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Efficiency of carrier-phase integer ambiguity resolution for precise GPS positioning in noisy environments / L. Zhu in Journal of geodesy, vol 81 n° 2 (February 2007)
[article]
Titre : Efficiency of carrier-phase integer ambiguity resolution for precise GPS positioning in noisy environments Type de document : Article/Communication Auteurs : L. Zhu, Auteur ; Y.C. Lai, Auteur ; M. Shah, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : pp 149 - 156 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] brouillage
[Termes IGN] bruit (théorie du signal)
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] phase GPS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] résolution d'ambiguïtéRésumé : (Auteur) Precise GPS positioning relies on tracking the carrier-phase. The fractional part of carrier-phase can be measured directly using a standard phase-locked loop, but the integer part is ambiguous and the ambiguity must be resolved based on sequential carrier-phase measurements to ensure the required positioning precision. In the presence of large phase-measurement noise, as can be expected in a jamming environment for example, the amount of data required to resolve the integer ambiguity can be large, which requires a long time for any generic integer parameter estimation algorithm to converge. A key question of interest in significant applications of GPS where fast and accurate positioning is desired is then how the convergence time depends on the noise amplitude. Here we address this question by investigating integer least-squares estimation algorithms. Our theoretical derivation and numerical experiments indicate that the convergence time increases linearly with the noise variance, suggesting a less stringent requirement for the convergence time than intuitively expected, even in a jamming environment where the phase noise amplitude is large. This finding can be useful for practical design of GPS-based systems in a jamming environment, for which the ambiguity resolution time for precise positioning may be critical. Copyright Springer Numéro de notice : A2007-048 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-006-0096-y En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-006-0096-y Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=28413
in Journal of geodesy > vol 81 n° 2 (February 2007) . - pp 149 - 156[article]Exemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 266-07021 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible 266-07022 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Développement d'un logiciel de traitement de données GPS dans le cadre des réseaux GNSS temps réel / Omid Kamali (2006)
Titre : Développement d'un logiciel de traitement de données GPS dans le cadre des réseaux GNSS temps réel Type de document : Mémoire Auteurs : Omid Kamali, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2006 Importance : 60 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Mémoire de master 2ème année, spécialité : sciences de l'information géographiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] données GPS
[Termes IGN] Global Navigation Satellite System
[Termes IGN] GPS en mode différentiel
[Termes IGN] logiciel de post-traitement GPS
[Termes IGN] mesurage de phase
[Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] réseau géodésique permanent
[Termes IGN] SCILAB
[Termes IGN] station de référence
[Termes IGN] temps réel
[Termes IGN] traitement de données GNSSIndex. décimale : DSIG Mémoires du master 2 IG, du master 2 SIG, de l'ex DEA SIG Résumé : (Auteur) La localisation est une idée fondamentale et ancienne des sciences géographiques. L'évolution de la notion de la localisation, tend aujourd'hui vers une localisation en temps réel. Les systèmes actuels de localisation GPS (américain) et GLONASS (Russe) à l'image du futur système GALILEO (européen) permettent aux utilisateurs de calculer leur position en temps réel par mesure des distances géométriques entre le récepteur et un ensemble de satellites en orbite. Le travail présenté dans ce rapport montre les démarches pour créer un logiciel de localisation GPS en utilisant les mesures de phase en mode différentiel. L'architecture de ce logiciel a été faite tout en respectant la perspective de son fonctionnement dans le cadre d'un réseau de station de référence qui est employé pour accroître la performance du système de positionnement RTK. Note de contenu : ETUDE THEORIQUE DU GPS
Historique du système GPS
Les erreurs affectant les mesures GPS
Les mesures GPS
DESCRIPTION GENERALE DU LOGICIEL
Utilitaires en C
DESCRIPTION DETAILLEE DU LOGICIEL
Les fonctions de lecture des données : NAV - OBS
Prétraitement :
- Indexage - Temps_émission. - ECI - ECEF
Traitement :
- Flottant - Tests de convergence d'ambiguité - Lambda - Test des candidats d'ambiguïté - Position_fixe
LES TESTS
Données utilisées pour réaliser les comparaisons
