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Robust GNSS carrier phase-based position and attitude estimation theory and applications / Daniel Arias Medina (2022)  

Public Titre : Robust GNSS carrier phase-based position and attitude estimation theory and applications Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniel Arias Medina, Auteur Editeur : Madrid [Espagne] : Universidad Carlos III Année de publication : 2022 Importance : 249 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie A dissertation submitted by in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Computer Science and Technology, Universidad Carlos III de Madrid Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] classification du maximum a posteriori [Termes IGN] constellation GNSS [Termes IGN] estimation de pose [Termes IGN] filtrage du bruit [Termes IGN] méthode du maximum de vraisemblance (estimation) [Termes IGN] phase GNSS [Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel [Termes IGN] résolution d'ambiguïté [Termes IGN] signal GNSS Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Navigation information is an essential element for the functioning of robotic platforms and intelligent transportation systems. Among the existing technologies, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have established as the cornerstone for outdoor navigation, allowing for all-weather, all-time positioning and timing at a worldwide scale. GNSS is the generic term for referring to a constellation of satellites which transmit radio signals used primarily for ranging information. Therefore, the successful operation and deployment of prospective autonomous systems is subject to our capabilities to support GNSS in the provision of robust and precise navigational estimates. GNSS signals enable two types of ranging observations: –code pseudorange, which is a measure of the time difference between the signal’s emission and reception at the satellite and receiver, respectively, scaled by the speed of light; –carrier phase pseudorange, which measures the beat of the carrier signal and the number of accumulated full carrier cycles. While code pseudoranges provides an unambiguous measure of the distance between satellites and receiver, with a dm-level precision when disregarding atmospheric delays and clock offsets, carrier phase measurements present a much higher precision, at the cost of being ambiguous by an unknown number of integer cycles, commonly denoted as ambiguities. Thus, the maximum potential of GNSS, in terms of navigational precision, can be reach by the use of carrier phase observations which, in turn, lead to complicated estimation problems. This thesis deals with the estimation theory behind the provision of carrier phase-based precise navigation for vehicles traversing scenarios with harsh signal propagation conditions. Contributions to such a broad topic are made in three directions. First, the ultimate positioning performance is addressed, by proposing lower bounds on the signal processing realized at the receiver level and for the mixed real- and integer-valued problem related to carrier phase-based positioning. Second, multi-antenna configurations are considered for the computation of a vehicle’s orientation, introducing a new model for the joint position and attitude estimation problems and proposing new deterministic and recursive estimators based on Lie Theory. Finally, the framework of robust statistics is explored to propose new solutions to code- and carrier phase-based navigation, able to deal with outlying impulsive noises. Note de contenu : Introduction I- A signal processing approach to satellite-based navigation II- On the position and attitude estimation in multi-antenna GNSS III- Robust estimation for navigation in harsh environments Conclusions and future research Numéro de notice : 15279 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD Thesis : Computer Science and Technology : Carlos III Madrid : 2022 Organisme de stage : German Aerospace Center DOI : sans En ligne : https://e-archivo.uc3m.es/handle/10016/35375#preview Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101116

Reference system origin and scale realization within the future GNSS constellation “Kepler” / Susanne Glaser in Journal of geodesy, vol 94 n° 12 (December 2020)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 94 n° 12 (December 2020) . - n° 117 Titre : Reference system origin and scale realization within the future GNSS constellation “Kepler” Type de document : Article/Communication Auteurs : Susanne Glaser, Auteur ; Grzegorz Michalak, Auteur ; Benjamin Männel, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : n° 117 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] centre de phase [Termes IGN] constellation Galileo [Termes IGN] constellation GNSS [Termes IGN] décorrélation [Termes IGN] géocentre [Termes IGN] International Terrestrial Reference Frame [Termes IGN] Kepler, Johannes [Termes IGN] orbite basse [Termes IGN] orbite terrestre [Termes IGN] orbitographie Résumé : (auteur) Currently, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) do not contribute to the realization of origin and scale of combined global terrestrial reference frame (TRF) solutions due to present system design limitations. The future Galileo-like medium Earth orbit (MEO) constellation, called “Kepler”, proposed by the German Aerospace Center DLR, is characterized by a low Earth orbit (LEO) segment and the innovative key features of optical inter-satellite links (ISL) delivering highly precise range measurements and of optical frequency references enabling a perfect time synchronization within the complete constellation. In this study, the potential improvements of the Kepler constellation on the TRF origin and scale are assessed by simulations. The fully developed Kepler system allows significant improvements of the geocenter estimates (realized TRF origin in long-term). In particular, we find improvements by factors of 43 for the Z and of 8 for the X and Y component w. r. t. a contemporary MEO-only constellation. Furthermore, the Kepler constellation increases the reliability due to a complete de-correlation of the geocenter coordinates and the orbit parameters related to the solar radiation pressure modeling (SRP). However, biases in SRP modeling cause biased geocenter estimates and the ISL of Kepler can only partly compensate this effect. The realized scale enabling all Kepler features improves by 34% w. r. t. MEO-only. The dependency of the estimated satellite antenna phase center offsets (PCOs) upon the underlying TRF impedes a scale realization by GNSS. In order to realize the network scale with 1 mm accuracy, the PCOs have to be known within 2 cm for the MEO and 4 mm for the LEO satellites. Independently, the scale can be realized by estimating the MEO PCOs and by simultaneously fixing the LEO PCOs. This requires very accurate LEO PCOs; the simulations suggest them to be smaller than 1 mm in order to keep scale changes below 1 mm. Numéro de notice : A2020-736 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-020-01441-0 Date de publication en ligne : 19/11/2020 En ligne : https://doi.org/1https://doi.org/10.1007/s00190-020-01441-0 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96352 [article]

