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Correction troposphérique des interférogrammes issus d’images radar par mesures GNSS et modèle global d’atmosphère / Vincent Dubreuil (2016)
Titre : Correction troposphérique des interférogrammes issus d’images radar par mesures GNSS et modèle global d’atmosphère Type de document : Mémoire Auteurs : Vincent Dubreuil, Auteur Editeur : Strasbourg : Institut National des Sciences Appliquées INSA Strasbourg Année de publication : 2016 Importance : 70 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Mémoire de fin d'études INSA StrasbourgLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] correction troposphérique
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] interpolation
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] positionnement absolu
[Termes IGN] positionnement différentiel
[Termes IGN] retard troposphérique zénithal
[Termes IGN] Réunion, île de laIndex. décimale : INSAS Mémoires d'ingénieur de l'INSA Strasbourg - Topographie, ex ENSAIS Résumé : (Auteur) L’équipe L2G du laboratoire GeF du CNAM/ESGT travaille sur la correction de mesures InSAR des phénomènes atmosphériques par estimations des retards troposphériques (ZTD). Pour cela, deux méthodes sont utilisées, une correction par GNSS et par modèle global d’atmosphère. Les problématiques qui se posent donc dans ce Projet de Fin d’Etudes sont la méthode d’interpolation des délais troposphériques issus du GNSS qui se doit d’être utilisée, la qualité qui peut être attendue sur les cartes interpolées et l’intérêt de la combinaison d’un modèle global d’atmosphère avec des mesures GNSS. Il en est ressorti que dans une analyse effectuée en relatif ces deux méthodes de correction s’accordent, mais qu’il existe des disparités en absolu. Note de contenu :
INTRODUCTION
1. ETAT DE L'ART
1.1. Interférométrie radar
1.2. Représentation de l'atmosphère
1.3. Correction atmosphérique des mesures interférométriques
1.4. Différentes méthodes d’interpolation
2. METHODES DE TRAVAIL
2.1. Traitements et scripts réalisés
2.2. Traitement interférométrique avec le logiciel DORIS
2.3. Utilisation du GNSS en InSAR
2.4. Utilisation de l’outil TRAIN
3. PRESENTATION DU SITE DE L’ETUDE ET DES DONNEES UTILISEES
3.1. Le site de l’étude
3.2. Les données
4. APPLICATION
4.1. Les mesures interférométriques
4.2. Les mesures de délais par GNSS
4.3. Les mesures de délais par modèle d’atmosphère global ERA-Interim
4.4. Cartes corrigées
CONCLUSIONNuméro de notice : 22693 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Mémoire ingénieur INSAS Organisme de stage : CNAM/ESGT Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84830 Documents numériques
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22693_Correction troposphérique des interférogrammes issus d’images radar par mesures GNSS et modèle global d’atmosphèreAdobe Acrobat PDF Modeling and sensing the vertical structure of the atmospheric path delay by microwave radiometry to correct SAR interferograms / Patrizia Basili in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 52 n° 2 (February 2014)
[article]
Titre : Modeling and sensing the vertical structure of the atmospheric path delay by microwave radiometry to correct SAR interferograms Type de document : Article/Communication Auteurs : Patrizia Basili, Auteur ; Stefania Bonafoni, Auteur ; Piero Ciotti, Auteur ; Nazzareno Pierdicca, Auteur Année de publication : 2014 Article en page(s) : pp 1324 - 1335 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] correction atmosphérique
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] erreur de phase
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] radiosondage
[Termes IGN] température de luminance
[Termes IGN] temps de propagation
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eauRésumé : (Auteur) The vertical structure of the atmospheric water vapor induces phase errors in interferometric synthetic aperture radar (SAR) data. This paper presents a simulation study to investigate whether spaceborne submillimeter radiometric observations, which can be realized with fairly high spatial resolution, are able to derive the vertical structure of the atmospheric wet delay. The accuracy of the retrieved zenith wet delay (ZWD) trend as a function of surface height is assessed in order to correct the associated height dependence of the interferometric phase error in a SAR interferogram. Using a simulated benchmark, we evaluate the errors associated with the use of both a linear and an exponential model of the behavior of ZWD as a function of the surface height. This paper shows a fairly accurate reconstruction of the trend parameters estimated from radiometer brightness temperature images, with respect to realistic atmospheric profiles provided by radiosounding observations (RAOBs). The trend parameters that we consider in this paper are the slope K for the linear model and scale height H for the exponential one. An overall better accuracy is found for the exponential model, which is more representative of the actual behavior of ZWD with height, resulting in a residual uncertainty in the path delay due to the atmospheric stratification of approximately 0.2-0.3 cm and nearly zero bias, as compared to RAOBs. Numéro de notice : A2014-070 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2013.2250292 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2013.2250292 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32975
