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Reducing multipath effect of low-cost GNSS receivers for monitoring by considering temporal correlations / Li Zhang in Journal of applied geodesy, vol 14 n° 2 (April 2020)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 14 n° 2 (April 2020) . - pp 167 – 175 Titre : Reducing multipath effect of low-cost GNSS receivers for monitoring by considering temporal correlations Type de document : Article/Communication Auteurs : Li Zhang, Auteur ; Volker Schwieger, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 167 – 175 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes descripteurs IGN] atténuation du signal [Termes descripteurs IGN] corrélation temporelle [Termes descripteurs IGN] coût [Termes descripteurs IGN] itération [Termes descripteurs IGN] ligne de base [Termes descripteurs IGN] oscillation [Termes descripteurs IGN] phase [Termes descripteurs IGN] plan de masse [Termes descripteurs IGN] qualité des données [Termes descripteurs IGN] récepteur GNSS [Termes descripteurs IGN] récepteur monofréquence [Termes descripteurs IGN] réflecteur [Termes descripteurs IGN] source d'erreur [Termes descripteurs IGN] trajet multiple Résumé : (auteur) The investigations on low-cost single frequency GNSS receivers at the Institute of Engineering Geodesy (IIGS) show that u-blox GNSS receivers combined with low-cost antennas and self-constructed L1-optimized choke rings can reach an accuracy which almost meets the requirements of geodetic applications (see Zhang and Schwieger [25]). However, the quality (accuracy and reliability) of low-cost GNSS receiver data should still be improved, particularly in environments with obstructions. The multipath effects are a major error source for the short baselines. The ground plate or the choke ring ground plane can reduce the multipath signals from the horizontal reflector (e. g. ground). However, the shieldings cannot reduce the multipath signals from the vertical reflectors (e. g. walls). Because multipath effects are spatially and temporally correlated, an algorithm is developed for reducing the multipath effect by considering the spatial correlations of the adjoined stations (see Zhang and Schwieger [24]). In this paper, an algorithm based on the temporal correlations will be introduced. The developed algorithm is based on the periodic behavior of the estimated coordinates and not on carrier phase raw data, which is easy to use. Because, for the users, coordinates are more accessible than the raw data. The multipath effect can cause periodic oscillations but the periods change over time. Besides this, the multipath effect’s influence on the coordinates is a mixture of different multipath signals from different satellites and different reflectors. These two properties will be used to reduce the multipath effect. The algorithm runs in two steps and iteratively. Test measurements were carried out in a multipath intensive environment; the accuracies of the measurements are improved by about 50 % and the results can be delivered in near-real-time (in ca. 30 minutes), therefore the algorithm is suitable for structural health monitoring applications. Numéro de notice : A2020-217 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jag-2019-0059 date de publication en ligne : 27/03/2020 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2019-0059 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94910 [article]

