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Navigation and Ionosphere Characterization Using High-Frequency Signals: A Performance Analysis / Yoav Baumgarten in Navigation : journal of the Institute of navigation, vol 69 n° 4 (Fall 2022)  

Public [article]  inNavigation : journal of the Institute of navigation > vol 69 n° 4 (Fall 2022) . - n° 546 Titre : Navigation and Ionosphere Characterization Using High-Frequency Signals: A Performance Analysis Type de document : Article/Communication Auteurs : Yoav Baumgarten, Auteur ; M.L. Psiaki, Auteur ; David L. Hysell, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 546 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes IGN] algorithme de Gauss-Newton [Termes IGN] correction du signal [Termes IGN] correction ionosphérique [Termes IGN] matrice de covariance [Termes IGN] mesurage de phase [Termes IGN] modèle ionosphérique [Termes IGN] propagation du signal [Termes IGN] récepteur [Termes IGN] teneur verticale totale en électrons Résumé : (auteur) The performance of a proposed high-frequency (HF) navigation concept is analyzed using simulated data. The method relies on pseudorange and beat carrier-phase measurements of signals that propagate in the ionosphere along curved trajectories, where signals are refracted back downwards from the ionosphere. It has been demonstrated that the location of a receiver can be determined if several signals, broadcast from beacons at different locations, are received and processed at a user receiver. A challenge of determining exact signal paths is the uncertainty in the ionosphere’s electron density distribution. This is addressed by a batch filter that simultaneously estimates the receiver position along with corrections to a parametric model of the ionosphere. A previous paper developed the theory and batch filter for this concept. The present study examines its potential performance. Total horizontal position errors on the order of tens to hundreds of meters are achieved, depending on the case’s characteristics. Numéro de notice : A2022-919 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.33012/navi.546 Date de publication en ligne : 19/06/2022 En ligne : https://doi.org/10.33012/navi.546 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102448 [article]

A batch algorithm for GNSS carrier phase cycle slip correction / Brian Breitsch in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 60 n° 2 (February 2022)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 60 n° 2 (February 2022) . - n° 5702224 Titre : A batch algorithm for GNSS carrier phase cycle slip correction Type de document : Article/Communication Auteurs : Brian Breitsch, Auteur ; Y. Jade Morton, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 5702224 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] glissement de cycle [Termes IGN] mesurage de phase [Termes IGN] phase GNSS [Termes IGN] propagation du signal [Termes IGN] rapport signal sur bruit [Termes IGN] scintillation [Termes IGN] signal GNSS Résumé : (auteur) Signal-phase measurements from global navigation satellite systems (GNSSs) have become an important tool for various remote sensing applications, including measuring ionosphere plasma content, atmospheric radio occultation, and water and ice reflectometry. In these types of scenarios, GNSS signals often experience harsh propagation conditions, such as low signal-to-noise ratios, multipath, and semicoherent scattering. These conditions, in turn, lead to the frequent occurrence of cycle slips, which manifests as persistent discrete changes in the bias of the carrier phase measurement. In order to effectively use the precise GNSS phase measurements under such conditions, we argue that a window of high-rate measurements must be used. In addition, we suggest that enforcing sparsity in the occurrence of detected cycle slips can aid in detection. We, therefore, develop a batch cycle-slip detection and estimation method that is effective and computationally tractable under harsh signal conditions. This work focuses in particular on strong ionosphere scintillation, which is among the most difficult scenarios for estimating cycle slips. We demonstrate the effectiveness of our method on both simulated and real GNSS scintillation datasets, showing around a 90% reduction of slips. Numéro de notice : A2022-292 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2022.3151416 Date de publication en ligne : 14/02/2022 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2022.3151416 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=100360 [article]

Modeling multifrequency GPS multipath fading in land vehicle environments / Vicente Carvalho Lima Filho in GPS solutions, vol 25 n° 1 (January 2021)  

