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Non-linear GNSS signal processing applied to land observation with high-rate airborne reflectometry / Hamza Issa (2022)
Titre : Non-linear GNSS signal processing applied to land observation with high-rate airborne reflectometry Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Hamza Issa, Auteur ; Serge Reboul, Directeur de thèse ; Ghaleb Faour, Directeur de thèse Editeur : Dunkerque : Université du Littoral-Côte-d'Opale Année de publication : 2022 Importance : 213 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du grade de Docteur de l’Université du Littoral Côte d’OpaleLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] bande L
[Termes IGN] capteur aérien
[Termes IGN] données radar
[Termes IGN] humidité du sol
[Termes IGN] modèle statistique
[Termes IGN] précision métrique
[Termes IGN] rapport signal sur bruit
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] signal GNSS
[Termes IGN] zone humideIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Soil moisture remote sensing has been an active area of research over the past few decades due to its essential role in agriculture and in the prediction of some natural disasters. GNSS-Reflectometry (GNSS-R) is an emerging bistatic remote sensing technique that uses the L-band GNSS signals as sources of opportunity to characterize Earth surface. In this passive radar system, the amplitudes of the GNSS signal reflected by soil and the GNSS signal received directly from the GNSS satellites can be used to derive measurements of reflectivity from which the soil moisture content of the surface is determined.The study of soil moisture content using reflectivity measurements can also be applied for the detection of in-land water body surfaces. In this dissertation, we propose in the first step a non-linear estimate of the GNSS signal amplitude. This estimate is based on a statistical model that we develop for the coherent detection of a GNSS signal quantized on 1 bit. We show with experimentations on synthetic and real data that the proposed estimator is more accurate than reference approaches and provide measurements of the Signal-to-Noise Ratio (SNR) at a higher rate. When the reflected GNSS signal is obtained in an airborne experiment, its evolution as a function of time is piecewise stationary. The different stationary parts are associatedto different kinds of reflecting surfaces. We propose in a second step a change point detector that takes into account the radar signal characteristics in order to segment the signal. We show on synthetic data that the proposed change point detector can detect and localize changes more accurately than reference approaches present in the literature. This work is applied to airborne GNSSR observation of Earth. We propose in the third step, a new GNSS-R sensor with its implementation on a lightweight airborne carrier. We also propose a new front-end receiver architecture, a software radio implementation of thereceiver, and the complete instrumentation of the airborne carrier. A real flight experimentation has taken place in the North of France obtaining reflections from different landforms. We show using the airborne GNSS measurements obtained, that the proposed radar technique detects different surfaces along the flight trajectory, and in particular in-land water bodies, with high temporal and spatial resolution. We also show that we can localize the edges of the detected water body surfaces at meter accuracy. Note de contenu : General Introduction
1. Remote Sensing of Soil Moisture
1.1 Introduction
1.2 L-band emissions of land covers
1.3 Soil moisture remote sensing techniques
1.4 Remote sensing using GNSS-R
1.5 Conclusion
2. Carrier-to-Noise Estimation : Application to Soil Moisture Retrieval using GNSS-R
2.1 Introduction
2.2 Signal and system model
2.3 C/N0 estimators
2.4 Soil moisture retrieval from GNSS-R
2.5 Conclusion
3. A Probabilistic Model for On-line Estimation of the GNSS Carrier?to-Noise Ratio
3.1 Introduction
3.2 1-bit coherent detection principle
3.3 GNSS front end
3.4 Estimation of the GNSS signal amplitude
3.5 Experimentation
3.6 Conclusion
4. Segmentation of the GNSS Signal Amplitudes
4.1 Introduction
4.2 Change point detection principle
4.3 On-line/Off-line change detection system
4.4 Experimentation
4.5 Conclusion
5. Airborne GNSS Reflectometry for Water Body Detection
5.1 Introduction
5.2 Airborne GNSS system
5.3 Airborne experimental setup
5.4 GNSS-R software receiver
5.5 Flight Experimentation
5.6 Data analysis
5.7 Conclusion
