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Validating a new GNSS-based sea level instrument (CalNaGeo) at Senetosa Cape / Pascal Bonnefond in Marine geodesy, vol 45 n° 2 (March 2022)  

Public [article]  inMarine geodesy > vol 45 n° 2 (March 2022) . - pp 121 - 150 Titre : Validating a new GNSS-based sea level instrument (CalNaGeo) at Senetosa Cape Type de document : Article/Communication Auteurs : Pascal Bonnefond, Auteur ; Olivier Laurain, Auteur ; Pierre Exertier, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 121 - 150 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] carte bathymétrique [Termes IGN] Corse [Termes IGN] étalonnage d'instrument [Termes IGN] geoïde marin [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] instrument de géodésie [Termes IGN] marégraphe [Termes IGN] niveau de la mer [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] surface de la mer Résumé : (auteur) The geodetic Corsica site was set up in 1998 in order to perform altimeter calibration of the TOPEX/Poseidon (T/P) mission and subsequently, Jason-1, OSTM/Jason-2, Jason-3 and more recently Sentinel-6 Michael Freilich (launched on November, 21 2020). The aim of the present study held in June 2015 is to validate a recently developed GNSS-based sea level instrument (called CalNaGeo) that is designed with the intention to map Sea Surface Heights (SSH) over large areas. This has been undertaken using the well-defined geodetic infrastructure deployed at Senetosa Cape, and involved the estimation of the stability of the waterline (and thus the instantaneous separation of a GNSS antenna from water level) as a function of the velocity at which the instrument is towed. The results show a largely linear relationship which is approximately 1 mm/(m/s) up to a maximum practical towing speed of ∼10 knots (∼5 m/s). By comparing to the existing “geoid” map, it is also demonstrated that CalNaGeo can measure a sea surface slope with a precision better than 1 mm/km (∼2.5% of the physical slope). Different processing techniques are used and compared including GNSS Precise Point Positioning (PPP, where the goal is to extend SSH mapping far from coastal GNSS reference stations) showing an agreement at the 1-2 cm level. Numéro de notice : A2022-212 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1080/01490419.2021.2013355 Date de publication en ligne : 28/12/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/01490419.2021.2013355 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100046 [article]

Cartographie dynamique de la topographie de l'océan de surface par assimilation de données altimétriques / Florian Le Guillou (2022)  

