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Determination of precise satellite orbits and geodetic parameters using satellite laser ranging / Krzysztof Sosnica (2015)
Titre : Determination of precise satellite orbits and geodetic parameters using satellite laser ranging Type de document : Rapport Auteurs : Krzysztof Sosnica, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2015 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 93 Importance : 257 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-38-3 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] Bernese
[Termes IGN] données Ajisai
[Termes IGN] données Lageos
[Termes IGN] données Starlette
[Termes IGN] données Stella
[Termes IGN] géocentre
[Termes IGN] Global Geodetic Observing System
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] perturbation orbitale
[Termes IGN] repère de référence
[Termes IGN] rotation de la Terre
[Termes IGN] satellite de télémétrie
[Termes IGN] télémétrie laser sur satelliteIndex. décimale : 30.63 Télémétrie laser sur satellite, Télémétrie laser sur lune, VLBI Résumé : (auteur) The contribution of the SLR to the definition of the origin of reference frame (geocenter coordinates), the global scale (in both the geometric and dynamic sense), and low degree coefficients of the Earth's gravity field (especially the oblateness term) is essential, due to the high stability of satellite orbits and the exceptional precision of SLR observations, which are affected only by few error sources. Moreover, the SLR technique has a great contribution to a definition of the global terrestrial reference frame, estimation of the Earth rotation parameters and the time variable Earth's gravity field. The long time series of precise SLR observations allow validating many models, e.g., ocean tide models, Earth gravity field models, atmospheric pressure loading models, atmosphere and ocean induced time variable gravity field models, etc. We have shown that appropriate modeling of gravitational and non-gravitational forces is essential for orbit determination of geodetic satellites. Concerning the gravitational forces, the coefficient C20 couses the largest perturbations on LAGEOS satellites. The sensitivity of LAGEOS orbits dramatically decreases for higher degree geopotential coefficients, whereas low orbiting geodetic satellites are very sensitive to both, low- and medium-degree coefficients of the Earth's gravity field. The differences between the current ocean tide models have bigger impact on LAGEOS orbits than the differences between the current Earth gravity field models. The mean differences between solutions using various ocean tide models (max. 1.32 mm of RMS) are larger than the mean differences between orbit solutions using various Earth gravity field models (max. 1.16 mm of RMS). Insufficient quality of the S2 tide constituent causes large variations of the empirical orbit parameters of SLR geodetic satellites, as well as variations for different type satellites, e.g., GRACE. The atmospheric drag causes a secular decay of semi-major axes of low orbiting geodetic satellites, i.e., Starlette, Stella, and AJISAI, whereas the Yarkovsky and the Yarkovsky- Schach effects cause a secular decay of LAGEOS-1 and LAGEOS-2. The decay of the semi-major axis of LAGEOS-1 is smaller than the decay reported in many earlier papers due to the satellite's de-spinning effect. The decay is fiaL1 = Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Role of Satellite Laser Ranging in Science
1.2 Objectives and Methods
1.3 Structure
2 Satellite Geodesy
2.1 Reference Systems and Frames
2.2 Satellite Orbit Modeling
2.3 Parameter Estimation Using the Least-Squares Method
2.4 Global Navigation Satellite Systems (GNSS)
2.5 Satellite Laser Ranging
3 Gravitational Forces Acting on Geodetic Satellites
3.1 Solution Description
3.2 LAGEOS Sensitivity to Earth Gravity Field Models
3.3 LAGEOS Sensitivity to Ocean Tide Models
3.4 Discussion and Conclusions
4 Non-gravitational Forces Acting on Geodetic Satellites
4.1 Thermal effects
4.2 Earth Radiation Pressure
4.3 Atmospheric Drag
4.4 Discussion and Conclusions
5 Improving SLR Solutions
5.1 Impact of Loading Corrections on SLR Solutions
5.2 The Blue-Sky effect
5.3 Orbit Modeling of Low Orbiting Geodetic Satellites
5.4 Combined LAGEOS-LEO Solutions
5.5 Simultaneous Estimation of Gravity Field along with other Parameters
5.6 Time Variable Earth's Gravity Field From SLR
5.7 Discussion and ConclusionsNuméro de notice : 14914 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport de recherche DOI : sans En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-93.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=76821 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 14914-01 30.63 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible A technique for routinely updating the ITU-R database using radio occultation electron density profiles / Claudio Brunini in Journal of geodesy, vol 87 n° 9 (September 2013)
[article]
Titre : A technique for routinely updating the ITU-R database using radio occultation electron density profiles Type de document : Article/Communication Auteurs : Claudio Brunini, Auteur ; Francisco Azpilicueta, Auteur ; Bruno Nava, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp 813 - 823 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] Formosat / COSMIC
[Termes IGN] International Reference Ionosphere
[Termes IGN] ionosphère
[Termes IGN] mise à jour de base de données
[Termes IGN] modèle ionosphérique
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] radiooccultation
