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Termes IGN > sciences naturelles > physique > théorie de la relativité > relativité générale
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LEO satellite clock analysis and prediction for positioning applications / Kan Wang in Geo-spatial Information Science, vol 25 n° 1 (March 2022)
Titre : LEO satellite clock analysis and prediction for positioning applications Type de document : Article/Communication Auteurs : Kan Wang, Auteur ; Ahmed El-Mowafy, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : pp 14 - 33 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] chronométrie
[Termes IGN] horloge du satellite
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] oscillateur
[Termes IGN] relativité généraleRésumé : (auteur) The positioning service aided by low Earth orbit (LEO) mega-constellations has become a hot topic in recent years. To achieve precise positioning, accuracy of the LEO clocks is important for single-receiver users. To bridge the gap between the applicable time of the clock products and the time of positioning, the precise LEO clocks need to be predicted over a certain period depending on the sampling interval of the clock products. This study discusses the prediction errors for periods from 10 s to 1 h for two typical LEO clock types, i.e. the ultra-stable oscillator (USO) and the oven-controlled crystal oscillator (OCXO). The prediction is based on GNSS-determined precise clock estimates, where the clock stability is related to the GNSS estimation errors, the behaviors of the oscillators themselves, the systematic effects related to the environment and the relativistic effects, and the stability of the time reference. Based on real data analysis, LEO clocks of the two different types are simulated under different conditions, and a prediction model considering the systematic effects is proposed. Compared to a simple polynomial fitting model usually applied, the proposed model can significantly reduce the prediction errors, i.e. by about 40%-70% in simulations and about 5%-30% for real data containing different miss-modeled effects. For both clock types, short-term prediction of 1 min would result in a root mean square error (RMSE) of a few centimeters when using a very stable time reference. The RMSE amounts to about 0.1 m, when a typical real-time time reference of the national center for space studies (CNES) real-time clocks was used. For long-term prediction of 1 h, the RMSE could range from below 1 m to a few meters for the USOs, depending on the complexity of the miss-modeled effects. For OCXOs, the 1 h prediction could lead to larger errors with an RMSE of about 10 m. Numéro de notice : A2022-303 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1080/10095020.2021.1917310 Date de publication en ligne : 08/06/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/10095020.2021.1917310 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100377
in Geo-spatial Information Science > vol 25 n° 1 (March 2022) . - pp 14 - 33[article]
Titre : Le temps dans la géolocalisation par satellites Type de document : Monographie Auteurs : Sébastien Trilles, Auteur ; Pierre Spagnou, Auteur Editeur : Paris, Toulouse, ... : Centre national de la recherche scientifique CNRS Année de publication : 2020 Autre Editeur : Les Ulis : EDP Sciences Collection : Savoirs actuels Sous-collection : Physique Importance : 420 p. ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7598-2434-2 Note générale : Glossaire et bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] corrélation automatique de points homologues
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] échelle de temps
[Termes IGN] effet Doppler
[Termes IGN] espace-temps
[Termes IGN] force de gravitation
[Termes IGN] géolocalisation
[Termes IGN] horloge atomique
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] orbitographie
[Termes IGN] positionnement par Galileo
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] propagation ionosphérique
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] relativité générale
[Termes IGN] relativité restreinte
[Termes IGN] théorie de la relativitéIndex. décimale : 30.60 Géodésie spatiale Résumé : (Editeur) Cet ouvrage présente et détaille l'algorithmique la plus récente intervenant dans l'estimation de la position d'un récepteur tout en exposant le plus clairement possible la riche thématique associée au temps. Le temps physique est au coeur de tout système de géolocalisation par satellites. Il n'est donc pas surprenant que la relativité, qui bouleverse les notions habituelles d'espace et de temps, y joue un rôle crucial mais ce qui était peut-être moins attendu est que l'amplitude de certains effets relativistes est considérable à l'échelle de précision requise, même si leur omniprésence échappe à notre perception immédiate. Cet ouvrage fournit aux ingénieurs et physiciens les éléments algorithmiques principaux nécessaires au fonctionnement de tels systèmes sans omettre certains aspects délicats. Les auteurs ont su marier de façon originale deux expertises : l'algorithmique subtile dédiée à la géolocalisation par satellites et la compréhension fine des effets physiques relativistes concernant le temps. Note de contenu :
1. La mesure du temps
2. Les signaux et messages des systèmes GPS et Galileo
3. La mesure du code
4. La mesure de Doppler
5. La mesure de phase
6. Les effets des erreurs système sur les mesures GNSS
7. Les effets de propagations dans l'atmosphère sur les mesures GNSS
8. Les différentes combinaisons de mesures GNSS
9. La diffusion des biais d'horloge satellite dans le message de navigation
10. Les références d'espaces
11. Positionnement avec le système GPS
12. Positionnement en combinant les système GPS et Galileo
13. La théorie de la relativité restreinte
14. Les nouveaux effets physiques sur le temps prédits par la relativité restreinte