Public Titre : Cartographie dynamique de la topographie de l'océan de surface par assimilation de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Florian Le Guillou, Auteur ; Emmanuel Cosme, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2022 Importance : 217 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Grenoble Alpes, Spécialité : Océan, Atmosphère, Hydrologie Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] cartographie dynamique [Termes IGN] cartographie hydrographique [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] image SWOT [Termes IGN] modèle dynamique [Termes IGN] niveau de la mer [Termes IGN] océanographie dynamique [Termes IGN] océanographie spatiale [Termes IGN] relief de la surface de la mer Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Depuis plus de 20 ans, l’altimétrie satellitaire nadir a révolutionné notre compréhension de la dynamique océanique de mésoéchelle en produisant des mesures très précises du niveau de la mer (SSH; pour Sea Surface Heigh). Pour un grand nombre d’applications, les données 1D de SSH doivent être interpolées sur des cartes 2D régulières en temps et en espace. Aujourd’hui, ces cartes sont générées quotidiennement à une résolution de 1/4° par un algorithme d’interpolation optimale implémenté de manière opérationnelle au sein du système DUACS. Cependant, la résolution spatiale de ces cartes, principalement limitée par l’échantillonnage de l’altimétrie nadir, ne permet pas d’observer convenablement les structures de sous-mésoéchelle, que l’ont sait essentielles pour la compréhension, la modélisation et la prévision du système climatique. La nouvelle mission altimétrique à large fauchée SWOT (pour Surface Water Ocean Topography) sera lancée à la fin de l’année 2022. SWOT permettra l’observation de processus à des échelles de 15-30 km. Cependant, l’algorithme d’interpolation linéaire actuellement implémenté dans la chaîne DUACS doit être amélioré pour tenir compte de la dynamique non-linéaire des structures rapides de sous-mésoéchelle. De plus, il faudra distinguer les mouvements autour de l’équilibre géostrophique de ceux des ondes de marée interne pour étudier convenablement les dynamiques associées. Dans cette thèse, nous avons exploré la capacité de la mission SWOT à répondre à ses objectifs scientifiques en développant des outils innovants pour cartographier la SSH à haute résolution tout en séparant les dynamiques équilibrée et ondulatoire. Pour cela, la stratégie a été d’inclure la dynamique de l’océan dans les outils de cartographie de SSH sous forme d’assimilation de données avec des modèles physiques simples et adaptés à chaque dynamique. La première étape de notre travail a été d’appliquer la méthode du Back-and-Forth-Nudging (BFN) appliqué à un modèle Quasi-Géostrophique à une couche et demie (méthode dite du BFN-QG) pour cartographier la dynamique équilibrée de la SSH. Cette technique est testée avec des observations simulées et réelles. Les résultats montrent que le BFN-QG permet de réduire substantiellement les erreurs de cartographie comparé au système DUACS et que cette réduction est amplifiée lorsque SWOT est ajouté à la constellation d’altimètres nadirs. Par contre, les données nadirs se révèlent nécessaires pour contraindre les grandes échelles spatiales lorsque les données SWOT sont polluées par des erreurs spatialement corrélées. De plus, les performances sont réduites lorsque la dynamique équilibrée est faiblement énergétique. Dans un second temps, nous avons traité la problématique de séparation des dynamiques équilibrée et ondulatoire. Pour cela, nous avons développé un 4Dvar assimilant les observations de SSH dans un modèle Shallow-Water linéaire pour estimer la dynamique de marée interne (méthode dite du 4Dvar-SW). Un atout essentiel du 4Dvar-SW est sa capacité à estimer la marée interne non-stationnaire. Deux stratégies de séparation sont présentées. La première implémente un algorithme de minimisation alternée qui combine itérativement le BFN-QG et le 4Dvar-SW. Bien que testée dans un contexte idéalisé, cette technique semble prometteuse pour cartographier et séparer les contributions des deux dynamiques. Les résultats montrent que l’échantillonnage temporel des observations est déterminant pour estimer correctement la dynamique de marée interne, et par extension la dynamique équilibrée. La seconde stratégie repose sur l’implémentation d’un 4Dvar global en bases réduites et une contribution additive des deux modèles réduits. Cette technique est testée dans le cadre réaliste de la phase de calibration et validation au large de la Californie et les performances sont une nouvelles fois prometteuses, en particulier pour estimer la composante non-stationnaire de la marée interne. Note de contenu : 1- Introduction 2- Approche méthodologique et outils numériques 3- Cartographie altimétrique haute résolution de la dynamique équilibrée dans le contexte de la mission SWOT 4- Article 2 : Regional mapping of energetic short mesoscale ocean dynamics from altimetry : performances from real observations 5- Article 3 : Joint Estimation of Balanced Motions and Internal Tides From Future Wide-Swath Altimetry 6- Vers la cartographie simultanée des dynamiques équilibrée et de marée interne à partir des données SWOT 7- Conclusion Numéro de notice : 29013 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océan, Atmosphère, Hydrologie : Grenoble : 2022 Organisme de stage : Institut des Géosciences de l’Environnement DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-03775828 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101740

Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques / Thibault Malou (2022)  

Public Titre : Modélisations des écoulements fluviaux adaptées aux observations spatiales et assimilations de données altimétriques Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Thibault Malou, Auteur ; Jérôme Monnier, Directeur de thèse ; Pierre-André Garambois, Directeur de thèse Editeur : Toulouse [France] : Institut National des Sciences Appliquées INSA Toulouse Année de publication : 2022 Importance : 207 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité : Mathématiques et Applications Langues : Français (fre) Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] débit [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] écoulement des eaux [Termes IGN] image Sentinel-3 [Termes IGN] modélisation spatio-temporelle [Termes IGN] niveau de l'eau [Termes IGN] problème inverse [Termes IGN] réseau hydrographique [Termes IGN] rivière Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Ces travaux de thèse portent sur la modélisation des rivières adaptée à l'altimétrie spatiale, qui permet de mesurer la hauteur d'eau des rivières. Pour estimer le débit sur la base de ces données, les modèles mathématiques ont besoin d'être consistants avec l'échelle spatio-temporelle des observations (centaines de mètres et dizaines de jours) ainsi qu'une estimation de certaines grandeurs non-mesurées par ces satellites d'altimétrie, notamment la hauteur du fond et une paramétrisation physique (coefficient de friction).La difficulté de l'estimation du débit à partir des données altimétriques vient notamment de la pente de la surface libre, qui n'est pas non plus mesurée à une échelle assez fine. Une nouvelle méthodologie pour déterminer des lois algébriques locales d'estimation de débit (lois dites Stage-Fall-Discharge, SFD) à partir des données altimétriques issues de plusieurs satellites (e.g. Jason-3, Sentinel-3A et Sentinel-3B) est alors proposée. La méthode se base sur une modélisation hydrodynamique calibrée par assimilation des données altimétriques. Ces lois SFD sont déterminées de manière à reproduire le débit estimé par la modélisation hydrodynamique à partir de données altimétriques et de grandeurs hydrauliques simulées.Ces lois sont obtenues avec succès sur le réseau hydrographique complexe du Rio Negro-Rio Branco.La méthode devrait être applicable pour estimer le débit de manière opérationnelle.La modélisation adaptée aux observations spatiales nécessite donc de choisir des modèles cohérents avec les données disponibles et les échelles spatio-temporelles observées. De ce fait, l'équation de l'onde diffusante a l'avantage d'avoir comme variable d'état la hauteur d'eau de la rivière qui est directement mesurée contrairement au débit.Dans ces travaux, une double échelle spatio-temporelle est introduite pour prendre en compte l'échelle de la physique (petite échelle) et celle des observations (grande échelle). Les variations de la largeur sont négligeables à l'échelle de la physique, ce qui n'est pas le cas à l'échelle des observations. Une équation de l'onde diffusante adaptée à l'échelle des observations spatiales est établie. Cette nouvelle équation de l'onde diffusante prend en compte les variations de la largeur grâce à deux termes additionnels par rapport à l'équation classique.Une étude numérique met en avant que l'équation à l'échelle des observations estime avec une meilleure précision la pente de la surface libre et donc le débit par rapport à l'équation classique. Un des termes additionnels de l'équation à l'échelle des observations est aussi mis en avant grâce à une quantification de l'importance des termes d'un dictionnaire basée sur une régression parcimonieuse.Pour obtenir une estimation de la hauteur du fond et du coefficient de friction (non-observés par les satellites d'altimétrie), les données altimétriques sont assimilées dans les modèles hydrodynamiques en minimisant une fonction coût basée sur l'écart entre la hauteur modélisée et la hauteur mesurée. La qualité de cette assimilation de données dépend notamment de l'estimation de la covariance de l'erreur d'ébauche, i.e. erreur entre la valeur d'ébauche et la vraie valeur du paramètre, qui préconditionne la hessienne de la fonction coût. Cependant, cette covariance est couramment définie de manière empirique.Ainsi, ces travaux proposent une méthode pour estimer la covariance de l'erreur d'ébauche et la longueur de corrélation à partir des équations de la physique (équations de l'onde diffusante dans le cas présent) en utilisant les noyaux de Green.Ces nouveaux opérateurs ainsi que la longueur de corrélation consistante avec la physique couplée avec un noyau exponentiel décroissant donnent de meilleurs résultats que les opérateurs empiriques. Note de contenu : Introduction 1. Données satellitaires, modélisations d’écoulements fluviaux et problèmes inverses 1.1 Altimétrie spatiale et données satellitaires 1.2 Modélisation mathématique des écoulements 1.3 Problèmes inverses et assimilation de données 2. Generation and analysis of stage-fall-discharge laws from coupled hydrological-hydraulic river network model integrating sparse multi-satellite data 2.1 Introduction 2.2 Flow models and observables 2.3 Study zone and calibrated river network model 2.4 SFD calibration and analysis 2.5 Discussions 2.6 Conclusion 3. Double-scale diffusive wave equations dedicated to spatial rivers observations 3.1 Introduction 3.2 Derivation of the double-scale diffusive wave model 3.3 Numerical results 3.4 Quantification of each term importance 3.5 Conclusion 4. Covariance operators investigation from diffusive wave equations for data assimilation in hydrology 4.1 Introduction 4.2 Variational Data Assimilation based on classical covariance operators 4.3 Covariance operators from Green-like kernels of the double scale diffusive wave equations 4.4 Inference of the bathymetry zb(x) using the physically-derived covariance operators 4.5 Inference of the pair (zb, Ks)(x) from lower quality data 4.6 Conclusion 5. Travaux en perspectives et conclusion générale 5.1 Travaux en perspectives 5.2 Conclusion Numéro de notice : 26907 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Mathématiques et Applications : Toulouse : 2022 Organisme de stage : Institut de Mathématiques de Toulouse IMT nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 14/10/2022 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03630148/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101921

