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A quelles altitudes se trouvent les horloges atomiques de l'observatoire de Paris ? / Xavier Collilieux in XYZ, n° 156 (septembre - novembre 2018)

Public [article]  inXYZ > n° 156 (septembre - novembre 2018) . - pp 26 - 30 Titre : A quelles altitudes se trouvent les horloges atomiques de l'observatoire de Paris ? Type de document : Article/Communication Auteurs : Xavier Collilieux , Auteur ; Pacôme Delva, Auteur ; Laurent Heydel , Auteur ; Guillaume Lion , Auteur ; Fabien Bergerault, Auteur ; Raphaëlle Delaugerre, Auteur ; Loïc Evrard, Auteur ; Sylvain Gonnet, Auteur ; Damien Pesce, Auteur ; Patrice Prezat, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : pp 26 - 30 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Nivellement [Termes descripteurs IGN] altitude [Termes descripteurs IGN] chronométrie [Termes descripteurs IGN] fréquence [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] métrologie [Termes descripteurs IGN] nivellement direct [Termes descripteurs IGN] Observatoire de Paris [Termes descripteurs IGN] positionnement par GNSS [Termes descripteurs IGN] potentiel de pesanteur terrestre Résumé : (Auteur) L’exactitude des horloges optiques permet d’envisager dans le futur leur utilisation pour déterminer des différences d’altitudes à une précision centimétrique. Les développements actuels consistent à comparer les fréquences d’horloges en cours de développement. Ainsi, la mise en place de protocoles de comparaison constitue une première étape. Aujourd’hui, c’est encore au géomètre, au moyen des techniques traditionnelles, de déterminer l’altitude des horloges pour permettre ces comparaisons et fournir une mesure de référence. Cet article décrit les opérations de nivellement effectuées par l’IGN à l’Observatoire de Paris dans le contexte de projets scientifiques européens impliquant le laboratoire SYRTE de l’Observatoire de Paris. Numéro de notice : A2018-394 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueNat DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90830 [article]

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High performance clocks and gravity field determination / J. Muller in Space Science Reviews, vol 214 n° 1 (February 2018)  

Public [article]  inSpace Science Reviews > vol 214 n° 1 (February 2018) Titre : High performance clocks and gravity field determination Type de document : Article/Communication Auteurs : J. Muller, Auteur ; D. Dirkx, Auteur ; S. M. Kopeikin, Auteur ; Guillaume Lion , Auteur ; Isabelle Panet , Auteur ; Gérard Petit, Auteur ; Pieter N.A.M. Visser, Auteur Année de publication : 2018 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] chronométrie [Termes descripteurs IGN] échelle de temps [Termes descripteurs IGN] gravimétrie spatiale [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] International Terrestrial Reference Frame [Termes descripteurs IGN] potentiel de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] relativité générale Résumé : (auteur) Time measured by an ideal clock crucially depends on the gravitational potential and velocity of the clock according to general relativity. Technological advances in manufacturing high-precision atomic clocks have rapidly improved their accuracy and stability over the last decade that approached the level of 10−18. This notable achievement along with the direct sensitivity of clocks to the strength of the gravitational field make them practically important for various geodetic applications that are addressed in the present paper. Based on a fully relativistic description of the background gravitational physics, we discuss the impact of those highly-precise clocks on the realization of reference frames and time scales used in geodesy. We discuss the current definitions of basic geodetic concepts and come to the conclusion that the advances in clocks and other metrological technologies will soon require the re-definition of time scales or, at least, clarification to ensure their continuity and consistent use in practice. The relative frequency shift between two clocks is directly related to the difference in the values of the gravity potential at the points of clock’s localization. According to general relativity the relative accuracy of clocks in 10−18 is equivalent to measuring the gravitational red shift effect between two clocks with the height difference amounting to 1 cm. This makes the clocks an indispensable tool in high-precision geodesy in addition to laser ranging and space geodetic techniques. We show how clock measurements can provide geopotential numbers for the realization of gravity-field-related height systems and can resolve discrepancies in classically-determined height systems as well as between national height systems. Another application of clocks is the direct use of observed potential differences for the improved recovery of regional gravity field solutions. Finally, clock measurements for space-borne gravimetry are analyzed along with closely-related deficiencies of this method like an extra-ordinary knowledge of the spacecraft velocity, etc. For all these applications besides the near-future prospects, we also discuss the challenges that are related to using those novel clock data in geodesy. Numéro de notice : A2018-197 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s11214-017-0431-z date de publication en ligne : 30/11/2017 En ligne : https://doi.org/10.1007/s11214-017-0431-z Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89864 [article]

Détermination d’un modèle géopotentiel à haute résolution en zone littorale aidé par des mesures d’horloges atomiques / Hugo Lecomte (2018) 