A single-receiver geometry-free approach to stochastic modeling of multi-frequency GNSS observables / Baocheng Zhang in Journal of geodesy, vol 94 n°4 (April 2020)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 94 n°4 (April 2020) Titre : A single-receiver geometry-free approach to stochastic modeling of multi-frequency GNSS observables Type de document : Article/Communication Auteurs : Baocheng Zhang, Auteur ; Pengyu Hou, Auteur ; Teng Liu, Auteur ; Yunbin Yuan, Auteur Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes descripteurs IGN] analyse de variance [Termes descripteurs IGN] corrélation croisée normalisée [Termes descripteurs IGN] corrélation temporelle [Termes descripteurs IGN] fréquence multiple [Termes descripteurs IGN] méthode des moindres carrés [Termes descripteurs IGN] méthode robuste [Termes descripteurs IGN] modèle stochastique [Termes descripteurs IGN] positionnement ponctuel précis [Termes descripteurs IGN] récepteur [Termes descripteurs IGN] traitement de données GNSS [Termes descripteurs IGN] trajet multiple Résumé : (auteur) The proper choice of stochastic model is of great importance to global navigation satellite system (GNSS) data processing. Whereas extensive investigations into stochastic modeling are mainly based on the relative (or differential) method employing zero and/or short baselines, this work proposes an absolute method that relies upon a stand-alone receiver and works by applying the least-squares variance component estimation to the geometry-free functional model, thus facilitating the characterization of stochastic properties of multi-frequency GNSS observables at the undifferenced level. In developing the absolute method, special care has been taken of the code multipath effects by introducing ambiguity-like parameters to the code observation equations. By means of both the relative and absolute methods, we characterize the precision, cross and time correlation of the code and phase observables of two newly emerging constellations, namely the Chinese BDS and the European Galileo, collected by a variety of receivers of different types at multiple frequencies. Our first finding is that so far as the precision is concerned, the absolute method yields nearly the same numerical values as those derived by the zero-baseline-based relative method. However, the two methods give contradictory results with regard to the cross correlation, which is found (not) to occur between BDS phase observables when use has been made of the relative (absolute) method. Our explanation to this discrepancy is that the cross correlation found in the relative method originates from the parts (antenna, cable, low noise amplifier) shared by two receivers creating a zero baseline. The time correlation is only of significance when the multipath effects are present, as is the case with the short-baseline-based relative method; this correlation turns out to be largely weaker (or ideally absent) in the absolute (or zero-baseline-based relative) method. Moreover, with the absolute method, the stochastic properties determined for two receivers of the same type but subject to different multipath effects are virtually the same. We take this as a convincing evidence that the absolute method is robust against multipath effects. Hence, the absolute method proposed in the present work represents a promising complement to the relative method and appears to be particularly beneficial to GNSS positioning, navigation and timing technologies based on the undifferenced observables, typically the precise point positioning. Numéro de notice : A2020-160 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-020-01366-8 date de publication en ligne : 09/03/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-020-01366-8 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94817 [article]

An analytic expression for the phase noise of the goldstein–werner filter / Scott Hensley in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 57 n° 9 (September 2019)  

Public [article]  inIEEE Transactions on geoscience and remote sensing > vol 57 n° 9 (September 2019) . - pp 6499 - 6516 Titre : An analytic expression for the phase noise of the goldstein–werner filter Type de document : Article/Communication Auteurs : Scott Hensley, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 6499 - 6516 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes descripteurs IGN] bruit thermique [Termes descripteurs IGN] corrélation temporelle [Termes descripteurs IGN] densité spectrale de puissance [Termes descripteurs IGN] filtrage du bruit [Termes descripteurs IGN] filtre de Goldstein [Termes descripteurs IGN] image radar moirée [Termes descripteurs IGN] interféromètrie par radar à antenne synthétique [Termes descripteurs IGN] phase [Termes descripteurs IGN] pouvoir de résolution spectrale [Termes descripteurs IGN] rapport signal sur bruit [Termes descripteurs IGN] transformation de Fourier Résumé : (auteur) Interferogram filtering for noise reduction is a key to many radar interferometric applications. Repeat pass radar interferometry often uses data with less than ideal correlation levels resulting from either long spatial or temporal baselines or changes between observations leading to high levels of temporal correlation. To maximize the utility of such pairs filtering the interferogram to get maximal noise reduction is often needed. One technique that has proved quite useful in the geophysical community is power spectral or Goldstein–Werner filtering of the interferogram whereby a power-weighted version of the Fourier transform is used to enhance fringe visibility. Although this paper defining the filter briefly touched upon the spatial resolution and noise reduction induced by the filter, it did not provide a useful formula for predicting the phase noise after filtering. This paper derives a formula for the phase noise obtained from power spectral filtering albeit under the restriction of several simplifying assumptions to make the problem analytically tractable. In particular, it is assumed that the interferometric phase is locally well approximated by a linear phase ramp with nonlinear phase perturbations small in a spectral energy sense compared to the linear term. Numéro de notice : A2019-343 Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1109/TGRS.2019.2906549 date de publication en ligne : 25/04/2019 En ligne : http://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2906549 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93378 [article]

Satellite remote sensing of the variability of the continental hydrology cycle in the lower Mekong basin over the last two decades / Binh Pham-Duc (2018)  