General ConclusionNuméro de notice : 26837 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Traitement du signal et des images : Université du Littoral Côte d’Opale : 2022 Organisme de stage : Laboratoire d'Informatique Signal et Image de la Côte d'Opale LISIC nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 03/06/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03687353 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101094 Preparation of the VENµS satellite data over Israel for the input into the GRASP data treatment algorithm / Maeve Blarel (2022)
Titre : Preparation of the VENµS satellite data over Israel for the input into the GRASP data treatment algorithm Type de document : Mémoire Auteurs : Maeve Blarel, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2022 Importance : 73 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] aérosol
[Termes IGN] conversion de données
[Termes IGN] correction atmosphérique
[Termes IGN] correction géométrique
[Termes IGN] correction radiométrique
[Termes IGN] image hyperspectrale
[Termes IGN] image Venµs-VSSC
[Termes IGN] Israël
[Termes IGN] microsatellite
[Termes IGN] Python (langage de programmation)
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] traitement de données localiséesIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Réalisé au sein du laboratoire de télédétection de l’Institut Jacob Blaustein pour la recherche sur le désert (BIDR) de l’Université Ben-Gourion du Négev, en Israël, et financé par une mission du CNRS, ce stage a pour objectif l’adaptation d’un driver dédié à la conversion des données satellites VENµS et à leur préparation pour le traitement par l’algorithme GRASP. VENµS (Vegetation and Environment monitoring New Micro-Satellite) est un microsatellite, fruit d’une collaboration franco-israélienne pour l’observation de la Terre à l’aide d’une caméra super spectrale. Les visées de la mission scientifique sont déterminées par le CESBIO et le CNES, en France, et l’Université Ben-Gourion du Néguev, en Israël. Son objectif est de fournir des observations à haute résolution spatiale pour la recherche scientifique portant sur la surveillance, l’analyse et la caractérisation du fonctionnement de la surface terrestre, sous les effets de facteurs environnementaux et des activités humaines. Plus particulièrement, ces données sont dédiées à des applications dans l’agriculture de précision, l’urbanisation et la surveillance des masses d’eau. Les images acquises au-dessus d’Israël ont un format différent de celles prises à travers le monde pour une gestion distincte des données. Aujourd’hui, les recherches israélienne et française souhaitent une caractérisation des aérosols atmosphériques sur Israël et un traitement des données par GRASP. La problématique rencontrée est la conversion des données sur Israël pour leur entrée dans cet algorithme. Après une phase de découverte et de compréhension des données satellites VENµS et celles requises à l’entrée de GRASP, le travail de ce présent stage consiste à développer une solution d’adaptation du programme informatique pour la conversion des données VENµS sur Israël. Des perspectives existent pour ce projet. Pour observer la Terre, on souhaite des données de plus en plus précises par des améliorations de l’acquisition et du traitement des images. Concernant l’acquisition de données, les intervalles de temps de revisite limitent actuellement l’avantage multi-pixel. D’un autre côté, l’un des objectifs de cette mission satellitaire est le développement des algorithmes pour exploiter des séries temporelles de données, incluant les corrections géométriques et radiométriques. Pour GRASP, la gestion du masque des nuages doit être perfectionnée et concernant le driver adapté, les observations directionnelles demandent une exploitation plus grande. L’ensemble des codes Python, fonctionnels et commentés, implémenté au cours du stage est confidentiel et reste à la propriété de GRASP. Par conséquent, aucun script provenant du code source ne sera présenté au cours de ce rapport. Note de contenu : Introduction
1. Internship presentation
1.1 Context
1.2 Issues and Objectives
1.3 State of current research
2. Technical study
2.1 Driver architecture
2.2 Language, libraries and software in use
2.3 The data
3. Achievement
3.1 Implementation
3.2 Progress of internship
3.3 Difficulties encountered and Solutions adopted
ConclusionNuméro de notice : 26872 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Laboratoire de télédétection de l’Institut Jacob Blaustein (Université Ben-Gourion du Négev) Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101702 Documents numériques
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Preparation of the VENµS satellite data over Israel for the input into the GRASP data treatment algorithm - pdf auteurAdobe Acrobat PDF Python software to transform GPS SNR wave phases to volumetric water content / Angel Martín in GPS solutions, vol 26 n° 1 (January 2022)
[article]