Le logiciel Leica SkiPro
Choix du satellite Pivot
Comparaison, sur une courte ligne de base, entre les solutions fixées et les vraies positions
- Méthode de calcul - Tendance des distances entre les points
Comparaison, sur une courte ligne de base, entre la solution ambiguïtés fixées de Scilab et la solution ambiguïtés fixées de SkiPro
Comparaison, en faisant varier la longueur de la ligne de base, entre la solution ambiguités-flottantes Scilab, la solution ambiguités flottantes SkiPro et la vraie solution
Comparaison des logiciels Skipro et Scilab pour la résolution des ambiguïtés entières avec différentes lignes de baseNuméro de notice : 23622 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire Master 2 IG Organisme de stage : Ecole Supérieure des Géomètres et Topographes ESGT Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=51542 Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 23622-01 DSIG Livre Centre de documentation En réserve Mezzanine Disponible
Titre : Precise relative positioning of formation flying spacecraft using GPS Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Remco Kroes, Auteur Editeur : Delft : Netherlands Geodetic Commission NGC Année de publication : 2006 Collection : Netherlands Geodetic Commission Publications on Geodesy, ISSN 0165-1706 num. 61 Importance : 163 p. Format : 17 x 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-90-6132-296-2 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] compensation Lambda
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] GRACE
[Termes IGN] image TerraSAR-X
[Termes IGN] mesurage de pseudo-distance
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] navigation spatiale
[Termes IGN] orbitographie par GNSS
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] qualité des données
[Termes IGN] résolution d'ambiguïté
[Termes IGN] signal GPSIndex. décimale : 30.70 Navigation et positionnement Résumé : (Auteur) Spacecraft formation flying is currently considered as a key technology for advanced space missions. Compared to large individual spacecraft, the distribution of Sensor systems amongst multiple platforms offers improved flexibility and redundancy, shorter times to mission and the prospect of being more cost effective. Besides these advantages, satellite formations in low Earth orbit provide advanced science opportunities that cannot, or not easily, be realized with single spacecraft. One of the fundamental issues of spacecraft formation flying is the determination of the relative state (position and velocity) between the satellite vehicles within the formation. Knowledge of these relative states in (near) real-time is important for operational aspects. In addition, some of the scientific applications, such as high resolution interferometry, require an accurate post-facto knowledge of these States. The goal of this dissertation is therefore to develop, implement and test a method for high precise post-facto relative positioning of formation flying spacecraft, using GPS observation data. The need for such a methodology comes from scientific satellite formation flying missions that are currently being planned. A good example here is the Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry formation consisting of the TerraSAR-X and TanDEM-X satellites. The primary mission objective here requires the relative position to be known within a 2 mm precision (1-dimensional).
GPS receivers are often considered as the primary instruments for precise relative navigation in future satellite formation flying missions. As is commonly known, precise relative positioning between GPS receivers in geodetic networks is exercised on a routine basis. Furthermore, GPS receivers are already frequently used onboard satellites to perform all kinds of navigational tasks, are suitable for real-time applications and provide measurements with a 3-dimensional nature.
Previous studies carried out in this research area focussed on the real-time or operational aspects, and all used GPS data obtained from software or hardware-in-the-loop simulations. This dissertation clearly distinguishes itself due to the fact that the developed methodology has been tested using real-world GPS data from the GRACE mission, which in addition also provides a precise way to validate the obtained results by means of the GRACE K/Ka-Band Ranging System (KBR) observations.
One of the key aspects of any GPS positioning application is the quality of the observation data used. To this extent an in-flight performance analysis of the used GRACE (and CHAMP) GPS data bas been carried out. The results show that the GRACE GPS pseudorange observations, on the individual frequencies, are subject to systematic errors in the order of 10-15 cm. Furthermore, an assessment of the noise of both the GPS pseudorange and carrier phase data demonstrates that the noise of the GRACE B observation data is significantly lower.