15. La théorie de la gravitation de Newton
16. La théorie de la gravitation d'Einstein
17. Les nouveaux effets physiques sur le temps prédits par la relativité générale
18. Les expériences sur la désynchronisation des horloges parfaites
19. Effets relativistes sur le temps pour la géolocalisation par satellites
20. Transfert de temps et transfert de fréquence
21. Principes généraux de la restitution d'orbite GPS par moindres carrés
22. Les systèmes d'augmentation par satellitesNuméro de notice : 26549 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Monographie Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97840 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 26549-01 30.60 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Lunar Laser Ranging: a tool for general relativity, lunar geophysics and Earth science Type de document : Article/Communication Auteurs : Jurgen Müller, Auteur ; Thomas W. Murphy Jr, Auteur ; Ulrich Schreiber, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2019 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] géophysique
[Termes IGN] Lune
[Termes IGN] paramètres d'orientation de la Terre
[Termes IGN] principe d'équivalence
[Termes IGN] relativité générale
[Termes IGN] repère de référence
[Termes IGN] rétroréflecteur
[Termes IGN] sciences de la Terre et de l'univers
[Termes IGN] signal laser
[Termes IGN] télémétrie laser sur la LuneRésumé : (auteur) Only a few sites on Earth are technically equipped to carry out Lunar Laser Ranging (LLR) to retroreflector arrays on the surface of the Moon. Despite the weak signal, they have successfully provided LLR range data for about 49 years, generating about 26,000 normal points. Recent system upgrades and new observatories have made millimeter-level range accuracy achievable. Based on appropriate modeling and sophisticated data analysis, LLR is able to determine many parameters associated with Earth–Moon dynamics, involving the lunar ephemeris, lunar physics, the Moon’s interior, reference frames and Earth orientation parameters. LLR has also become one of the strongest tools for testing Einstein’s theory of general relativity in the solar system. By extending the standard solution, it is possible to solve for parameters related to gravitational physics, like the temporal variation of the gravitational constant, metric parameters as well as the strong equivalence principle, preferred-frame effects and standard-model extensions. This paper provides a review about LLR measurement and analysis. After a short historical overview, we describe the key findings of LLR, the apparatus and technologies involved, the requisite modeling techniques, some recent results and future prospects on all fronts. We expect continued improvements in LLR, maintaining its lead in contributing to science. Numéro de notice : A2019-611 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-019-01296-0 Date de publication en ligne : 17/09/2019 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-019-01296-0 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94799
in Journal of geodesy > vol 93 n°11 (November 2019)[article]
Titre : All-sky search for long-duration gravitational wave transients in the first Advanced LIGO observing run Type de document : Article/Communication Auteurs : B.P. Abbott, Auteur ; R. Abbott, Auteur ; T.D. Abbott, Auteur ; et al., Auteur ; Olivier Bock Année de publication : 2018 Projets : 2-Pas d'info accessible - article non ouvert / Article en page(s) : n° 065009 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] interféromètre au laser
[Termes IGN] onde gravitationnelle
[Termes IGN] relativité généraleRésumé : (auteur) We present the results of a search for long-duration gravitational wave transients in the data of the LIGO Hanford and LIGO Livingston second generation detectors between September 2015 and January 2016, with a total observational time of 49~d. The search targets gravitational wave transients of 10–500 s duration in a frequency band of 24–2048 Hz, with minimal assumptions about the signal waveform, polarization, source direction, or time of occurrence. No significant events were observed. As a result we set 90% confidence upper limits on the rate of long-duration gravitational wave transients for different types of gravitational wave signals. We also show that the search is sensitive to sources in the Galaxy emitting at least ~10−8 M_{\odot} c^2 in gravitational waves. Numéro de notice : A2018-676 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) Autre URL associée : vers HAL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1088/1361-6382/aaab76 Date de publication en ligne : 14/02/2018 En ligne : https://doi.org/10.1088/1361-6382/aaab76 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95884
in Classical and Quantum Gravity > vol 35 n° 6 (March 2018) . - n° 065009[article]
Titre : High performance clocks and gravity field determination Type de document : Article/Communication Auteurs : Jurgen Müller, Auteur ; D. Dirkx, Auteur ; S. M. Kopeikin, Auteur ; Guillaume Lion Année de publication : 2018 Projets : 3-projet - voir note / , AdOC / Note générale : bibliographie
Jürgen Müller gratefully acknowledges support by the DFG Sonderforschungsbereich (SFB 1128: geo-Q) Relativistic Geodesy and Gravimetry with Quantum Sensors.Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] chronométrie
[Termes IGN] échelle de temps
[Termes IGN] gravimétrie spatiale
[Termes IGN] horloge atomique
[Termes IGN] International Terrestrial Reference Frame
[Termes IGN] potentiel de pesanteur terrestre
[Termes IGN] relativité généraleRésumé : (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 Affiliation des auteurs : LASTIG LAREG+Ext (2012-mi2018) 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
in Space Science Reviews > vol 214 n° 1 (February 2018)[article]PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalinkPermalink
