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Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series / Kevin Gobron in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 126 n° 9 (September 2021)  

Public [article]  inJournal of geophysical research : Solid Earth > vol 126 n° 9 (September 2021) . - n° e2021JB022370 Titre : Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series Type de document : Article/Communication Auteurs : Kevin Gobron, Auteur ; Paul Rebischung , Auteur ; Michel Van Camp, Auteur ; Alain Demoulin, Auteur ; Olivier de Viron, Auteur Année de publication : 2021 Projets : 2-Pas d'info accessible - article non ouvert / Article en page(s) : n° e2021JB022370 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] coordonnées GNSS [Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] résidu [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] station permanente [Termes IGN] surcharge atmosphérique [Termes IGN] surcharge océanique Résumé : (auteur) Monitoring vertical land motions (VLMs) at the level of 0.1 mm/yr remains one of the most challenging scientific applications of global navigation satellite systems (GNSS). Such small rates of change can result from climatic and tectonic phenomena, and their detection is important to many solid Earth-related studies, including the prediction of coastal sea-level change and the understanding of intraplate deformation. Reaching a level of precision allowing to detect such small signals requires a thorough understanding of the stochastic variability in GNSS VLM time series. This paper investigates how the aperiodic part of non-tidal atmospheric and oceanic loading (NTAOL) deformations influences the stochastic properties of VLM time series. Using the time series of over 10,000 stations, we describe the impact of correcting for NTAOL deformation on 5 complementary metrics, namely: the repeatability of position residuals, the power-spectrum of position residuals, the estimated time-correlation properties, the corresponding velocity uncertainties, and the spatial correlation of the residuals. We show that NTAOL deformations cause a latitude-dependent bias in white noise plus power-law model parameter estimates. This bias is significantly mitigated when correcting for NTAOL deformation, which reduces velocity uncertainties at high latitudes by 70%. Therefore, removing NTAOL deformation before the statistical analysis of VLM time series might help to detect subtle VLM signals in these areas. Our spatial correlation analysis also reveals a seasonality in the spatial correlation of the residuals, which is reduced after removing NTAOL deformation, confirming that NTAOL is a clear source of common-mode errors in GNSS VLM time series. Numéro de notice : A2021-783 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1029/2021JB022370 Date de publication en ligne : 01/09/2021 En ligne : https://doi.org/10.1029/2021JB022370 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98954 [article]

Caractérisation de la contribution des charges hydrologiques, atmosphériques et océaniques aux séries temporelles de position GNSS : analyse comparée des modèles de charge et de mouvement du géocentre / Elie-Alban Lescout (2020) 

Public Titre : Caractérisation de la contribution des charges hydrologiques, atmosphériques et océaniques aux séries temporelles de position GNSS : analyse comparée des modèles de charge et de mouvement du géocentre Type de document : Mémoire Auteurs : Elie-Alban Lescout , Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2020 Importance : 30 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] analyse comparative [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] données environnementales [Termes IGN] données GNSS [Termes IGN] données GRACE [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] surcharge atmosphérique [Termes IGN] surcharge hydrologique [Termes IGN] surcharge océanique Index. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Les séries temporelles de position GNSS présentent, en plus des déplacements liés aux déformations tectoniques, des déplacements associés à des phénomènes environnementaux qui engendrent des redistributions de masse à la surface de la Terre. Cependant, une fraction des signaux GNSS provient d’erreurs systématiques de mesure, ou possiblement d’autres phénomènes géophysiques, qu’il est important d’isoler et de mieux caractériser afin d’améliorer la précision de mesure. Ce travail conduit une analyse comparée de solutions GRACE et de modèles environnementaux dans l’optique de mieux estimer leur capacité à décrire les signaux de charge observés par GNSS. Une attention particulière est donnée aux charges de coefficients d’harmoniques sphériques de degré-1, comparés indépendamment des autres, du fait qu’il contiennent les déplacements de masse de grande longueur d’onde. Le mouvement du géocentre est également dérivé du degré-1 et estimé par inversion des résidus d’un réseau GNSS. Il est ensuite comparé avec des estimations géophysiques et des mouvements du géocentre dérivées de modèles environnementaux. Une analyse comparative des différentes contributions des charges atmosphérique, océanique et hydrologique, annuelles, semi-annuelles ou de leurs résidus avec les séries temporelles de différents réseaux et traitements GNSS est en cours. Note de contenu : 1. Introduction 2. Données et modèles employés 2.1 Données GNSS 2.2 Modèles de charge 3. Méthodologie 3.1 Pré-traitements GRACE 3.2 Pré-traitements des modèles environnementaux 3.3 Calcul des déformations dues aux effets de charge 3.4 Inversion des charges de degré-1 3.5 Extraction des signaux pour comparaison 4. Développements informatiques 4.1 Amélioration du serveur de calculs de déformations ALIEDOCS 4.2 Librairies Python 5. Résultats 5.1 Charges de degré-1 et mouvement du Géocentre 5.2 Comparaisons déplacements GNSS-modèles de charge pour les degrés 2 et supérieurs 6. Conclusion Numéro de notice : 26390 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Institut de Physique du Globe de Paris IPGP Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96010