When using GPS for precise relative spacecraft positioning, the trajectory or orbit of one of the spacecraft, serving as the reference, has to be known to the best possible extent. In order to facilitate this, a total of three precise orbit determination strategies, using undifferenced ionosphere free GPS pseudorange and carrier phase observations, have been implemented and tested. They comprise a kinematic and reduced dynamic batch LSQ estimation method, as well as an extended Kalman filter/smoother (EKF), that also form the conceptual basis for the relative spacecraft positioning strategies. Each of the precise orbit determination concepts has been tested using GPS data from the CHAMP and GRACE missions. The reduced dynamic batch LSQ orbits were validated with Satellite Laser Ranging data, where the residuals showed an RMS of 3-4 cm.
Out of a total of four possible processing strategies that have been identified for relative spacecraft positioning, only an extended Kalman filter/smoother has proven to work satisfactorily when tested on the real-world GRACE GPS data. The EKF processes single difference GPS pseudorange and carrier phase observations and uses (pseudo) relative spacecraft dynamics to propagate the relative satellite state over the observation epochs. Despite its single difference parametrization the EKF can still resolve and incorporate the integer double difference carrier phase ambiguities, which is commonly regarded as, and has proven to be in this dissertation, the key to precise GPS based relative positioning. Estimation of the integer ambiguities is accomplished by the well known Least Squares Ambiguity Decorrelation Adjustment (LAMBDA) method. Due to the presence of systematic errors in the GRACE GPS data, a relatively conservative validation of the estimated integer ambiguity parameters was found to be required prior to their incorporation in the filter. When validating the daily ambiguity fixed GRACE relative position solutions from the EKF with the KBR observations, it has been shown that an actual overall relative position precision of 0.9 mm (1-dimensional) over a 101 day data arc is achieved. This dissertation is the first that proves that such precision can be truly obtained for real-world relative spacecraft positioning applications.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Spacecraft formation flying using GPS
1.2 Research objective and motivation
1.3 The CHAMP and GRACE satellite missions
1.4 Outline
2 GPS observations
2.1 Observation types
2.3 Linear data combinations
2.4 Linearization for positioning
2.5 Relative positioning models
2.6 GPS data quality
3 Precise orbit determination
3.1 GPS orbit and clock products
3.2 Reference frame transformations.
3.3 Kinematic orbit determination.
3.4 Reduced dynamic orbit determination
3.5 GHOST toolkit
3.6 POD results
4 Relative spacecraft positioning
4.1 Integer ambiguity resolution
4.2 Proposed processing strategies
4.3 Details of the extended Kalman filter
4.4 Extended Kalman filter results.
4.5 Some words on
5 Conclusions and outlookNuméro de notice : 15179 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère DOI : sans En ligne : https://www.ncgeo.nl/downloads/61Kroes.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55089 Exemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15179-01 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 15179-02 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Le point sur les traitements de données GNSS en réseau pour un positionnement centimétrique temps réel de meilleure qualité / Romain Legros in XYZ, n° 105 (décembre 2005 - février 2006)
[article]
Titre : Le point sur les traitements de données GNSS en réseau pour un positionnement centimétrique temps réel de meilleure qualité Type de document : Article/Communication Auteurs : Romain Legros, Auteur ; F. Molle, Auteur ; N. Balard, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 51 - 58 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] double différence
[Termes IGN] interpolation
[Termes IGN] perturbation ionosphérique
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] réfraction atmosphérique
[Termes IGN] temps réel