Public [article]  inGPS solutions > vol 25 n° 1 (January 2021) . - 14 p. Titre : Modeling multifrequency GPS multipath fading in land vehicle environments Type de document : Article/Communication Auteurs : Vicente Carvalho Lima Filho, Auteur ; Alison Moraes, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : 14 p. Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes IGN] densité de probabilité [Termes IGN] interférence [Termes IGN] propagation du signal [Termes IGN] qualité du signal [Termes IGN] signal GPS [Termes IGN] simulation de signal [Termes IGN] trajet multiple [Termes IGN] véhicule Résumé : (auteur) The reliability and performance of GPS receivers depend on the quality of the signal received, which can be largely affected by the interference caused by buildings, trees, and other obstacles. Since obstacles are always present in practical applications, several statistical representations have been developed along the years to measure, predict, and compensate errors induced by interferences. Two of the most used models to characterize GPS signal fading are the Nakagami-m and Rice, but in this work, we present evidence that supports the κ–μ distribution as the best fit to deal with multifrequency GPS multipath channels inside urban, rural, and forest areas. A synthetic signal simulator was developed to create propagation cases involving scattering clusters and specular reflections. Additionally, experimental measurements are presented to confirm the κ–μ distribution as the best distribution to characterize different situations on the available three GPS frequencies. We then present typical values of fading coefficients in L1, L2C, and L5 signals, for cases involving urban canyons, regular urban, rural, and dense vegetation areas. These coefficients can also be used to evaluate the receiver performance under similar cases or may be applied in weights measurement methods for positioning computation improvement. Numéro de notice : A2021-002 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s10291-020-01040-8 Date de publication en ligne : 09/10/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s10291-020-01040-8 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96080 [article]

Modélisation de l’aire de réception d’une antenne AIS en fonction de données d’altitude et de cartes de prévision de propagation d’ondes VHF / Zackary Vanche (2021) 

Public Titre : Modélisation de l’aire de réception d’une antenne AIS en fonction de données d’altitude et de cartes de prévision de propagation d’ondes VHF Type de document : Mémoire Auteurs : Zackary Vanche, Auteur Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2021 Importance : 49 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes IGN] classification dirigée [Termes IGN] classification non dirigée [Termes IGN] diffraction [Termes IGN] données météorologiques [Termes IGN] Méditerranée, mer [Termes IGN] modèle numérique de terrain [Termes IGN] modélisation spatiale [Termes IGN] navire [Termes IGN] onde radioélectrique [Termes IGN] port [Termes IGN] propagation du signal [Termes IGN] QGIS [Termes IGN] qualité du signal [Termes IGN] RGE alti [Termes IGN] SRTM Index. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) L’objectif de ce stage est la modélisation de la portée de l’antenne VHF de réception de signaux AIS installée à Sophia Antipolis par le CRC. Dans un premier temps, nous présentons les paramètres qui influent sur ce phénomène. Nous démontrons par la suite qu’en dessous d’une certaine distance de propagation (environ 100 km), quand la propagation est directe, seuls le relief et les caractéristiques des antennes ont une influence sur la propagation des ondes. Inversement, lorsqu’on s’éloigne de l’antenne, les conditions météorologiques deviennent primordiales pour prédire la portée et les zones de masque de l’antenne. Dans nos travaux de recherche, nous proposons donc deux démarches complémentaires de modélisation de la propagation d’ondes VHF. La première démarche, dédiée à la propagation directe (distance inférieure à 100 km), s’appuie sur des logiciels déjà utilisés par le CRC. La seconde démarche, dédiée à la propagation indirecte (distance supérieure à 100 km), repose sur l’application de méthodes de classification supervisée et non supervisée à des données AIS et des cartes de prévision de la qualité de la propagation, mises à disposition par le CRC. Enfin, les résultats de modélisation sont présentés et discutés. Note de contenu : 1. Introduction 1.1 Contexte 1.2 Problématique 1.3 Proposition 1.4 Déroulement du stage 2. Propagation des ondes radio dans l'atmosphère 2.1 Lois de Snell Descartes 2.2 Réfraction dans l'atmosphère 2.3 Ducts et rebonds atmosphériques 2.4 Diffraction et ellipsoïde de Fresnel 2.5 Atténuation des ondes radio 2.6 Propagation directe et indirecte 3. Données utilisées 3.1 Données AIS 3.2 Données d'altitudes 3.3 Prévisions de propagation de Pascal Grandjean 3.4 Couche des eaux mondiales 3.5 Liste des ports 4. Prévision de la portée d'une antenne 4.1 Prévision de la portée d'une antenne à l'aide des connaissances sur notre antenne et d'un modèle numérique de terrain 4.2 Prévision de la portée en fonction des prévisions de qualité de propagation 5. Pistes d’amélioration 5.1 Données supplémentaires 5.2 Calculer la trajectoire des ondes 5.3 Méthodes de classifications Numéro de notice : 26667 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Centre de recherche sur les risques et les crises CRC (MINES ParisTech) Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98909

