : Olivier Bock , Auteur ; Michel Kasser , Auteur ; Christian Thom , Auteur ; Jacques Pelon, Auteur Année de publication : 1998 Article en page(s) : pp 442 - 459 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] benchmark spatial
[Termes IGN] DORIS
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] Global Positioning System
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] repère de nivellement
[Termes IGN] télémétrie laserRésumé : (Auteur) A wide-angle airborne laser ranging system (WA-ALRS) is developed at the Institut Géographique National (IGN), France, with the aim of providing a new geodesy technique devoted to large (100km) networks with a high density (1 km-2) of benchmarks. The main objective is to achieve a 1-mm accuracy in relative vertical coordinates from aircraft measurements lasting a few hours. This paper reviews the methodology and analyzes the first experimental data achieved from a specific ground-based experiment. The accuracy in relative coordinate estimates is studied with the help of numerical simulations. It is shown that strong accuracy limitations arise with a small laser beam divergence combined with short range measurements when relatively few simultaneous range data are produced. The accuracy is of a few cm in transverse coordinates and a few mm in radial coordinates. The results from groundbased experimental data are fairly compatible with these predictions. The use of a model for systematic errors in the vehicle trajectory is shown to be necessary to achieve such a high accuracy. This work yields the first complete validation of modelization and methodology of this technique. An accuracy better than 1 mm and a few mm in vertical and horizontal coordinates, respectively, is predicted for aircraft experiments. Numéro de notice : A1998-202 Affiliation des auteurs : LOEMI+Ext (1985-2011) Autre URL associée : vers HAL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s001900050184 En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/s001900050184 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=26166
in Journal of geodesy > vol 72 n° 7-8 (July - August 1998) . - pp 442 - 459[article]A wide-angle airborne laser ranging system for millimetre accuracy subsidence measurements / Olivier Bock in Journal of optics, vol 29 n° 3 (June 1998)PermalinkDéveloppement d'un système de télémétrie laser destiné à la mesure de mouvements verticaux du sol de l'ordre du millimètre / Olivier Bock in Revue internationale de géomatique, vol 6 n° 2-3 (juin – août 1996)PermalinkEtude et réalisation d'un télémètre laser aéroporté en champs large sur cibles réfléchissantes terrestres pour la mesure rapide de déformations verticales du sol / Olivier Bock (1996)Permalink