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Déformation saisonnière de la Terre / Kristel Chanard (2018) 

Public contenu dans 27èmes Journées de la Recherche de l'IGN / Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées (22 - 23 mars 2018; Cité Descartes, Champs-sur-Marne, France) (2018)   Titre : Déformation saisonnière de la Terre : observations, modélisations et implications Type de document : Article/Communication Auteurs : Kristel Chanard , Auteur ; Luce Fleitout, Auteur ; Paul Rebischung , Auteur ; T. Craig, Auteur ; Laurent Métivier , Auteur ; Zuheir Altamimi , Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN Année de publication : 2018 Conférence : Journées Recherche de l'IGN 2018, 27es Journées 22/03/2018 23/03/2018 Champs-sur-Marne France programme sans actes Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] données GRACE [Termes IGN] Etats-Unis [Termes IGN] sécheresse [Termes IGN] séisme [Termes IGN] surcharge atmosphérique [Termes IGN] surcharge hydrologique [Termes IGN] surcharge océanique [Termes IGN] variation saisonnière Résumé : (Auteur) Les variations de charge à la surface de la Terre causées par l’évolution spatio-temporelle de la distribution des masses de l’atmosphère, des océans et des eaux et glaces continentales, mais aussi sous l'effet des variations de température à sa surface, peuvent induire des variations de contraintes en profondeur qui peuvent jouer un rôle dans le déclenchement des séismes. La déformation de la Terre sous le poids des charges à sa surface est mesurable grâce aux techniques de positionnement satellitaire précis GNSS où elles s’expriment en particulier par un signal saisonnier annuel dont l’amplitude peut être pluri-centimétrique. Nous modélisons cette déformation comme la réponse élastique, au premier ordre, de la Terre aux variations de masse à sa surface, déduites de la mission satellitaire Gravity and Recovery Climate Experiment (GRACE). Les variations de températures de grande longueur d'onde peuvent également induire un signal saisonnier mesurable aux stations GNSS, en causant une dilatation thermique du sol que nous modélisons à l'échelle du globe. Nous confirmons à travers ces modèles la possibilité d'expliquer physiquement une partie des observations GNSS comme la réponse de Terre à des forçages environnementaux allant du mois à quelques années. Nous nous intéressons ensuite aux contraintes en profondeur associées aux variations à grande échelle des charges de surface. Nous montrons que, dans la région du Nouveau Madrid (USA), les variations de l'hydrologie saisonnière au sein du bassin du Mississippi influencent la sismicité, avec statistiquement plus de séismes pendant les périodes les plus sèches. Ce résultat suggère que certaines failles situées dans des régions intraplaques répondent à des sollicitations climatiques de faible amplitude, et sont donc probablement proches de leur seuil de rupture. Numéro de notice : C2018-040 Affiliation des auteurs : LAREG+Ext (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91151

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Assessment of second- and third-order ionospheric effects on regional networks : case study in China with longer CMONOC GPS coordinate time series / Liansheng Deng in Journal of geodesy, vol 91 n° 2 (February 2017)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 91 n° 2 (February 2017) . - pp 207 - 227 Titre : Assessment of second- and third-order ionospheric effects on regional networks : case study in China with longer CMONOC GPS coordinate time series Type de document : Article/Communication Auteurs : Liansheng Deng, Auteur ; Weiping Jiang, Auteur ; Zhao Li, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 207 - 227 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Systèmes de référence et réseaux [Termes IGN] analyse diachronique [Termes IGN] Chine [Termes IGN] coordonnées GPS [Termes IGN] correction ionosphérique [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] effet atmosphérique [Termes IGN] propagation ionosphérique [Termes IGN] réseau géodésique local [Termes IGN] retard ionosphèrique [Termes IGN] série temporelle [Termes IGN] surcharge atmosphérique Résumé : (Auteur) Higher-order ionospheric (HOI) delays are one of the principal technique-specific error sources in precise global positioning system analysis and have been proposed to become a standard part of precise GPS data processing. In this research, we apply HOI delay corrections to the Crustal Movement Observation Network of China’s (CMONOC) data processing (from January 2000 to December 2013) and furnish quantitative results for the effects of HOI on CMONOC coordinate time series. The results for both a regional reference frame and global reference frame are analyzed and compared to clarify the HOI effects on the CMONOC network. We find that HOI corrections can effectively reduce the semi-annual signals in the northern and vertical components. For sites with lower semi-annual amplitudes, the average decrease in magnitude can reach 30 and 10 % for the northern and vertical components, respectively. The noise amplitudes with HOI corrections and those without HOI corrections are not significantly different. Generally, the HOI effects on CMONOC networks in a global reference frame are less obvious than the results in the regional reference frame, probably because the HOI-induced errors are smaller in comparison to the higher noise levels seen when using a global reference frame. Furthermore, we investigate the combined contributions of environmental loading and HOI effects on the CMONOC stations. The largest loading effects on the vertical displacement are found in the mid- to high-latitude areas. The weighted root mean square differences between the corrected and original weekly GPS height time series of the loading model indicate that the mass loading adequately reduced the scatter on the CMONOC height time series, whereas the results in the global reference frame showed better agreements between the GPS coordinate time series and the environmental loading. When combining the effects of environmental loading and HOI corrections, the results with the HOI corrections reduced the scatter on the observed GPS height coordinates better than the height when estimated without HOI corrections, and the combined solutions in the regional reference frame indicate more preferred improvements. Therefore, regional reference frames are recommended to investigate the HOI effects on regional networks. Numéro de notice : A2017-064 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-016-0957-y En ligne : http://dx.doi.org/10.1007/s00190-016-0957-y Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84278 [article]