[Termes IGN] teneur totale en électrons
[Termes IGN] trajectographie par GPSRésumé : (Auteur) Well credited and widely used ionospheric models, such as the International Reference Ionosphere or NeQuick, describe the variation of the electron density with height by means of a piecewise profile tied to the F2-peak parameters: the electron density, NmF2 , and the height, hmF2. Accurate values of these parameters are crucial for retrieving reliable electron density estimations from those models. When direct measurements of these parameters are not available, the models compute the parameters using the so-called ITU-R database, which was established in the early 1960s. This paper presents a technique aimed at routinely updating the ITU-R database using radio occultation electron density profiles derived from GPS measurements gathered from low Earth orbit satellites. Before being used, these radio occultation profiles are validated by fitting to them an electron density model. A re-weighted Least Squares algorithm is used for down-weighting unreliable measurements (occasionally, entire profiles) and to retrieve NmF2 and hmF2 values—together with their error estimates—from the profiles. These values are used to monthly update the database, which consists of two sets of ITU-R-like coefficients that could easily be implemented in the IRI or NeQuick models. The technique was tested with radio occultation electron density profiles that are delivered to the community by the COSMIC/FORMOSAT-3 mission team. Tests were performed for solstices and equinoxes seasons in high and low-solar activity conditions. The global mean error of the resulting maps—estimated by the Least Squares technique—is between 0.5*1010 and 3.6*1010 elec/m-3 for the F2-peak electron density (which is equivalent to 7 % of the value of the estimated parameter) and from 2.0 to 5.6 km for the height ( ~ 2 %). Numéro de notice : A2013-563 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-013-0648-x Date de publication en ligne : 13/06/2013 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-013-0648-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=32699
in Journal of geodesy > vol 87 n° 9 (September 2013) . - pp 813 - 823[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 266-2013091 SL Revue Centre de documentation Revues en salle Disponible
Titre : Etude du rattachement des réseaux géodésiques par moyens spatiaux Type de document : Mémoire Auteurs : Pierre Sakic-Kieffer, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2012 Importance : 61 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet de fin d'études, 3ème année du cycle des ingénieurs diplômés de l'ENSG, [mastère spécialisé Photogrammétrie, Positionnement et Mesure de Déformation]Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Systèmes de référence et réseaux
[Termes IGN] collocation
[Termes IGN] constellation GPS
[Termes IGN] GINS
[Termes IGN] International Terrestrial Reference Frame
[Termes IGN] Jason
[Termes IGN] orbite
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] station permanente
[Termes IGN] système de référence géodésiqueIndex. décimale : MPPMD Mémoires du mastère spécialisé Photogrammétrie, Positionnement et Mesures de Déformation Résumé : (Auteur) Le repère de référence terrestre est actuellement fabriqué à partir de la combinaison des quatre techniques de géodésie spatiale : VLBI, SLR, DORIS et GNSS, la combinaison des techniques se faisant à partir des solutions déterminées indépendamment et par l'ajout des vecteurs de rattachement de sites de colocalisation de techniques. Les travaux du Workgroup COL de l'IERS se portent sur la combinaison directement au niveau des mesures. Il existe en parallèle un certain nombre de satellites en orbite basse équipés de récepteurs permettant la collecte de données GPS, DORIS ou SLR, que l'on peut considérer comme des sites de colocalisation mais dans l'espace. L'objectif de cette étude consiste à analyser l'impact de l'ajout d'un satellite de ce type (typiquement JASON2) lors de la fabrication de solutions hebdomadaires. Différentes stratégies de calcul sont adoptées : restitution GPS dite cinématique, dynamique, ainsi que restitution DORIS et Laser, toutes combinables. Il s'agit de constater dans un premier temps la cohérence de la restitution des orbites de la constellation GPS par l'ajout d'un satellite en orbite basse, ainsi que son influence. Puis, par cumul des équations normales des solutions quotidiennes, de restituer les coordonnées de stations sol sur une semaine en ajoutant un satellite bas. Une troisième partie vise à réaliser une simulation d'observation, dans le but de mieux appréhender les paramètres qui sont influencés par ce satellite. Note de contenu : Introduction
1. Présentation et Objectifs
1.1. Contexte
1.2. Techniques de géodésie spatiale considérées
1.2.1 Le SLR
1.2.2 DORIS
1.2.3 Le GPS
1.3. Les satellites utilisés
1.3.1 JASON 2
1.4. Objectifs
2. Suite de calcul : GINS et DYNAMO
2.1. Présentation
2.2. GINS
2.2.1 Fonctionnement théorique
2.2.2 Fonctionnement pratique
2.3. DYNAMO
2.4. Présentation des différentes stratégies de calcul
2.4.1 Résumé des observations et paramètres
2.4.2 Comparaisons des différentes stratégies
3. Compatibilité des orbites
3.1. Constitution d'un réseau de stations GPS
3.2. Vérification des résidus
3.3. Compatibilité par rapport aux orbites nominales
3.3.1 Des orbites de la constellation GPS
3.3.2 De l'orbite de JASON
3.4. Comparaison des différentes orbites entre elles
3.4.1 Orbites restituées en GPS dynamique (figure 3.7)