Public Titre : Détermination d’un modèle géopotentiel à haute résolution en zone littorale aidé par des mesures d’horloges atomiques Type de document : Mémoire Auteurs : Hugo Lecomte, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2018 Importance : 55 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle Ingénieur 2e année Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] analyse spectrale [Termes descripteurs IGN] anomalie de pesanteur [Termes descripteurs IGN] Bretagne [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] chronométrie [Termes descripteurs IGN] collocation par moindres carrés [Termes descripteurs IGN] covariance [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] levé gravimétrique [Termes descripteurs IGN] littoral [Termes descripteurs IGN] littoral atlantique (France) [Termes descripteurs IGN] modèle de géopotentiel local [Termes descripteurs IGN] potentiel de pesanteur terrestre [Termes descripteurs IGN] processus gaussien [Termes descripteurs IGN] quasi-géoïde Index. décimale : PROJET Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (auteur) Les récentes avancées technologiques en matière de chronométrie permettent de réaliser des comparaisons d’horloge à distance avec une incertitude proche de 10−18 en terme de fréquence relative. Avec une telle exactitude, il est possible d’accéder à un nouveau type d’observable géodésique qui pourrait nous servir à améliorer notre connaissance du champ de gravité terrestre, et donc du géoïde, et envisager d’autres applications en Sciences de la Terre. En effet, au lieu d’utiliser un modèle de champ de gravité à l’état de l’art pour prédire les décalages de fréquence entre horloges, les horloges permettraient de mesurer des différences de géopotentiel directement avec une précision centimétrique. C’est le principe de la géodésie chronométrique. Les méthodes utilisées jusqu’à présent par la géodésie pour déterminer le géopotentiel reposent principalement sur des approches indirectes combinant données gravimétriques, gradiométriques et topographiques. Actuellement, il est possible de reconstruire le potentiel à partir des données satellitaires GRACE et GOCE avec une précision centimétrique à des résolutions de l’ordre de 100 km. Néanmoins, cette résolution n’est pas suffisante pour pouvoir accéder à l’intégralité des variations du géoïde, comme dans les régions montagneuses par exemple. Pour accéder à une résolution spatiale plus fine, le potentiel est calculé en intégrant les données de gravimétrie près de la surface. Or, la répartition inégale de ces données limite la précision de reconstruction, en particulier dans les zones de transitions (côtes, frontières entre pays), avec très souvent des trous de données dans les régions difficiles d’accès. Dans Lion et al. [2017b], il a été montré que compléter un réseau de données gravimétriques en région montagneuse avec des données de type potentiel de gravité pouvait permettre d’améliorer significativement la détermination du géopotentiel à très haute résolution spatiale, au-delà de ce qui est possible de faire avec uniquement les satellites. Par ailleurs, une grande précision sur la détermination des altitudes est cruciale dans les zones côtières, mal couvertes par les données gravimétriques. Nous avons étudié deux zones côtières, la Bretagne et la côte Atlantique au centre de la France. Ces régions présentent une séparation terre-mer avec deux couvertures de données différentes. La méthode consiste à générer un champ de données synthétiques à haute résolution, de simuler des mesures (données gravimétriques et de comparaison d’horloges) de ce champ pour finalement reconstruire une carte du géopotentiel à l’aide des mesures simulées en utilisant la collocation par moindres carrés. La qualité de la reconstruction est établie en comparant le champ original utilisé pour générer des mesures au champ calculé. Nous avons montré qu’en ajoutant quelques points de mesures d’horloges, il est possible de réduire le biais significativement et l’écart-type d’un facteur 2. Les effets de la quantité de mesures d’horloges, de l’influence du modèle de covariance utilisé ou encore du type de répartition de covariance ont aussi été étudiés. Note de contenu : Introduction 1- Présentation des données et de la chaine de calcul 2- Résultats sur la contribution des données d’horloges 3- Discussion sur l’influence de différents paramètres Conclusion Numéro de notice : 21825 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : SYRTE, Observatoire de Paris Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91332

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Improving the modeling of the atmospheric delay in the data analysis of the Intensive VLBI sessions and the impact on the UT1 estimates / Tobias Nilsson in Journal of geodesy, vol 91 n° 7 (July 2017)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 91 n° 7 (July 2017) . - pp 857 - 866 Titre : Improving the modeling of the atmospheric delay in the data analysis of the Intensive VLBI sessions and the impact on the UT1 estimates Type de document : Article/Communication Auteurs : Tobias Nilsson, Auteur ; Benedikt Soja, Auteur ; Kyriakos Balidakis, Auteur ; Maria Karbon, Auteur ; Robert Heinkelmann, Auteur ; Zhiguo Deng, Auteur ; Harald Schuh, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 857 - 866 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes descripteurs IGN] analyse de données [Termes descripteurs IGN] filtre de Kalman [Termes descripteurs IGN] gradient de troposphère [Termes descripteurs IGN] interférométrie à très grande base [Termes descripteurs IGN] longueur du jour [Termes descripteurs IGN] modèle atmosphérique [Termes descripteurs IGN] retard troposphérique zénithal [Termes descripteurs IGN] temps universel Résumé : (Auteur) The very long baseline interferometry (VLBI) Intensive sessions are typically 1-h and single-baseline VLBI sessions, specifically designed to yield low-latency estimates of UT1-UTC. In this work, we investigate what accuracy is obtained from these sessions and how it can be improved. In particular, we study the modeling of the troposphere in the data analysis. The impact of including external information on the zenith wet delays (ZWD) and tropospheric gradients from GPS or numerical weather prediction models is studied. Additionally, we test estimating tropospheric gradients in the data analysis, which is normally not done. To evaluate the results, we compared the UT1-UTC values from the Intensives to those from simultaneous 24-h VLBI session. Furthermore, we calculated length of day (LOD) estimates using the UT1-UTC values from consecutive Intensives and compared these to the LOD estimated by GPS. We find that there is not much benefit in using external ZWD; however, including external information on the gradients improves the agreement with the reference data. If gradients are estimated in the data analysis, and appropriate constraints are applied, the WRMS difference w.r.t. UT1-UTC from 24-h sessions is reduced by 5% and the WRMS difference w.r.t. the LOD from GPS by up to 12%. The best agreement between Intensives and the reference time series is obtained when using both external gradients from GPS and additionally estimating gradients in the data analysis. Numéro de notice : A2017-298 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern En ligne : http://doi.org/10.1007/s00190-016-0985-7 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=85333 [article]

Determination of a high spatial resolution geopotential model using atomic clock comparisons / Guillaume Lion in Journal of geodesy, vol 91 n° 6 (June 2017)    

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 91 n° 6 (June 2017) . - pp 597 - 611 Titre : Determination of a high spatial resolution geopotential model using atomic clock comparisons Type de document : Article/Communication Auteurs : Guillaume Lion , Auteur ; Isabelle Panet , Auteur ; Peter Wolf, Auteur ; C. Guerlin, Auteur ; Sébastien Bize, Auteur ; Pacôme Delva, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 597 - 611 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes descripteurs IGN] Alpes (France) [Termes descripteurs IGN] champ de pesanteur local [Termes descripteurs IGN] collocation par moindres carrés [Termes descripteurs IGN] covariance [Termes descripteurs IGN] erreur systématique [Termes descripteurs IGN] horloge atomique [Termes descripteurs IGN] horlogerie [Termes descripteurs IGN] levé gravimétrique [Termes descripteurs IGN] Massif central (France) [Termes descripteurs IGN] modèle de géopotentiel local [Termes descripteurs IGN] qualité des données Résumé : (Auteur) Recent technological advances in optical atomic clocks are opening new perspectives for the direct determination of geopotential differences between any two points at a centimeter-level accuracy in geoid height. However, so far detailed quantitative estimates of the possible improvement in geoid determination when adding such clock measurements to existing data are lacking. We present a first step in that direction with the aim and hope of triggering further work and efforts in this emerging field of chronometric geodesy and geophysics. We specifically focus on evaluating the contribution of this new kind of direct measurements in determining the geopotential at high spatial resolution (≈10 km). We studied two test areas, both located in France and corresponding to a middle (Massif Central) and high (Alps) mountainous terrain. These regions are interesting because the gravitational field strength varies greatly from place to place at high spatial resolution due to the complex topography. Our method consists in first generating a synthetic high-resolution geopotential map, then drawing synthetic measurement data (gravimetry and clock data) from it, and finally reconstructing the geopotential map from that data using least squares collocation. The quality of the reconstructed map is then assessed by comparing it to the original one used to generate the data. We show that adding only a few clock data points (less than 1% of the gravimetry data) reduces the bias significantly and improves the standard deviation by a factor 3. The effect of the data coverage and data quality on the results is investigated, and the trade-off between the measurement noise level and the number of data points is discussed. Numéro de notice : A2017-286 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-016-0986-6 date de publication en ligne : 11/01/2017 En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/s00190-016-0986-6 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=85319 [article]

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en open access Determination of a high spatial resolution ... - pdf éditeur Adobe Acrobat PDF

NRC Remote clock secure dissemination of traceable time / Marina Gertsvolf in Inside GNSS, vol 12 n° 3 (May - June 2017)  

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Fundamental astronomy / Hannu Karttunen (2017)  

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Les références de temps et d'espace / Claude Boucher (2017)

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Springer handbook of Global Navigation Satellite Systems / Peter J.G. Teunissen (2017)

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The clock at the center of the universe / Gavin Schrock in xyHt, vol 2015 n° 6 (June 2015)

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Vector delay lock loops: How do vector delay lock loops predict the satellite signals? / M. Lashley in Inside GNSS, vol 7 n° 5 (September - October 2012) 

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La navigation saharienne avant le GPS : seconde partie : Le compas solaire Abrams et astronomie de position / Paul Courbon in XYZ, n° 126 (mars - mai 2011)

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Asymmetric tropospheric delays from numerical weather models for UT1 determination from VLBI Intensive sessions on the baseline Wettzell–Tsukuba / Johannes Böhm in Journal of geodesy, vol 84 n° 5 (May 2010)  

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Geolocation and time: an evolution of the millennial pair, Part 1 / J. Triglav in Geoinformatics, vol 12 n° 7 (01/10/2009)

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La mesure de l'espace au service de la performance sportive : l'exemple de la Fédération Française d'Athlétisme / B. Amsalem in XYZ, n° 120 (septembre - novembre 2009)

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