Public Titre : Satellite remote sensing of the variability of the continental hydrology cycle in the lower Mekong basin over the last two decades Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Binh Pham-Duc, Auteur ; Catherine Prigent, Directeur de thèse ; Filipe Aires, Directeur de thèse Editeur : Paris : Sorbonne Université Année de publication : 2018 Importance : 234 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat de Sciences de l'Environnement, Sorbonne Université Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection [Termes descripteurs IGN] carte hydrographique [Termes descripteurs IGN] changement climatique [Termes descripteurs IGN] classification par réseau neuronal [Termes descripteurs IGN] climat tropical [Termes descripteurs IGN] corrélation temporelle [Termes descripteurs IGN] eau de surface [Termes descripteurs IGN] image Landsat-8 [Termes descripteurs IGN] image MODIS [Termes descripteurs IGN] image Sentinel-SAR [Termes descripteurs IGN] Mekong (fleuve) [Termes descripteurs IGN] modèle hydrographique [Termes descripteurs IGN] précipitation [Termes descripteurs IGN] série temporelle [Termes descripteurs IGN] surveillance hydrologique [Termes descripteurs IGN] télédétection spatiale [Termes descripteurs IGN] variation saisonnière Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Les eaux superficielles sont nécessaires à toute forme de vie en tant que parties intégrantes de tout processus de vie sur Terre. Quantifier les eaux de surface et suivre leurs variations est primordial en raison du lien direct qui existe entre les variables hydrologiques et le changement climatique. La télédétection par satellite, de l’hydrologie continental offre l’opportunité unique d’étudier, depuis l’espace, les processus hydrologiques à différentes échelles (régionale et globale). Dans cette thèse, différentes techniques ont été développées afin d’étudier les variations des eaux superficielles ainsi que d’autres variables hydrologiques, au niveau du bassin inférieur du Mékong (entre le Vietnam et le Cambodge) et ce en utilisant plusieurs estimations satellitaires différentes. Cette thèse s’articule autour de quatre points principaux. Premièrement, l’utilisation d’observations satellitaires dans le visible et dans l’infrarouge (MODIS) est étudiée et comparée afin d’évaluer les eaux de surface au niveau du bassin inférieur du Mékong. Quatre méthodes de classification ont été utilisées afin de différencier les types de surface (inondés ou pas) dans le bassin. Les différentes méthodes ont donné des cartes d’eaux de surface aux résultats semblables en terme de dynamique saisonnière. La classification la plus adaptée aux régions tropicales a été ensuite choisie pour produire une carte des eaux de surface à la résolution de 500 m entre janvier 2001 et aujourd’hui. La comparaison des séries temporelles issues de cette carte et de celles issues du produit de référence MODIS donne une forte corrélation temporelle (> 95%) pour la période 2001-2007. Deuxièmement, l’utilisation des observations issues du satellite SAR Sentinel-1 est examinée à des fins identiques. L’imagerie satellitaire optique est ici remplacée i par les images SAR qui grâce aux longueurs d’ondes utilisées dans le micro-ondes, permettent de « voir » à travers les nuages. Un jeu d’images Landsat-8-sans-nuage est alors utilisé pour entraîner un Réseau de Neurones (RN) afin de restituer des cartes d’eaux de surface par l’utilisation d’un seuillage sur les sorties du modèle RN. Les cartes sont à la résolution spatiale de 30 m et disponibles depuis janvier 2015. Comparées aux cartes de référence Landsat-8-sans-nuage, les sorties de modèles RN montre une très grande corrélation (90%) ainsi qu’une détection "vraie" à 90%. Les cartes restituées d’eaux de surface utilisant la technologie SAR sont enfin comparées aux cartes d’inondation issues de données topographiques. Les résultats montrent une fois encore une très grande consistance entres les deux cartes avec 98% des pixels considérés comme inondés dans cartes SAR se trouvant dans les régions de très grande probabilité d’inondation selon la topographie (>60%). Troisièmement, la variation volumique des eaux de surface est calculée comme le produit de l’étendue de la surface avec la hauteur d’eau. Ces deux variables sont validées à l’aide d’autres produits hydrologiques et montrent de bons résultats. La hauteur d’eau superficielle est linéairement interpolée aux régions non inondées afin de produire des cartes mensuelles à la résolution spatiale de 500 m. La hauteur d’eau est ensuite analysée pour estimer les variations volumiques. Ces résultats montrent une très bonne corrélation avec la variation volumique induite par la mesure du contenu en eau du satellite GRACE (95%) ainsi qu’avec la variation des mesures in situ de débit des rivières. Finalement, deux produits globaux et multi-satellites d’eaux superficielles sont comparés à l’échelle régionale et globale sur la période 1993-2007: GIEMS et SWAMPS. Lorsqu’elles existent, les données auxiliaires sont utilisées afin de renforcer l’analyse. Les deux produits montrent une dynamique similaire, mais 50% des pixels inondés dans SWAMPS se trouvent le long des côtes. Note de contenu : 1- Introduction 2- Surface water monitoring within the Mekong Delta and Cambodia using visible and Infrared MODIS satellite observations 3- Surface water monitoring within the Mekong Delta and Cambodia using SAR Sentinel-1 satellite observations 4- Toward the analyses of the change in surface water volume within the lower Mekong Delta 5- Comparison between Global Terrestrial Surface Water datasets 6- Conclusions and perspectives Numéro de notice : 25731 Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Sciences de l'Environnement : Paris : 2018 Organisme de stage : Observatoire de Paris (Lerma) En ligne : http://www.theses.fr/2018SORUS024 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94914

Filtrage de Kalman à bruits corrélés pour le positionnement précis / Ulrich Mambou Kuipou (2016) 

Public Titre : Filtrage de Kalman à bruits corrélés pour le positionnement précis Type de document : Mémoire Auteurs : Ulrich Mambou Kuipou, Auteur Editeur : Paris : Ecole Supérieure des Géomètres et Topographes ESGT Année de publication : 2016 Importance : 75 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Mémoire présenté en vue d'obtenir le diplôme d'Ingénieur CNAM, Spécialité Géomètre et Topographe Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes descripteurs IGN] analyse de variance [Termes descripteurs IGN] auscultation topographique [Termes descripteurs IGN] bruit blanc [Termes descripteurs IGN] corrélation temporelle [Termes descripteurs IGN] estimateur [Termes descripteurs IGN] étalonnage des données [Termes descripteurs IGN] filtre de Kalman [Termes descripteurs IGN] méthode de Monte-Carlo par chaînes de Markov [Termes descripteurs IGN] méthode des moindres carrés [Termes descripteurs IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation) [Termes descripteurs IGN] précision du positionnement [Termes descripteurs IGN] topométrie de précision Résumé : (auteur) Le filtre de Kalman à bruits corrélés peut être considéré comme une alternative aux solutions de filtrage classique, car il améliore la précision du positionnement. Les applications de ce nouveau filtre seraient très intéressantes pour le couplage de mesures dans les domaines suivants : photogrammétrie, télédétection aérienne, bathymétrie et «mobile mapping». L’objectif visé par ce travail de fin d’études, est d’évaluer les performances du filtre de Kalman à bruits corrélés dans une expérience d’auscultation. Dans l’optique de mettre en évidence la puissance de ce filtre, il y a lieu d’estimer par le maximum de vraisemblance, d’une part la variance du modèle d’évolution et d’autre part la corrélation des modèles (même corrélation de bruits, pour les modèles d’évolution et d’observation) en fixant au préalable une structure de corrélation aux dits modèles. Note de contenu : Introduction 1- Expérience de Bogatin 2- Méthode de calibration et résultat du filtrage de Kalman 3- Bruits corrélés : estimation et filtrage de Kalman à bruits corrélés 4- Applications sur des données réelles Numéro de notice : 24612 Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Mémoire ingénieur ESGT Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=92178

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en open access Filtrage de Kalman à bruits ... - pdf auteur Adobe Acrobat PDF

Three-Corner Hat for the assessment of the uncertainty of non-linear residuals of space-geodetic time series in the context of terrestrial reference frame analysis / Claudio Abbondanza in Journal of geodesy, vol 89 n° 4 (April 2015)  

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