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Termes IGN > mathématiques > statistique mathématique > théorie de l'estimation
théorie de l'estimation |
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Titre : Signal Processing for GNSS Reflectometry Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Corentin Lubeigt, Auteur ; Eric Chaumette, Directeur de thèse ; Jordi Vilà-Valls, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace Année de publication : 2023 Importance : 217 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Toulouse, Spécialité Informatique et TélécommunicationsLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] convolution (signal)
[Termes IGN] distorsion du signal
[Termes IGN] réflectométrie par GNSS
[Termes IGN] réflexion (rayonnement)
[Termes IGN] théorie de l'estimationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Global Navigation Satellite Systems (GNSS) Reflectometry, or GNSS-R, is the study of GNSS signals reflected from the Earth’s surface. These so-called signals of opportunity, usually seen as a nuisance in standard navigation applications, contain meaningful information on the nature and relative position of the reflecting surface. Depending on the receiver platform (e.g., ground-based, airplane, satellite) and the reflecting surface itself (e.g., rough sea, lake), the reflected signal, more or less distorted, is difficult to model, and the corresponding methods to estimate the signal parameters of interest may vary. This thesis starts from the navigation multipath problem in harsh environments, which can be seen as a dual source estimation problem where the main source is the signal of interest, and the secondary one is a single reflection of the main source. Depending on the scenario and the resources at hand, it is possible i) to estimate the parameters of interest (i.e., time-delay, Doppler frequency, amplitude and phase) of both sources, or ii) to estimate only one source’s parameters, although these estimates may be biased because of the interfering source. Either way, it is necessary to know the achievable performance for these estimation problems. For this purpose, tools from the estimation theory, such as the Cramér-Rao bound (CRB), can be used. In this thesis a CRB expression was derived for the properly specified case (dual source), and the misspecified one (single source). These bounds were compared to the performance obtained with different estimators, in order to theoretically characterize the problem at hand. This study allowed to establish a clear mathematical framework that also fits the ground-based GNSS-R problem, for which the reflected signal is little distorted by the reflecting surface. In this case, the direct and reflected signals are close in time, which inevitably leads to interference, or crosstalk, and then to a clear performance degradation. Standard GNSS-R techniques, which do not perform well in this ground-based scenario, were compared to the CRB and two proposed approaches: i) a Taylor approximation of the dual source likelihood criterion when both sources are very close in time, and ii) a dual source estimation strategy to reduce or cancel the crosstalk. This part on ground-based GNSS-R was supported by a real data set, obtained from a data collection campaign organized by CNES (Toulouse, France). The problem changes slowly when the satellite elevation increases: the reflection, assumed coherent so far, turns non-coherent because of the reflecting surface roughness. The automatic detection of this transition (i.e., from coherent to non-coherent) is of great interest for future satellite missions. Reflection coherence is mainly observed by looking at the relative phase between the reflected and direct signals. Consequently, a statistical study of phase difference time series allowed to build tests that depend on the time series Gaussianity or regularity. The proposed tests were applied to a data set provided by the IEEC (Barcelona, Spain). Finally, for scenarios where the reflecting surface distorts the signal significantly, it is necessary to adapt the signal model. The approach proposed in this thesis is to consider the received signal as a convolution between the transmitted signal and the reflecting surface impulse response. This signal model goes with the derivation of the corresponding CRB and the implementation of the maximum likelihood estimator. The question of the impulse response size determination, that is, the determination of the number of pulses required to describe the impulse response, was also tackled based on hypothesis tests. Simulation results show the potential of this approach. Note de contenu :
Introduction
1. Concepts and Tools: From Estimation Theory to GNSS-R
1.1 Introduction
1.2 Background on Deterministic Estimation Theory
1.3 Global Navigation Satellite Systems
1.4 The Multipath Problem
1.5 GNSS Reflectometry
1.6 Conclusion
2. Multipath Effect and Its Impact on Positioning Performance
2.1 Introduction
2.2 MPEE for Different Multipath Mitigation Techniques
2.3 Joint Delay-Doppler Estimation Performance in a Dual Source Context
2.4 A Metric for Multipath-Robust Signal Design and Analysis
2.5 Misspecified Cramér-Rao Bounds in Multipath Scenarios
2.6 Conclusion
3. Ground-Based GNSS-R
3.1 Introduction
3.2 Gruissan Data Campaign
3.3 Crosstalk Characterization
3.4 Approximate Maximum Likelihood for Narrowband GNSS Signals
3.5 Performance on Simulated Data
3.6 Altimetry Using Wideband GNSS Signals
3.7 Conclusion
4. Towards Diffuse Scattering
4.1 Introduction
4.2 Coherence Analysis
4.3 Impulse Response Estimation
4.4 Impulse Response Size Determination: A Detection Problem
4.5 Conclusion
Conclusion and PerspectivesNuméro de notice : 26963 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Informatique et Télécommunications : Toulouse : 2023 nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 27/02/2023 En ligne : https://hal.science/tel-04006612v1/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102915 PPP–RTK theory for varying transmitter frequencies with satellite and terrestrial positioning applications / Peter J.G. Teunissen in Journal of geodesy, vol 96 n° 11 (November 2022)
