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Titre : Zenith delay correction with GPT2w : improvement of a "blind" tropospheric correction model Type de document : Mémoire Auteurs : Grégory Pain, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2013 Importance : 64 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] correction troposphérique
[Termes IGN] hydrostatique
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] retard troposphérique
[Termes IGN] température en altitude
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eauIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Une des erreurs les plus importantes dans les observations en géodésie spatiale comme les systèmes globaux de positionnement par satellites(GNSS)est la modélisation de la traversée de l'atmosphère. C'est pourquoi, la détermination des délais troposphériques est particulièrement importante. Ces délais peuvent être séparés en deux parties indépendantes: une partie humide, l'autre dite hydrostatique (Saastamoinen, 1973).Partant d'un modèle empirique “aveugle” appelé GPT2 capable de déterminer la partie hydrostatique de ces délais (Lagler et al., 2013), un nouveau modèlenomméGPT2w fut développé lors de ce stage et est présenté dans ce rapport. Basé sur des données météorologiques du modèle numérique ERA-Interim du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT, ECMWF en anglais), deux nouveaux paramètres un facteur de décroissance de la vapeur d'eau et une température moyenne ont été introduits pour pouvoir calculer la partie humide comme suggéré par (Askne and Nordius, 1987)et sont donc maintenant délivrés par GPT2w. Après avoir déterminé la résolution nécessaire pour ces paramètres (1° x 1° contre 5° x 5° pour GPT2), une comparaison avec des délais troposphériques dérivés de mesures GPS a été réalisée pour 167stations IGS de référence sur la période 2011-2012. GPT2w présente ainsi un biais moyen de -0.1 mm et une RMS de 39.9 mm. Note de contenu : INTRODUCTION
1 TECHNICAL BACKGROUNDS
1.1 Definition of zenith delays
1.1.1 Zenith hydrostatic delays
1.1.2 Zenith wet delays
1.1.3 Ray tracing
1.2 Objectives & Context
1.2.1 GPT2
1.2.2 Definition of the new parameters
1.2.3 Presentation of the used data
1.3 Data processing
1.3.1 Harmonic decomposition
1.3.2 Validation Phase
2 INTRODUCTION OF NEW PARAMETERS
2.1 Water vapor decrease factor
2.1.1 Choice of the grid
2.1.2 Results
2.2 Mean temperature of the water vapor
2.2.1 Choice of the grid
2.2.2 Results
2.3 Internal validation
2.3.1 "No Height" problem
2.3.2 "Wrong Height" problem
2.3.3 Final results
3 EXTERNAL VALIDATION
3.1 Comparison of ZTD for the 2012 year
3.1.1 Data processing
3.1.2 Results
3.2 Modification of the water vapor partial pressure determination
3.2.1 Data processing
3.2.2 Validation of the changes
3.3 Final comparisons of ZTD for the 2011-2012 Period
3.3.1 ZTD comparison for the 2011-2012 Period
3.3.2 Comparison with TropGrid2
CONCLUSIONNuméro de notice : 11984 Affiliation des auteurs : IGN (2012-2019) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Vienna University of Technology Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=49815 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 11984-01 PROJET Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible Documents numériques
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11984_mem_pp_zenithdelaycorrectionwithgpt2w_pain.pdfAdobe Acrobat PDF Near 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)
[article]
Titre : Near real-time estimation of water vapour in the troposphere using ground GNSS and the meteorological data Type de document : Article/Communication Auteurs : Jaroslaw Bosy, Auteur ; J. Kaplon, Auteur ; Witold Rohm, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : 13 p. ; pp 1379 - 1391 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] données météorologiques
[Termes IGN] EUPOS
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] Pologne
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] surveillance météorologique
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] tomographieRésumé : (Auteur) The near real-time (NRT) high resolution water vapour distribution models can be constructed based on GNSS observations delivered from Ground Base Augmentation Systems (GBAS) and ground meteorological data. Since 2008 in the territory of Poland, a GBAS system called ASGEUPOS (Active Geodetic Network) has been operating. This paper addresses the problems concerning construction of the NRT model of water vapour distribution in the troposphere near Poland. The first section presents all available GNSS and ground meteorological stations in the area of Poland and neighbouring countries. In this section, data feeding scheme is discussed, together with timeline and time resolution. The high consistency between measured and interpolated temperature value is shown, whereas some discrepancy in the pressure is observed. In the second section, the NRT GNSS data processing strategy of ASG-EUPOS network is discussed. Preliminary results show fine alignment of the obtained Zenith Troposphere Delays (ZTDs) with reference data from European Permanent Network (EPN) processing center. The validation of NRT troposphere products against daily solution shows 15mm standard deviation of obtained ZTD differences. The last section presents the first results of 2-D water vapour distribution above the GNSS network and application of the tomographic model to 3-D distribution of water vapour in the atmosphere. The GNSS tomography model, working on the simulated data from numerical forecast model, shows high consistency with the reference data (by means of standard deviation 4mmkm1 or 4 ppm), however, noise analysis shows high solution sensitivity to errors in observations. The discrepancy for real data preliminary solution (measured as a mean standard deviation) between reference NWP data and tomography data was on the level of 9mmkm1 (or 9 ppm) in terms of wet refractivity. Numéro de notice : A2012-749 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.5194/angeo-30-1379-2012 Date de publication en ligne : 27/09/2012 En ligne : https://doi.org/10.5194/angeo-30-1379-2012 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=33601
in Annales Geophysicae > vol 30 n° 9 (September 2012) . - 13 p. ; pp 1379 - 1391[article]Modeling 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)
[article]
Titre : Modeling atmospheric refraction influences by optical turbulences using an image-assisted total station Type de document : Article/Communication Auteurs : Alexander Reiterer, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp 156 - 165 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Topographie
[Termes IGN] instrument d'optique
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] propagation du signal
[Termes IGN] réfraction atmosphérique
[Termes IGN] tachéomètre électronique
[Termes IGN] turbulenceRésumé : (Auteur) A large part of geodetic sensor systems use electromagnetic radiation to determine the measurement values (distances, directions, etc.). The geometry of the path of propagation and the velocity of the electromagnetic wave is strongly influenced by the physical state of the atmosphere. As most geodetic measurements are performed in the lower atmosphere, the study of refraction and of corresponding impact constitutes a key research field. In geodesy, the refractive index represents a common way to describe the terrestrial refraction - the literature refers to different methods for determining this value. Our study presents a method for the determination of the influence of refraction on the basis of optical measurements. The mathematical derivation is based on well-known equations - the combination of different approaches leads to a uniform processing sequence which can easily be implemented. We present the theoretical foundations, details about the implementation and some preliminary tests. Numéro de notice : A2012-268 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=31714
in ZFV, Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement > vol 137 n° 3 (01/06/2012) . - pp 156 - 165[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 199-2012031 RSREV Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible Comparison of ray-tracing packages for troposphere delays / V. Nafisi in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 50 n° 2 (February 2012)
[article]
Titre : Comparison of ray-tracing packages for troposphere delays Type de document : Article/Communication Auteurs : V. Nafisi, Auteur ; L. Urquhart, Auteur ; M.C. Santos, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp 469 - 481 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] lancer de rayons
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] réfraction atmosphériqueRésumé : (Auteur) A comparison campaign to evaluate and compare troposphere delays from different ray-tracing software was carried out under the umbrella of the International Association of Geodesy Working Group 4.3.3 in the first half of 2010 with five institutions participating: the GFZ German Research Centre for Geosciences (GFZ), the Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale, the National Institute of Information and Communications Technology (NICT), the University of New Brunswick, and the Institute of Geodesy and Geophysics of the Vienna University of Technology. High-resolution data from the operational analysis of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) for stations Tsukuba (Japan) and Wettzell (Germany) were provided to the participants of the comparison campaign. The data consisted of geopotential differences with respect to mean sea level, temperature, and specific humidity, all at isobaric levels. Additionally, information about the geoid undulations was provided, and the participants computed the ray-traced total delays for 5° elevation angle and every degree in azimuth. In general, we find good agreement between the ray-traced slant factors from the different solutions at 5° elevation if determined from the same pressure level data of the ECMWF. Standard deviations and biases are at the 1-cm level (or significantly better for some combinations). Some of these discrepancies are due to differences in the algorithms and the interpolation approaches. If compared with slant factors determined from ECMWF native model level data, the biases can be significantly larger. Numéro de notice : A2012-045 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2011.2160952 Date de publication en ligne : 12/08/2011 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2011.2160952 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=31493
in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 50 n° 2 (February 2012) . - pp 469 - 481[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 065-2012021 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible
Titre : GNSS : géodésie, météorologie et climat Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Olivier Bock , Auteur Editeur : Paris : Université de Paris 6 Pierre et Marie Curie Année de publication : 2012 Note générale : bibliographie
Habilitation à Diriger des Recherches, Université Pierre et Marie CurieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] lidar Raman
[Termes IGN] modèle atmosphérique
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] variabilitéRésumé : (auteur) Les systèmes de positionnement et de navigation par satellite (GNSS) ont connu un formidable essor au cours des deux dernières décennies. Ils sont devenus un élément technologique universel et omniprésent. Depuis les puces GPS intégrées dans les téléphones portables, en passant par les systèmes de radionavigation utilisés pour le guidage d'engins agricoles, l'approche aérienne et maritime, jusqu'aux réseaux géodésiques permanents, le recours au positionnement précis est intégré à notre vie quotidienne. Les GNSS participent au maintien des références géodésiques nationales et internationales et à la prévision météorologique, deux applications scientifiques requérant une mise en oeuvre rigoureuse des équipements et un traitement des mesures sophistiqué. Une problématique commune dans ces domaines est la présence de sources d'erreurs dans les signaux GNSS dues notamment à la traversée de l'atmosphère. L'amélioration des méthodes de correction de la propagation des signaux radiofréquence dans l'atmosphère a permis d'une part d'atteindre une précision sub-centimétrique en positionnement vertical et d'autre part de faire des GNSS une technique de référence pour le sondage de la vapeur d'eau dans la troposphère.
Ce manuscrit rassemble les résultats des recherches que j'ai développées au LATMOS et à l'IGN depuis une douzaine d'années. Il s'agit de développements méthodologiques dans le domaine de la télédétection de la vapeur d'eau atmosphérique, du positionnement précis par GPS, et de l'étude du cycle de l'eau atmosphérique au moyen d'observations de lidar Raman, de GPS et d'analyses de modèles de prévision numérique. Les principaux résultats obtenus et les perspectives de ces travaux sont synthétisés ci-dessous.
1. Nous avons développé, au cours de deux thèses que j'ai co-encadrées, une nouvelle approche de correction troposphérique pour le positionnement vertical par GPS. Elle s'appuie sur les mesures d'un lidar Raman à balayage développé en collaboration entre l'IGN et le LATMOS qui permet de sonder les profils de vapeur d'eau dans la direction des satellites GPS. L'analyse conjointe des mesures GPS et lidar Raman recueillies lors de plusieurs campagnes expérimentales a permis d'atteindre une répétitivité de positionnement de l'ordre de 2 mm en quelques heures. Cette méthode permet par la même occasion d'étalonner les mesures lidar par rapport aux mesures GPS avec une précision de l'ordre 2% sur le court-terme. La synergie entre lidar Raman et GNSS peut ouvrir de nouvelles perspectives à la fois dans le domaine du positionnement (référencement vertical), de la géodésie spatiale (validation des retards troposphériques issus de traitements multi-techniques) et du sondage atmosphérique (validation des radiosondages opérationnels en météorologie, surveillance du climat). Les travaux de recherche méthodologique vont se poursuivre dans le cadre du projet DEMEVAP dont l'objectif est d'aboutir à un étalonnage stable sur le long terme avec une précision absolue de 2% sur les mesures de vapeur d'eau.
2. J'ai activement participé au développement des applications météorologiques de la technique GPS en coordonnant et en participant à de nombreuses campagnes expérimentales dédiées aussi bien à l'inter-comparaison de techniques de sondage de la vapeur d'eau qu'à l'étude de processus atmosphériques aux latitudes tempérées (circulation de brise, initiation de la convection et précipitations orographiques). La technique GPS s'est avérée être précise et fiable par tout temps, montrant une cohérence avec des techniques éprouvées au niveau de 1- 1.5 kg m-2 sur le contenu intégré en vapeur d'eau (CIVE). Petit à petit, la technique GPS s'est imposée comme une référence dans le monde de l'observation météorologique. Elle a notamment permis de diagnostiquer des biais dans les observations de radiosondages, jusque là considérées comme les plus fiables. Le succès de la technique GPS vient aussi du fait que le CIVE s'est avéré être une quantité physique particulièrement pertinente pour diagnostiquer les processus du cycle de l'eau et valider leur représentation dans les modèles de prévision numérique. En Europe, les projets COST716 et EGVAP ont, respectivement, démontré la faisabilité et mis en place un service pré-opérationnel de calcul de retards troposphériques à partir des données transmises en temps quasi-réel par les réseaux GNSS permanents. Plusieurs centres de prévision assimilent aujourd'hui ces produits. Il apparait maintenant nécessaire de préparer les produits et les méthodes d'assimilation du futur et donc de poursuivre les investigations sur les propriétés des signaux GNSS en particulier dans des conditions météorologiques extrêmes (pluies torrentielles, tempêtes). Ces travaux seront développés dans le cadre du projet HYMEX (chantier Méditerranée de l'INSU) et d'une nouvelle action COST en cours d'évaluation.