3.4.2 Orbites restituées en GPS figé (figure 3.8)
3.5. Calcul des ambiguïtés
4. Restitution des coordonnées de stations
4.1. Fabrication de solutions hebdomadaires de référence
4.2. L'utilitaire compsta
4.3. Scripts
4.4. Runs dynamiques
4.4.1 Effets sur les stations GPS
4.4.2 Runs dynamiques GPS-DORIS-SLR
4.5. Runs cinématiques GPS-DORIS-SLR
5. Simulation
5.1. Méthode
5.2. Programme sum_fic_stat
5.3. Résultats de la simulation
5.4. Simuler pour mieux bruiter
6. Conclusion et perspectives
6.1. Synthèse
6.2. Perspectives
6.2.1 De la résolution des ambiguïtés entières
6.2.2 De l'ajout de GRACE
AnnexesNuméro de notice : 20741 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire masters divers Organisme de stage : Groupe de Recherche de Géodésie Spatiale GRGS Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=51148 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 20741-01 MPPMD Livre Centre de documentation Travaux d'élèves Disponible Documents numériques
peut être téléchargé
20741_mem_ppmd_etude_du_rattachement_des_reseaux_geodesiques_par_moyens_spatiaux_sakic.pdfAdobe Acrobat PDF GPS-derived orbits for the GOCE satellite / Heike Bock in Journal of geodesy, vol 85 n° 11 (November /2011)
[article]
Titre : GPS-derived orbits for the GOCE satellite Type de document : Article/Communication Auteurs : Heike Bock, Auteur ; Adrian Jäggi, Auteur ; U. Meyer, Auteur ; P. Visser, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp 807 - 818 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Techniques orbitales
[Termes IGN] antenne GPS
[Termes IGN] GOCE
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] orbitographie
[Termes IGN] orbitographie par GNSS
[Termes IGN] positionnement cinématique
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] télémétrie laser sur satelliteRésumé : (Auteur) The first ESA (European Space Agency) Earth explorer core mission GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) was launched on 17 March 2009 into a sun-synchronous dusk–dawn orbit with an exceptionally low initial altitude of about 280 km. The onboard 12-channel dual-frequency GPS (Global Positioning System) receiver delivers 1 Hz data, which provides the basis for precise orbit determination (POD) for such a very low orbiting satellite. As part of the European GOCE Gravity Consortium the Astronomical Institute of the University of Bern and the Department of Earth Observation and Space Systems are responsible for the orbit determination of the GOCE satellite within the GOCE High-level Processing Facility. Both quick-look (rapid) and very precise orbit solutions are produced with typical latencies of 1 day and 2 weeks, respectively. This article summarizes the special characteristics of the GOCE GPS data, presents POD results for about 2 months of data, and shows that both latency and accuracy requirements are met. Satellite Laser Ranging validation shows that an accuracy of 4 and 7 cm is achieved for the reduced-dynamic and kinematic Rapid Science Orbit solutions, respectively. The validation of the reduced-dynamic and kinematic Precise Science Orbit solutions is at a level of about 2 cm. Numéro de notice : A2011-469 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-011-0484-9 Date de publication en ligne : 26/05/2011 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-011-0484-9 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=31363
in Journal of geodesy > vol 85 n° 11 (November /2011) . - pp 807 - 818[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 266-2011111 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Global gravity field determination using the GPS measurements made onboard the low Earth orbiting satellite CHAMP / Lars Prange (2010)
Titre : Global gravity field determination using the GPS measurements made onboard the low Earth orbiting satellite CHAMP Type de document : Rapport Auteurs : Lars Prange, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2010 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 81 Importance : 212 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-25-3 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] données CHAMP
[Termes IGN] données GPS
[Termes IGN] Global Positioning System
[Termes IGN] gravimétrie spatiale
[Termes IGN] modèle de géopotentiel
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] orbitographie
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] validation des données
[Termes IGN] variation saisonnièreIndex. décimale : 30.40 Géodésie physique Résumé : (Auteur) The major goal of this work was to to generate "the best possible" static CHAMP-only gravity field model using most of the openly available CHAMP data. Firstly we wanted to assess the full potential but also the limitations of CHAMP data and a CHAMP-like satellite mission for gravity field determination. Secondly we wanted to gain as much insight as possible in determining gravity fields (static and time variable) from space-based GNSS data in general, because several current and future satellite missions (dedicated to gravity field research, but also non-dedicated) equipped with GNSS receivers could benefit from improvements made here. We believe to have come close to achieving these goals by generating, validating, and publishing the static Earth gravity field models AIUB-CHAMPOIS, AIUB-CHAMP02S, and AIUB-CHAMP03S. Furthermore, the largest constituents of the seasonal gravity field variations could be retrieved from CHAMP data, as well. The Celestial Mechanics Approach (CMA) was successfully applied for gravity field determination. Note de contenu : 1 Introduction
2 Measuring the Earth's gravity field
2.1 Terrestrial geodesy
2.2 Satellite geodesy
2.2.1 Optical observations
2.2.2 Microwave methods
2.2.3 Satellite Laser Ranging (SLR)
2.2.4 Satellite altimetry
2.2.5 High-low SST of CHAMP
2.2.6 Low-low SST with GRACE
2.2.7 Satellite gradiometry with GOCE
3 Orbit determination and gravity field recovery
3.1 Least squares adjustment
3.1.1 Basic concept
3.1.2 LSA techniques
3.2 Coordinate systems
3.2.1 Geocentric quasi-inertial system
3.2.2 Earth-fixed coordinate system
3.2.3 Satellite-fixed coordinate system
3.3 Satellite orbits
3.3.1 Dynamic orbits
3.3.2 Reduced-dynamic orbits
3.3.3 Kinematic orbits
3.4 The equation of motion
3.5 Spherical harmonic representation of the gravitational potential
3.6 Orbit and gravity field determination
3.6.1 Numerical integration of the primary equations
3.6.2 Numerical integration of the variational equations
4. Global Positioning System - GPS
4.1 History
4.2 Basic measurement principle
4.3 GPS orbit constellation and satellites
4.4 GPS signals
4.5 Modeling GPS observables
4.5.1 Observation equations
4.5.2 Observation differences
4.5.3 Linear combinations
4.6 The International GNSS Service (IGS)
4.7 Bernese GPS Software (BSW)
5 Data processing
5.1 Generation of the A1UB-CHAMP01S gravity field model
5.1.1 Data Screening
5.1.2 Gravity field recovery
5.1.3 The AIUB-CHAMP01S gravity field model
5.2 Generation of the AIUB-CHAMP02S gravity field model
5.2.1 GNSS model changes
5.2.2 GPS orbit reprocessing
5.2.3 GPS satellite clock reprocessing
5.2.4 CHAMP orbit determination
5.2.5 AIUB-CHAMP02S gravity field recovery
5.2.6 The AIUB-CHAMP02S gravity field model
5.3 Generation of the AIUB-CHAMP03S gravity field model
5.3.1 Estimation of high-rate GPS satellite clock corrections
5.3.2 CHAMP orbit determination
5.3.3 Data screening and gravity field recovery
5.3.4 The AIUB-CHAMP03S gravity field model
6 Studies and experiments
6.1 Studies related to A1UB-C11AMP01S
6.1.1 Orbit modeling with arc-specific parameters
6.1.2 Modeling of non-gravitational perturbations with dynamic force models
6.1.3 Accelerometer data
6.1.4 Simulation study
6.1.5 Observation weights .
6.1.6 Influence of the a priori gravity field model
6.1.7 Screening the kinematic positions
6.1.8 Quality variations in monthly gravity field solutions
6.1.9 Summary and discussion of the IUB-CHAMPOlS-related studies
6.2 Experiments related to AIUB-CI1AMP02S
6.2.1 The impact of GNSS model changes
6.2.2 Inconsistency in the low degree harmonics
6.2.3 Simulation study
6.2.4 Latitude dependency of the observation scenario
6.2.5 Summary and conclusion of the AIUB-CHAMP02S-related studies
6.3 Experiments related to AIUB-CHAMP03S ..
6.3.1 Influence of empirical PCV-models on gravity field recovery using CHAMP GPS data ..
6.3.2 Elevation-dependent weighting
6.3.3 Observation sampling
6.3.4 Inter-epoch correlations of kinematic positions
6.3.5 Position differences vs. positions
6.3.6 Impact of observations of eclipsing GPS satellites on CHAMP gravity field recovery ...