Titre : Python software to transform GPS SNR wave phases to volumetric water content Type de document : Article/Communication Auteurs : Angel Martín, Auteur ; Ana Belén Anquela, Auteur ; Sara Ibáñez, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 7 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] humidité du sol
[Termes IGN] phase
[Termes IGN] Python (langage de programmation)
[Termes IGN] rapport signal sur bruit
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] signal GPS
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eauRésumé : (auteur) The global navigation satellite system interferometric reflectometry is often used to extract information about the environment surrounding the antenna. One of the most important applications is soil moisture monitoring. This manuscript presents the main ideas and implementation decisions needed to write the Python code to transform the derived phase of the interferometric GPS waves, obtained from signal-to-noise ratio data continuously observed during a period of several weeks (or months), to volumetric water content. The main goal of the manuscript is to share the software with the scientific community to help users in the GPS-IR computation. Numéro de notice : A2022-004 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s10291-021-01190-3 Date de publication en ligne : 27/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s10291-021-01190-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98919
in GPS solutions > vol 26 n° 1 (January 2022) . - n° 7[article]Recursive Gauss-Helmert model with equality constraints applied to the efficient system calibration of a 3D laser scanner / Sören Vogel in Journal of applied geodesy, vol 16 n° 1 (January 2022)
[article]
Titre : Recursive Gauss-Helmert model with equality constraints applied to the efficient system calibration of a 3D laser scanner Type de document : Article/Communication Auteurs : Sören Vogel, Auteur ; Dominik Ernst, Auteur ; Ingo Neumann, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 37 - 57 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] contrainte d'intégrité
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] géoréférencement
[Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert
[Termes IGN] positionnement cinématique
[Termes IGN] processeur graphique
[Termes IGN] télémètre laser aéroportéRésumé : (auteur) Sensors for environmental perception are nowadays applied in numerous vehicles and are expected to be used in even higher quantities for future autonomous driving. This leads to an increasing amount of observation data that must be processed reliably and accurately very quickly. For this purpose, recursive approaches are particularly suitable in terms of their efficiency when powerful CPUs and GPUs are uneconomical, too large, or too heavy for certain applications. If explicit functional relationships between the available observations and the requested parameters are used to process and adjust the observation data, complementary approaches exist. The situation is different for implicit relationships, which could not be considered recursively for a long time but only in the context of batch adjustments. In this contribution, a recursive Gauss-Helmert model is presented that can handle explicit and implicit equations and thus allows high flexibility. This recursive estimator is based on a Kalman filter for implicit measurement equations, which has already been used for georeferencing kinematic multi-sensor systems (MSS) in urban environments. Furthermore, different methods for introducing additional information using constraints and the resulting added value are shown. Practical application of the methodology is given by an example for the calibration of a laser scanner for a MSS. Numéro de notice : A2022-053 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1515/jag-2021-0026 Date de publication en ligne : 15/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2021-0026 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99448
in Journal of applied geodesy > vol 16 n° 1 (January 2022) . - pp 37 - 57[article]Robust GNSS carrier phase-based position and attitude estimation theory and applications / Daniel Arias Medina (2022)
Titre : Robust GNSS carrier phase-based position and attitude estimation theory and applications Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniel Arias Medina, Auteur Editeur : Madrid [Espagne] : Universidad Carlos III Année de publication : 2022 Importance : 249 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
A dissertation submitted by in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Computer Science and Technology, Universidad Carlos III de MadridLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] classification du maximum a posteriori
[Termes IGN] constellation GNSS
[Termes IGN] estimation de pose
[Termes IGN] filtrage du bruit
[Termes IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation)
[Termes IGN] phase GNSS
[Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel
[Termes IGN] résolution d'ambiguïté
[Termes IGN] signal GNSSIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Navigation information is an essential element for the functioning of robotic platforms and intelligent transportation systems. Among the existing technologies, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have established as the cornerstone for outdoor navigation, allowing for all-weather, all-time positioning and timing at a worldwide scale. GNSS is the generic term for referring to a constellation of satellites which transmit radio signals used primarily for ranging information. Therefore, the successful operation and deployment of prospective autonomous systems is subject to our capabilities to support GNSS in the provision of robust and precise navigational estimates. GNSS signals enable two types of ranging observations: –code pseudorange, which is a measure of the time difference between the signal’s emission and reception at the satellite and receiver, respectively, scaled by the speed of light; –carrier phase pseudorange, which measures the beat of the carrier signal and the number of accumulated full carrier cycles. While code pseudoranges provides an unambiguous measure of the distance between satellites and receiver, with a dm-level precision when disregarding atmospheric delays and clock offsets, carrier phase measurements present a much higher precision, at the cost of being ambiguous by an unknown number of integer cycles, commonly denoted as ambiguities. Thus, the maximum potential of GNSS, in terms of navigational precision, can be reach by the use of carrier phase observations which, in turn, lead to complicated estimation problems. This thesis deals with the estimation theory behind the provision of carrier phase-based precise navigation for vehicles traversing scenarios with harsh signal propagation conditions. Contributions to such a broad topic are made in three directions. First, the ultimate positioning performance is addressed, by proposing lower bounds on the signal processing realized at the receiver level and for the mixed real- and integer-valued problem related to carrier phase-based positioning. Second, multi-antenna configurations are considered for the computation of a vehicle’s orientation, introducing a new model for the joint position and attitude estimation problems and proposing new deterministic and recursive estimators based on Lie Theory. Finally, the framework of robust statistics is explored to propose new solutions to code- and carrier phase-based navigation, able to deal with outlying impulsive noises. Note de contenu : Introduction
I- A signal processing approach to satellite-based navigation
II- On the position and attitude estimation in multi-antenna GNSS
III- Robust estimation for navigation in harsh environments
Conclusions and future researchNuméro de notice : 15279 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD Thesis : Computer Science and Technology : Carlos III Madrid : 2022 Organisme de stage : German Aerospace Center DOI : sans En ligne : https://e-archivo.uc3m.es/handle/10016/35375#preview Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101116 PermalinkIonospheric corrections tailored to the Galileo High Accuracy Service / Adria Rovira-Garcia in Journal of geodesy, vol 95 n° 12 (December 2021)PermalinkIonospheric tomographic common clock model of undifferenced uncombined GNSS measurements / German Olivares-Pulido in Journal of geodesy, vol 95 n° 11 (November 2021)PermalinkMobile mapping et PCRS / Clément Benoît in Géomatique expert, n° 136 (novembre - décembre 2021)PermalinkMode N, an alternative positioning, navigation and timing system for aviation / Brandon Weaver in GPS world, vol 32 n° 11 (November 2021)PermalinkMulti-objective CNN-based algorithm for SAR despeckling / Sergio Vitale in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 59 n° 11 (November 2021)PermalinkReal-time GNSS precise point positioning using improved robust adaptive Kalman filter / Abdelsatar Elmezayen in Survey review, Vol 53 n° 381 (November 2021)PermalinkField scale wheat LAI retrieval from multispectral Sentinel 2A-MSI and LandSat 8-OLI imagery: effect of atmospheric correction, image resolutions and inversion techniques / Rajkumar Dhakar in Geocarto international, vol 36 n° 18 ([01/10/2021])PermalinkImproving the accuracy of spring phenology detection by optimally smoothing satellite vegetation index time series based on local cloud frequency / Jiaqi Tian in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 180 (October 2021)PermalinkThe integration of GPS/BDS real-time kinematic positioning and visual–inertial odometry based on smartphones / Zun Niu in ISPRS International journal of geo-information, vol 10 n° 10 (October 2021)Permalink