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 52 n° 2 (February 2014) . - pp 1324 - 1335[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 065-2014021 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Modélisation de la propagation troposphérique des signaux de positionnement par satellites : un tour d'horizon / Camille Desjardins (2014)
Titre : Modélisation de la propagation troposphérique des signaux de positionnement par satellites : un tour d'horizon Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Camille Desjardins, Auteur ; Richard Biancale, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2014 Importance : 326 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l’obtention du doctorat de l’université de Toulouse III - Paul Sabatier, Spécialité : Sciences de la Terre et des planètes solidesLangues : Français (fre) Descripteur : [Termes IGN] analyse de sensibilité
[Termes IGN] eau pluviale
[Termes IGN] lancer de rayons
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] modèle numérique
[Termes IGN] neige
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] retard troposphérique
[Vedettes matières IGN] Traitement de données GNSSIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les signaux électromagnétiques micro-ondes utilisés par les systèmes de positionnement par satellites, se propagent à la vitesse de la lumière en ligne droite dans le vide mais ont leur propagation modifiée par l’atmosphère terrestre. Dans la basse atmosphère nommée troposphère où se déroulent la majorité des phénomènes météorologiques, ces ondes sont ralenties et leur trajectoire est infléchie. Ces effets sont pris en compte dans les équations de mesures des systèmes de navigation par satellites par un terme correctif appelé délai troposphérique dépendant de la composition de l’atmosphère et de ses variations spatiales et temporelles. Dans un premier temps, ce travail de thèse se focalise sur plusieurs points de la modélisation des délais troposphériques utilisant l’information tridimensionnelle contenue dans les analyses du centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF). La variation spatiale des délais obtenus est conservée précisément dans une fonctionnelle nommée Adaptive Mapping Function (AMF) et paramétrée par quelques dizaines de coefficients. Une amélioration de la description des variations verticales et horizontales des paramètres météorologiques dont les délais sont déduits, est proposée permettant ainsi une meilleure cohérence avec les lois physiques régissant chacun de ces paramètres. Une analyse de la sensibilité des délais troposphériques à différentes hypothèses simplificatrices de modélisation est ensuite effectuée confirmant que celles utilisées nominalement sont compatibles avec notre objectif de modéliser les délais troposphériques à la précision millimétrique. Enfin, l’influence de l’eau liquide et des cristaux de glace contenus dans l’atmosphère sur le délai troposphérique, classiquement négligée en géodésie spatiale, est étudiée. La contribution de ces phases de l’eau, fortement variable temporellement et spatialement, peut représenter jusqu’à 1 % du délai troposphérique et apparaît ainsi clairement non négligeable pour les applications géodésiques recherchant une précision millimétrique. Dans un second temps, dans le cadre de restitutions d’orbites GPS, la cohérence subcentimétrique des délais troposphériques sans ajustement calculés avec cette modélisation est démontrée. Lorsqu’en complément certains des coefficients des AMF sont ajustés, la précision des restitutions d’orbites effectuées avec cette modélisation troposphérique est celle des solutions actuelles, avec une moyenne quadratique de l’ordre de 7 à 8 mm. Ce seuil pourrait être imposé par des biais instrumentaux ou d’autres modélisations intervenant dans le problème d’orbitographie GPS ayant une précision plus élevée que la modélisation de la propagation troposphérique telle qu’elle est développée dans cette étude et qui limiteraient ainsi la détermination de la précision intrinsèque des AMF. En revanche, cette étude montre clairement que l’utilisation de cette modélisation de la propagation troposphérique améliore significativement la répétitivité horizontale des positions de stations par rapport à l’approche communément utilisée et recommandée par l’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS). Note de contenu : Introduction
1 Les effets de l’atmosphère neutre sur les ondes électromagnétiques
1.1 L’atmosphère terrestre
1.2 Propagation des ondes dans la troposphère
1.3 Modélisation du retard de propagation troposphérique
2 Construction des Adaptive Mapping Functions
2.1 Présentation du modèle
2.2 Présentation du modèle de prévision numérique de l’ECMWF et de ses sorties
2.3 Un tour d’Horizon
2.4 Lecture des données météorologiques et sélection du volume de travail
2.5 Détermination de la position géodésique des données météorologiques
2.6 Le ray-tracing
2.7 Détermination des AMF à partir des rayons
3 Développement d’une formulation continue de l’indice de réfraction et de ses dérivées spatiales
3.1 Détermination de l’indice de réfraction
3.2 Détermination des dérivées spatiales de l’indice de réfraction
4 Géométrie du champ de réfractivité : quelles alternatives ?
4.1 Sur l’asymétrie de l’atmosphère
4.2 Sur la prise en compte de la courbure de la Terre
4.3 Sur la détermination de la hauteur ellipsoïdale des niveaux modèle
4.4 Sur l’expression de la réfractivité
4.5 Conclusion du chapitre
5 Influence des hydrométéores sur le délai troposphérique
5.1 Séries temporelles de délais zénithaux
5.2 Étude de cas : orages d’été à Toulouse
5.3 Étude de cas : le typhon Wipha sur Tsukuba
5.4 Synthèse et conclusion du chapitre
6 Performances des AMF dans le cadre de restitutions d’orbites GPS
6.1 Rappels sur le principe du GPS
6.2 Description des expériences de restitutions d’orbites GPS
6.3 Sur l’interpolation temporelle des délais
6.4 Perturbations du calcul des AMFs
6.5 Ajustements des coefficients des AMF
6.6 Comparaisons à l’approche standard
6.7 Synthèse et conclusion du chapitre
Conclusions et perspectivesNuméro de notice : 14937 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de doctorat : Sciences de la Terre et des planètes solides : Toulouse 3 : 2014 nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-01131181v1 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=77483 Are numerical weather model outputs helpful to reduce tropospheric delay signals in InSAR data? / Youhei Kinoshita in Journal of geodesy, vol 87 n° 3 (March 2013)
[article]
Titre : Are numerical weather model outputs helpful to reduce tropospheric delay signals in InSAR data? Type de document : Article/Communication Auteurs : Youhei Kinoshita, Auteur ; Masato Furuya, Auteur ; Thomas Hobiger, Auteur ; Ryuichi Ichikawa, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 267 - 277 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications
[Termes IGN] écho radar
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] modèle numérique
[Termes IGN] propagation troposphériqueRésumé : (Auteur) Interferometric synthetic aperture radar phase data include not only signals due to crustal movements, but also those associated with microwave propagation delay through the atmosphere. In particular, the effect of water vapor can generate apparent signals in the order of a few centimeters or more, and prevent us from detecting such geophysical signals as those due to secular crustal deformation. To examine if and to what extent numerical weather model (NWM) outputs are helpful to reduce the tropospheric delay signals at spatial scales of 5–50 km wavelengths, we compared three approaches of tropospheric signal reduction, using 54 interferograms in central Hokkaido, Japan. The first approach is the conventional topography-correlated delay correction that is based on the regional digital elevation model (DEM). The second approach is based on the Japan Meteorological Agency’s operational meso-scale analysis model (MSM) data, where we compute tropospheric delays and subtract them from the interferogram. However, the MSM data are available at predefined epochs and their spatial resolution is about 10 km; therefore, we need to interpolate both temporally and spatially to match with interferograms. Expecting to obtain a more physically plausible reduction of the tropospheric effects, we ran a 1-km mesh high-resolution numerical weather model WRF (Weather Research and Forecasting model) by ourselves, using the MSM data as the initial and boundary conditions. The third approach is similar to the second approach, except that we make use of the WRF-based tropospheric data. Results show that if the topography-correlated phases are significant, both the conventional DEM-based approach and the MSM-based approach reveal comparable performances. However, when the topography-correlated phases are insignificant, none of the approaches can efficiently reduce the tropospheric phases. Although it could reduce the tropospheric signals in a local area, in none of the case studies did the WRF model produce the “best” performance. Whereas the global atmospheric model outputs are shown to be effective in reducing long-wavelength tropospheric signals, we consider that further improvements are needed for the initial and boundary condition data for high-resolution NWM, so that the NWM-based approach will become more reliable even in the case of a non-stratified troposphere. Numéro de notice : A2013-120 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-012-0596-x Date de publication en ligne : 25/10/2012 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-012-0596-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32258
in Journal of geodesy > vol 87 n° 3 (March 2013) . - pp 267 - 277[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 266-2013031 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible Experimental study on the atmospheric delay based on GPS, SAR Interferometry, and numerical weather model data / P. Mateus in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 51 n° 1 Tome 1 (January 2013)
[article]
Titre : Experimental study on the atmospheric delay based on GPS, SAR Interferometry, and numerical weather model data Type de document : Article/Communication Auteurs : P. Mateus, Auteur ; R. Tomé, Auteur ; J. Catalão, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 6 - 11 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] image Envisat-ASAR
[Termes IGN] image radar moirée
[Termes IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique
[Termes IGN] Lisbonne
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] propagation du signal
[Termes IGN] variation temporelleRésumé : (Auteur) In this paper, we present the results of an experiment aiming to compare measurements of atmospheric delay by synthetic aperture radar (SAR) interferometry and GPS techniques to estimates by numerical weather prediction. Maps of the differential atmospheric delay are generated by processing a set of interferometric SAR images acquired by the ENVISAT-ASAR mission over the Lisbon region from April to November 2009. GPS measurements of the wet zenith delay are carried out over the same area, covering the time interval between the first and the last SAR acquisition. The Weather Research and Forecasting (WRF) model is used to model the atmospheric delay over the study area at about the same time of SAR acquisitions. The analysis of results gives hints to devise mitigation approaches of atmospheric artifacts in SAR interferometry applications. Numéro de notice : A2013-009 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2012.2200901 Date de publication en ligne : 23/07/2012 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2012.2200901 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32147
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 51 n° 1 Tome 1 (January 2013) . - pp 6 - 11[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 065-2013011A RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible PermalinkNear real-time estimation of water vapour in the troposphere using ground GNSS and the meteorological data / Jaroslaw Bosy in Annales Geophysicae, vol 30 n° 9 (September 2012)PermalinkModeling atmospheric refraction influences by optical turbulences using an image-assisted total station / Alexander Reiterer in ZFV, Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, vol 137 n° 3 (01/06/2012)PermalinkComparison of ray-tracing packages for troposphere delays / V. Nafisi in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 50 n° 2 (February 2012)PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkRefining DORIS atmospheric drag estimation in preparation of ITRF2008 / Marie-Line Gobinddass in Advances in space research, vol 46 n° 12 (15/12/2010)PermalinkOn the importance of accurately ray-traced troposphere corrections for interferometric SAR data / T. Hobiger in Journal of geodesy, vol 84 n° 9 (September 2010)PermalinkModélisation des retards troposphériques pour les observations GPS et impacts sur l'estimation de la hauteur ellipsoïdale / François Fund in XYZ, n° 123 (juin - août 2010)PermalinkAsymmetric 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)PermalinkUsing NHDPlus as the land base for the Noah-distributed model / Christian David in Transactions in GIS, vol 13 n° 4 (August 2009)PermalinkRadiometric normalization of SPOT-5 scenes: 6S Atmospheric Model versus Pseudo-invariant Features / A. Davranche in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 75 n° 6 (June 2009)PermalinkAutomated urban land use and land classification for mesoscale atmospheric modeling over cities / André Leroux in Geomatica, vol 63 n° 1 (March 2009)PermalinkTesting of Global Pressure-Temperature (GPT) Model and Global Mapping Function (GMF) in GPS analyses / Jan Kouba in Journal of geodesy, vol 83 n° 3-4 (March - April 2009)PermalinkPermalinkPermalinkPrecise point positioning with GPS: A new approach for positioning, atmospheric studies, and signal analysis / Rodrigo Figueiredo Leandro (2009)PermalinkChoix optimal du modèle troposphérique pour la détermination précise des coordonnées des stations GPS / Salem Kahlouche in Bulletin des sciences géographiques, n° 22 (octobre 2008)PermalinkEstimating atmospheric transmission and surface reflectance from a glint-contaminated spectral image / W. Philpot in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 45 n° 2 (February 2007)Permalink