Titre : PPP–RTK theory for varying transmitter frequencies with satellite and terrestrial positioning applications Type de document : Article/Communication Auteurs : Peter J.G. Teunissen, Auteur ; Amir Khodabandeh, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : n° 84 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement
[Termes IGN] ambiguïté entière
[Termes IGN] fréquence
[Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel
[Termes IGN] positionnement ponctuel précis
[Termes IGN] théorie de l'estimationRésumé : (auteur) In this contribution, we generalize PPP–RTK theory by allowing the transmitters to transmit on different frequencies. The generalization is based on the integer-estimability theory of Teunissen (A new GLONASS FDMA model. GPS Solutions, 2019). As the theory and associated algorithms provided are generally applicable, they apply to satellite-based carrier-phase positioning as well as to terrestrial interferometric sensory networks. Based on an identification of the constraints imposed on the admissible ambiguity transformations by PPP–RTK, a fundamental network+user condition is found that determines whether PPP–RTK is possible or not. The discriminating contributions of both the network and user observation equations to this PPP–RTK condition are analysed, followed by a description of PPP–RTK enabling classes of measurement scenarios. Numéro de notice : A2022-796 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1007/s00190-022-01665-2 Date de publication en ligne : 26/10/2022 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-022-01665-2 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101934
in Journal of geodesy > vol 96 n° 11 (November 2022) . - n° 84[article]
Titre : Modèle d'interaction et performances du traitement du signal multimodal Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Saloua Chlaily, Auteur ; Christian Jutten, Directeur de thèse ; Pierre-Olivier Amblard, Directeur de thèse ; Olivier Michel, Directeur de thèse Editeur : Grenoble [France] : Université Grenoble Alpes Année de publication : 2018 Importance : 205 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse pour obtenir le titre de Docteur en Sciences de l’Université de Grenoble Alpes, Mention : Signal, Image, Parole, TélécomsLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] bruit (théorie du signal)
[Termes IGN] corrélation
[Termes IGN] erreur
[Termes IGN] performance
[Termes IGN] précision de l'estimation
[Termes IGN] processus gaussien
[Termes IGN] rapport signal sur bruit
[Termes IGN] théorie de l'estimationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Bien que le traitement conjoint des mesures multimodales soit supposé conduire à de meilleures performances que celles obtenues en exploitant une seule modalité ou plusieurs modalités indépendamment, il existe des exemples en littérature qui prouvent que c'est pas toujours vrai. Dans cette thèse, nous analysons rigoureusement, en termes d'information mutuelle et d'erreur d'estimation, les différentes situations de l'analyse multimodale afin de déterminer les conditions conduisant à des performances optimales.Dans la première partie, nous considérons le cas simple de deux ou trois modalités, chacune étant associée à la mesure bruitée d'un signal, avec des liens entre modalités matérialisés par les corrélations entre les parties utiles du signal et par les corrélations les bruits. Nous montrons comment les performances obtenues sont améliorées avec l'exploitation des liens entre les modalités. Dans la seconde partie, nous étudions l'impact sur les performances d'erreurs sur les liens entre modalités. Nous montrons que ces fausses hypothèses dégradent les performances, qui peuvent alors devenir inférieure à celles atteintes avec une seule modalité.Dans le cas général, nous modélisons les multiples modalités comme un canal gaussien bruité. Nous étendons alors des résultats de la littérature en considérant l'impact d'erreurs sur les densités de probabilité du signal et du bruit sur l'information transmise par le canal. Nous analysons ensuite cette relation dans la cas d'un modèle simple de deux modalités. Nos résultats montrent en particulier le fait inattendu qu'une double inadéquation du bruit et du signal peuvent parfois se compenser et ainsi conduire à de très bonnes performances. Note de contenu : Introduction
I- Modèle adéquat
II- Modèle inadéquatNuméro de notice : 25958 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/MATHEMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences : Mention : Signal, Image, Parole, Télécoms : Grenoble : 2018 nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01880756 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96465 Traitement des données, aspects statistiques, 5. 5, Théorie de l'estimation / Philippe Hottier (1980)
Titre de série : Traitement des données, aspects statistiques, 5 Titre : 5, Théorie de l'estimation Type de document : Guide/Manuel Auteurs : Philippe Hottier Editeur : Paris : Institut Géographique National - IGN (1940-2007) Année de publication : 1980 Importance : 36 p. Format : 23 x 31 cm Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Mathématique
[Termes IGN] statistiques
[Termes IGN] théorie de l'estimation
[Termes IGN] traitement de donnéesNuméro de notice : 11144E Affiliation des auteurs : IGN (1940-2011) Thématique : MATHEMATIQUE Nature : Manuel de cours IGN Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=46073 Voir aussi
- Traitement des données, aspects statistiques, 2. 2, Erreurs en calculs numériques, algorithmes de résolution des équations linéaires, validité de la solution d'une équation linéaire / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 1. 1, La théorie élémentaire des moindres carrés / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 3. 3, Mémento de probabilités et statistique / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 4. 4, Tests statistiques et tables statistiques / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 6. 6, L'estimation linéaire, compensations libres / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 7. 7, Interpolation - Filtrage des données, prédiction - collation / Philippe Hottier (1980)
- Traitement des données, aspects statistiques, 8. 8, Splines / Philippe Hottier (1980)
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