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Novel communication channel model for signal propagation and loss through layered earth / David O. LeVan in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 58 n° 8 (August 2020)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 58 n° 8 (August 2020) . - pp 5393 - 5399 Titre : Novel communication channel model for signal propagation and loss through layered earth Type de document : Article/Communication Auteurs : David O. LeVan, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 5393 - 5399 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes IGN] atténuation du signal [Termes IGN] champ électromagnétique [Termes IGN] cible cachée [Termes IGN] géophysique [Termes IGN] mine de charbon [Termes IGN] modèle de simulation [Termes IGN] modèle mathématique [Termes IGN] modélisation [Termes IGN] propagation du signal [Termes IGN] Terre (planète) Résumé : (auteur) Signal propagation through-the-Earth (TTE) is of great importance to geophysicists searching for underground resources such as oil and gas, homeland defense searching for tunnels and underground structures, and mining operations. The Earth is a conductive medium, unlike air or space, which tends to “short-out” electromagnetic fields traditionally used for wireless communications. The magnitude of this effect depends on many factors, such as frequency and the type of Earth-material. Mathematical models of energy propagation have been developed to help us understand the signal propagation issues, and some models can be used to predict the performance of the specific electromagnetic energies being used. There are numerous ways of modeling the Earth to study energy propagation. Some early literature presented models of signal propagation through a homogeneous Earth. These were fairly accurate for signals traveling from one point in the Earth to another point. However, signals traveling from below the ground to the surface of the Earth encounter many different layers of the Earth. This realization led to the development of models of a layered Earth. A novel layered-Earth communication model is presented and evaluated as to its accuracy by using measured data gathered during TTE communication tests from 2007 to 2012. Evaluations show that the new layered-EARTH model provides improved accuracy for the prediction of signal propagation performance from within a subterranean space, such as a mine, to and from the surface of the Earth. Numéro de notice : A2020-472 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2020.2965398 Date de publication en ligne : 28/01/2020 En ligne : https://doi.org/10.1109/TGRS.2020.2965398 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95575 [article]

Modeling the VLBI delay for Earth satellites / Frédéric Jaron in Journal of geodesy, vol 93 n°7 (July 2019)  

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The impact of solid Earth-tide model error on tropospheric zenith delay estimates and GPS coordinate time series / Fei Li in Survey review, vol 50 n° 361 (July 2018)  

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Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy / A.R. Thompson (2017)  

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Variations of total electron content over Serbia during the increased solar activity period in 2013 and 2014 / Dragan Blagojevic in Geodetski vestnik, vol 60 n° 4 (December 2016)  

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Couplage de mesures GNSS et inertielles pour de la navigation pédestre dans les bâtiments / Sylvain Chable in XYZ, n° 146 (mars - mai 2016) 

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Opportunity for accuracy: Exploiting terrestrial signals of opportunity / Joshua J. Morales in GPS world, vol 27 n° 3 (March 2016)

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Null-steering antennas: Assessing the performance of multi-antenna interference-rejection techniques / James T. Curran in GPS world, vol 27 n° 2 (February 2016)

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The impact of common versus separate estimation of orbit parameters on GRACE gravity field solutions / U. Meyer in Journal of geodesy, vol 89 n° 7 (July 2015)  

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Water vapor probabilistic retrieval using GNSS signals / Andrea Antonini in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 52 n° 3 (March 2014)  

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GNSS meteorology in spatially dense networks / Fabian Peter Hurter (2014)  

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