3. A la suite des travaux précédents, je me suis fortement impliqué dans le projet AMMA où j'ai coordonné la mise en place et l'exploitation d'un réseau de six stations GPS permanente dans cinq pays d'Afrique de l'Ouest. Grâce à ces nouvelles données, documenter la variabilité multi-échelle de la vapeur d'eau associée aux processus atmosphériques de la mousson africaine. Elles ont permis d'une part de diagnostiquer d'important biais dans les radiosondages opérationnels et dans les modèles de prévision numérique à l'échelle sous-continentale, et d'autre part de. Par la suite, nous avons approfondi l'étude du cycle de l'eau à l'échelle régionale au moyen de bilans d'eau. Ce travail, réalisé dans le cadre d'une thèse que j'ai coencadrée, a permis de mettre en évidence les limitations et incertitudes des bilans d'eau en Afrique de l'Ouest publiés dans les études passées. En combinant observations et produits de modélisation (analyses de modèles de prévision numérique et simulations de modèles de transfert sol-végétation-atmosphère), nous avons fourni de nouvelles estimations pour les termes du bilan d'eau atmosphérique à la surface qui quantifient l'intensité des interactions surface-atmosphère et des processus dynamiques atmosphériques. Nous avons ainsi pu décrire l'intensité de ces processus physiques sous-jacents, depuis l'échelle sub-diurne jusqu'à l'échelle interannuelle. Nous avons aussi, dans le cadre du projet GHYRAF et d'une autre thèse, démontré l'aptitude du GPS à mesurer des déformations de surface millimétriques (subsidence/surrection) en relation avec la surcharge hydrologique, à l'échelle saisonnière (recharge et vidange des aquifères) en Afrique de l'Ouest. Il semble aujourd'hui possible grâce à la production de solutions GNSS homogènes, par le retraitement des données et la correction des discontinuités dans les séries temporelles, d'analyser la tendance de l'humidité atmosphérique et sa variabilité à des échelles de temps pertinentes pour l'étude du climat. Ces perspectives pourront être développées également avec d'autres systèmes d'observation géodésique tels que DORIS et VLBI. Evaluer le potentiel de ces systèmes et exploiter leurs jeux de données pour étudier le cycle de l'eau régional et global formeront un axe de recherche prioritaire à moyen terme.Note de contenu : Chapitre 1. Introduction
1.1 Les GNSS et le développement de leurs applications géodésiques et météorologiques
1.2 Les mesures GNSS, les méthodes de traitement des données et les sources d'erreurs
1.3 Objectifs et démarche des recherches menées
Chapitre 2. Correction troposphérique et positionnement vertical
2.1 Introduction
2.2 Variabilité de la vapeur d'eau et impact sur le positionnement par GPS
2.3 Développement d'un lidar Raman pour le sondage de la vapeur d'eau atmosphérique
2.4 Correction troposphérique par lidar Raman et positionnement GPS
2.5 Conclusions
Chapitre 3. Sondage de la vapeur d'eau par GPS et météorologie des latitudes tempérées
3.1 Introduction
3.2 Etude de sensibilité de l'estimation des ZTD par GPS
3.3 Sondage de la vapeur d'eau par GPS
3.4 Validation de modèles météorologiques par GPS
3.5 Etudes de processus atmosphériques par GPS
3.6 Conclusions
Chapitre 4. Climat et cycle de l'eau de la mousson africaine
4.1 Introduction
4.2 Un réseau GPS pour l'étude de la mousson africaine
4.3 Comparaisons modèles – observations en Afrique
4.4 Analyse multi-échelle de la variabilité de la vapeur d'eau en Afrique par GPS
4.5 Bilans d'eau atmosphériques : cycle diurne et convection
4.6 Bilans d'eau atmosphériques : échelle régionale et cycle saisonnier
4.7 Le cycle de l'eau vu par les modèles de prévision météorologique
4.8 Détection des variations saisonnières du stock d'eau sous-terraine à partir des déplacements des stations GPS
4.9 Conclusions
Chapitre 5. Perspectives
5.1 L'apport des systèmes d'observations géodésiques à l'étude du cycle de l'eau de l'échelle régionale à globale
5.2 Synergie entre lidar Raman et GNSS : vers un système intégré de sondage atmosphérique et de positionnement vertical
5.3 Développements méthodologiques en traitement de données de géodésie spatiale multi-techniquesNuméro de notice : 14911 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG (2012-mi2018) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : HDR Note de thèse : Habilitation à diriger des recherches : Géodésie : Paris 6 : 2012 nature-HAL : HDR En ligne : https://hal.science/tel-00851617 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76811 Documents numériques
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14911 HDR BockAdobe Acrobat PDF PermalinkPermalinkRefining 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)Permalink