Le radar révèle des montagnes cachées / Laurent Polidori in Géomètre, n° 2198 (janvier 2022)

Public [article]  inGéomètre > n° 2198 (janvier 2022) . - pp 17 - 17 Titre : Le radar révèle des montagnes cachées Type de document : Article/Communication Auteurs : Laurent Polidori, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 17 - 17 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] Biomass [Termes IGN] longueur d'onde [Termes IGN] représentation du relief [Termes IGN] télédétection en hyperfréquence [Termes IGN] traitement d'image radar Résumé : (Auteur) Un radar embarqué sur satellite peut voir des reliefs cachés par l’eau, la forêt, le sable ou la glace. Numéro de notice : A2022-060 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtSansCL DOI : sans Date de publication en ligne : 01/01/2022 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99401 [article]

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On the TEC bias of altimeter satellites / Francisco Azpilicueta in Journal of geodesy, vol 95 n° 10 (October 2021)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 95 n° 10 (October 2021) . - n° 114 Titre : On the TEC bias of altimeter satellites Type de document : Article/Communication Auteurs : Francisco Azpilicueta, Auteur ; Bruno Nava, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : n° 114 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] altimétrie satellitaire par radar [Termes IGN] données DORIS [Termes IGN] données Jason [Termes IGN] données Topex-Poseidon [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] teneur totale en électrons [Termes IGN] traitement de données GNSS Résumé : (auteur) TOPEX/Poseidon, Jason-1, Jason-2 and Jason-3 altimeter missions have provided 27 + years of uninterrupted Total Electron Content (TEC) measurements since 1992, with unprecedented precision. Nevertheless, the issue of a possible systematic bias in the data was identified immediately after first TOPEX measurements were compared with measurements from other sources. The bias issue has remained open for decades, and it has increased in complexity because each new mission had its different bias. The purpose of this paper is to assess the problem of TEC bias of altimeters. Two approaches have been followed. The first one relied on the TEC data series of the four altimeters to determine inter-mission systematic biases using the last available data versions for each mission. The second approach consisted of inspecting the missions’ official reports to trace changes of the inter-mission and inter-version biases, including biases relative to DORIS ionospheric measurements. Both approaches have converged and resulted in the determination of a reference frame where missions, instruments and ionospheric reference levels could be compared. This reference frame was also used to analyze results published in representative papers during the last decades, including ionospheric data from the ENVISAT mission. This reference frame could help to assess TEC levels of the announced new data version of Jason-2, Jason-3 and the imminent Jason-CS/Sentinel missions. The main conclusion of this work is that Jason-1, ‘E’ data version, defines a TEC reference level which is compatible with most of the results found in the literature. Numéro de notice : A2021-747 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-021-01564-y Date de publication en ligne : 04/10/2021 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-021-01564-y Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98706 [article]

Fiducial reference systems for time and coordinates in satellite altimetry / Stelios Mertikas in Advances in space research, vol 68 n° 2 (15 July 2021)  

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Ten years of Lake Taupō surface height estimates using the GNSS interferometric reflectometry / Lucas D. Holden in Journal of geodesy, vol 95 n° 7 (July 2021)  

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Characterization of mass variations in Antarctica in response to climatic fluctuations from space-based gravimetry and radar altimetry data / Athul Kaitheri (2021)  

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Altimétrie de précision autour du détroit d'Ormuz : détermination d'un géoïde gravimétrique, d'altitudes orthométriques précises et de la variation du niveau moyen de la mer / Jean-Louis Carme in XYZ, n° 163 (juin 2020)

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Estuaries and coastal zones / Jiayi Pan (2020)  

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Satellite altimetry for earth sciences / Frédéric Frappart (2019)  

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Multi-purposeful application of geospatial data / Rustam B. Rustamov (2018)  

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Assimilation de données géodésiques et estimation de références pour l’étude du changement climatique – Présentation du projet ANR GEODESIE / David Coulot in XYZ, n° 152 (septembre - novembre 2017) 

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Extension of satellite altimetry Jason-2 sea level anomalies towards the Red Sea coast using polynomial harmonic techniques / A. M. Taqi in Marine geodesy, vol 40 n° 5 (September 2017)  

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Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 2. Observation des surfaces continentales par télédétection micro-onde / Nicolas Baghdadi (2017)

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