Non-linear motions of Australian geodetic stations induced by non-tidal ocean loading and the passage of tropical cyclones / A. Mémin in Journal of geodesy, vol 88 n° 10 (October 2014)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 88 n° 10 (October 2014) . - pp 927 - 940 Titre : Non-linear motions of Australian geodetic stations induced by non-tidal ocean loading and the passage of tropical cyclones Type de document : Article/Communication Auteurs : A. Mémin, Auteur ; C. Watson, Auteur ; I. D. Haigh, Auteur Année de publication : 2014 Article en page(s) : pp 927 - 940 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] Australie [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] réseau géodésique local [Termes IGN] surcharge atmosphérique [Termes IGN] surcharge océanique [Termes IGN] tempête Résumé : (Auteur) We investigate daily and sub-daily non-tidal oceanic and atmospheric loading (NTOAL) in the Australian region and put an upper bound on potential site motion examining the effects of tropical cyclone Yasi that crossed the Australian coast in January/February 2011. The dynamic nature of the ocean is important, particularly for northern Australia where the long-term scatter due to daily and sub-daily oceanic changes increases by 20–55 % compared to that estimated using the inverted barometer (IB) assumption. Correcting the daily Global Positioning System (GPS) time series for NTOAL employing either a dynamic ocean model or the IB assumption leads to a reduction of up to 52 % in the weighted scatter of daily coordinate estimates. Differences between the approaches are obscured by seasonal variations in the GPS precision along the northern coast. Two compensating signals during the cyclone require modelling at high spatial and temporal resolution: uplift induced by the atmospheric depression, and subsidence induced by storm surge. The latter dominates ( > 135 %) the combined net effect that reaches a maximum of 14 mm, and 10 mm near the closest GPS site TOW2. Here, 96 % of the displacement is reached within 15 h due to the rapid transit of cyclones and the quasi-linear nature of the coastline. Consequently, estimating sub-daily NTOAL is necessary to properly account for such a signal that can be 3.5 times larger than its daily-averaged value. We were unable to detect the deformation signal in 2-hourly GPS processing and show that seasonal noise in the Austral summer dominates and precludes GPS detection of the cyclone-related subsidence. Numéro de notice : A2014-515 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-014-0734-8 Date de publication en ligne : 12/06/2014 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-014-0734-8 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=74119 [article]

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Etude de l'impact d'un modèle de surcharges sur les résultats obtenus par télémétrie laser sur satellites / Goulven Tallec (2014) 

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Assessing the precision in loading estimates by geodetic techniques in Southern Europe / Pierre Valty in Geophysical journal international, vol 194 n° 3 (September 2013)    

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Impact of loading displacements on SLR-derived parameters and on the consistency between GNSS and SLR results / Krzysztof Sosnica in Journal of geodesy, vol 87 n° 8 (August 2013)  

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Atmospheric effects on measurements of the Earth gravity field / Maria Karbon (2013)  

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Evaluation of the impact of atmospheric pressure loading modeling on GNSS data analysis / Rolf Dach in Journal of geodesy, vol 85 n° 2 (February 2011)  

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Topographically induced height errors in predicted atmospheric loading effects / Tonie M. van Dam in Journal of geophysical research : Solid Earth, Vol 115 n° B7 (July 2010)    

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Elements of GPS precise point positioning / Boonsap Witchayangkoon (2000)    

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Untersuchungen zu Erddeformationsmodellen für die Auswertung von geodätischen VLBI-Messungen / Rüdiger Haas (1996)

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Atmospheric pressure loading effects on global positioning system coordinate determinations / T.M. Vandam in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 99 n° 12 (10/12/1994)

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Detection of atmospheric pressure loading using very long baseline interferometry measurements / T.M. Vandam in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 99 n° 3 (10/03/1994)

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