[Termes IGN] traitement de données GNSSRésumé : (Auteur) Depuis les années 80 et la mise en place du système GPS, les recherches dans le domaine du radiopositionnement par méthodes GNSS n'ont cessé de s'étendre et il est aujourd'hui possible de se positionner en temps réel avec une précision centimétrique de manière totalement transparente en traitant les données d'observation en réseau, afin de résoudre de manière satisfaisante la majorité des problèmes rencontrés en mode RTX. D'une manière générale, il s'agit de modéliser les erreurs spatialement corrélées (ionosphère, troposphère et éphémérides) sur chaque station avant de mettre en place des modèles de propagation en réseau (plans, polynômes ou modèles d'interpolation plus ou moins complexes) et de diffuser les données nécessaires aux utilisateurs (corrections et/ou observations) pour qu'ils puissent se positionner par double différence avec la précision escomptée suivant diverses approches. L'enjeu est de taille puisqu'il s'agit, au moment où plusieurs réseaux sont en passe de couvrir le territoire (ORPHEON, TERIA, etc.), de démocratiser l'utilisation de l'information géographique en favorisant son accès. Numéro de notice : A2005-485 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27621
in XYZ > n° 105 (décembre 2005 - février 2006) . - pp 51 - 58[article]Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 112-05041 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Exclu du prêt Ionospheric modeling: the key to GNSS ambiguity resolution / T. Richert in GPS world, vol 16 n° 6 (June 2005)
[article]
Titre : Ionospheric modeling: the key to GNSS ambiguity resolution Type de document : Article/Communication Auteurs : T. Richert, Auteur ; Naser El-Sheimy, Auteur Année de publication : 2005 Article en page(s) : pp 35 - 40 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] diffusion du rayonnement
[Termes IGN] Global Navigation Satellite System
[Termes IGN] modèle ionosphérique
[Termes IGN] précision des données
[Termes IGN] précision géométrique (imagerie)
[Termes IGN] propagation ionosphérique
[Termes IGN] résolution d'ambiguïtéRésumé : (Editeur) The GPS carrier-phase observable is more than 100 times more precise than the code-based pseudorange observable. Unfortunatly, it is also ambigous. If we want to use the carrier phase as a range measurement in positioning or navigation, we must account somehow for the unknown integer number of cycles or turns of phase in the initial measurement when a GPS receiver locks onto satellite's L1 or L2 signal carrier. Mathematicians, scientists and engineering have developed clever techniques for helping these integer ambiguities either in real time or in post-processing collected data. However, the success of these techniques in correctly determining the ambiguities depends on several factors including wether a point or relative positioning technique is employed, the length of the baseline in relative positioning, and how well a variety of errors afflicting the measurements can be mitigated. One source of such errors is the ionosphere. In this month's column, we examine how ionospheric modeling helps in the resolution of carrier-phase ambiguities and how the rate of success in correctly determining the ambiguities will be much improved when GPS observations are combined with those of the future Gallileo system. Numéro de notice : A2005-279 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27415
in GPS world > vol 16 n° 6 (June 2005) . - pp 35 - 40[article]Exemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 067-05061 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible PermalinkPhase ambiguity determination for the positioning of interferometric SAR data / A. Sowter in Photogrammetric record, vol 18 n° 104 (December 2003 - February 2004)PermalinkAmélioration de la précision de la localisation différentielle temps réel par mesure de phase des systèmes GNSS / Stéphane Durand (2003)PermalinkGPS : Theory, algorithms and applications / Guochang Xu (2003)PermalinkZur Bestimmung der GPS-Phasenmehrdeutigkeiten in großräumigen Netzen / K. Wienholz (2003)Permalink0,99999999 confidence ambiguity resolution with GPS and Galileo / Christian Tiberius in GPS solutions, vol 6 n° 1-2 (November 2002)PermalinkApplication des méthodes de résolution d'ambigüités sur la mesure de phase GPS à l'approche de précision / J.P. Chauveau (2002)PermalinkPermalinkStatistische Untersuchung ganzzahliger und reellwertiger unbekannter Parameter im GPS-Modell / B. Gundlich (2002)PermalinkUse of a multi-reference GPS station network for precise 3D positioning in constricted waterway / Luis P. Fortes in International hydrographic Review, vol 77 n° 1 (01/07/2000)Permalink