6.3.7 Temporal variations of the Earth's gravity field
6.3.8 Recovery of the low degree harmonics
6.3.9 Summary of the experiments related to AIUB-CHAMP03S
7 Gravity field validation
7.1 Validation methods
7.1.1 Formal errors
7.1.2 Comparison with other gravity field models
7.1.3 Comparison with ground data
7.1.4 Altimetry data
7.1.5 Orbit determination
7.2 Validation of AIUB-CHAMP01S
7.2.1 Internal validation .
7.2.2 External validation
7.3 Validation of AIUB-CHAMP02S
7.3.1 Internal validation
7.3.2 External validation
7.4 Validation of AIUB-CHAMP03S
7.4.1 Internal validation
7.4.2 External validation
8 Summary and conclusionsNuméro de notice : 10370 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport de recherche En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-81.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62409 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 10370-01 30.40 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Geocenter variations derived from GPS tracking of the GRACE satellites / Z. Kang in Journal of geodesy, vol 83 n° 10 (October 2009)PermalinkPseudo-stochastic orbit modeling of low earth satellites using the Global Positioning System / Adrian Jäggi (2007)PermalinkTrajectoires en consommation minimale pour le déploiement d'une formation de satellites / J.B. Thevenet (2007)PermalinkDoris: from orbit determination for altimeter missions to geodesy / Pascal Willis in Comptes rendus : Géoscience, vol 338 n° 14-15 (November 2006)PermalinkEffects of thermosphere total density pertubations on LEO Orbits during severe geomagnetic conditions (Oct-Nov 2003) using Doris and SLR data / Florent Deleflie in Advances in space research, vol 36 n° 3 (March 2005)PermalinkSatellite constellation with direct radio measurements for atmospheric studies : WATS mission case / G. Alberti in International Journal of Remote Sensing IJRS, vol 25 n° 18 (September 2004)PermalinkEfficient methods for determining precise orbits of low earth orbiters using the Global Positioning System / Heike Bock (2003)PermalinkGeophysical distributions of occultations of GPS satellites viewed from a low Earth orbiting satellite / D.M. O'Brien (1998)PermalinkThe application of spaceborne atmospheric limb sounding and global change monitoring / W.G. Melbourne (1994)PermalinkThe first low Earth orbiter with precise GPS positioning, Topex-Poseidon / Willy I. Bertiger (1994)PermalinkGravity field error analysis / E. Schrama (1990)PermalinkPossibilities of low-low satellite tracking for local geoid improvement / Jan Krynski (1978)PermalinkThe direct combinaison of satellite and gravimetric data for mean anomaly determination / R.H. Rapp (1971)PermalinkGravity field refinement by satellite to satellite Doppler tracking / C.R. Schwarz (1970)PermalinkBetrachtung einiger Randwertaufgaben im Zusammenhang mit Satelliten-Bahnstörungen infolge topographischer Massenunregelmäßigkeiten / Erwin Groten (1966)Permalink