Geodetic VLBI for precise orbit determination of Earth satellites: a simulation study / Grzegorz Klopotek in Journal of geodesy, vol 94 n° 6 (June 2020)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 94 n° 6 (June 2020) Titre : Geodetic VLBI for precise orbit determination of Earth satellites: a simulation study Type de document : Article/Communication Auteurs : Grzegorz Klopotek, Auteur ; Thomas Hobiger, Auteur ; Rüdiger Haas, Auteur ; Toshimichi Otsubo, Auteur Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] constellation GNSS [Termes IGN] données Galileo [Termes IGN] données Lageos [Termes IGN] données VGOS [Termes IGN] géocentre [Termes IGN] interférométrie à très grande base [Termes IGN] méthode de Monte-Carlo [Termes IGN] orbitographie [Termes IGN] paramètres d'orientation de la Terre [Termes IGN] quasar [Termes IGN] rotation de la Terre Résumé : (auteur) Recent efforts of tracking low Earth orbit and medium Earth orbit (MEO) satellites using geodetic very long baseline interferometry (VLBI) raise questions on the potential of this novel observation concept for space geodesy. Therefore, we carry out extensive Monte Carlo simulations in order to investigate the feasibility of geodetic VLBI for precise orbit determination (POD) of MEO satellites and assess the impact of quality and quantity of satellite observations on the derived geodetic parameters. The MEO satellites are represented in our study by LAGEOS-1/-2 and a set of Galileo satellites. The concept is studied on the basis of 3-day solutions in which satellite observations are included into real schedules of the continuous geodetic VLBI campaign 2017 (CONT17) as well as simulated schedules concerning the next-generation VLBI system, known as the VLBI Global Observing System (VGOS). Our results indicate that geodetic VLBI can perform on a comparable level as other space-geodetic techniques concerning POD of MEO satellites. For an assumed satellite observation precision better than 14.1 mm (47 ps), an average 3D orbit precision of 2.0 cm and 6.3 cm is found for schedules including LAGEOS-1/-2 and Galileo satellites, respectively. Moreover, geocenter offsets, which were so far out of scope for the geodetic VLBI analysis, are close to the detection limit for the simulations concerning VGOS observations of Galileo satellites, with the potential to further enhance the results. Concerning the estimated satellite orbits, VGOS leads to an average precision improvement of 80% with respect to legacy VLBI. In absolute terms and for satellite observation precision of 14.1 mm (47 ps), this corresponds to an average value of 17 mm and 7 mm concerning the 3D orbit scatter and precision of geocenter components, respectively. As shown in this study, a poor satellite geometry can degrade the derived Earth rotation parameters and VLBI station positions, compared to the quasar-only reference schedules. Therefore, careful scheduling of both quasar and satellite observations should be performed in order to fully benefit from this novel observation concept. Numéro de notice : A2020-342 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-020-01381-9 Date de publication en ligne : 11/06/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-020-01381-9 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95221 [article]

DIGUE : Détection d’Interférences GNSS pour U.a.v autonomE / Victor Truong (2020)  

Public Titre : DIGUE : Détection d’Interférences GNSS pour U.a.v autonomE Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Victor Truong, Auteur ; Nel Samama, Directeur de thèse ; Alexandre Vervisch-Picois, Directeur de thèse Editeur : Courcouronnes : Télécom SudParis Année de publication : 2020 Importance : 125 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de doctorat de l'Institut Polytechnique de Paris préparée à Télécom SudParis, Spécialité : Signal, Images, Automatique et robotique Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal [Termes IGN] brouillage [Termes IGN] constellation GNSS [Termes IGN] décalage d'horloge [Termes IGN] détection de leurrage [Termes IGN] drone [Termes IGN] erreur systématique interfréquence d'horloge [Termes IGN] interférence [Termes IGN] leurrage [Termes IGN] récepteur GNSS Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La présente étude s'inscrit dans le domaine des interférences GNSS, en particulier les interférences de leurrage. Le leurrage consiste à induire une fausse position à un récepteur, c'est-à-dire une position différente de celle où il localisé. Cette étude consiste à proposer une approche de détection d'interférences de leurrage pour drone autonome utilisant les données directement issues des récepteurs. En réalisant un état de l'art des méthodes de détection de leurrage, le contrôle du biais d'horloge est apparu comme une approche potentielle. Une modélisation numérique d'une attaque de leurrage sur un récepteur a mis en évidence que le biais d'horloge présente des sauts lorsqu'il passe de la constellation GNSS à la constellation du leurre. En reproduisant cette attaque sur des récepteurs commerciaux utilisant de vrais signaux, le biais d'horloge présente des sauts plus importants que prévus par le modèle, et dans certains cas sur la dérive du biais également. Ces sauts ont été observés sur différents scénarios d'attaque plus ou moins subtiles, cependant l'amplitude de ces sauts semble aléatoire.Pour aller plus loin que la simple détection de leurrage, une approche utilisant une formation de drones communicants a été proposée dans le but de faire une estimation de la localisation du leurre. Cette méthode est basée sur un protocole de déplacement permettant à la formation de délimiter une zone de l'espace où le leurre est supposé être localisé. Le protocole actuel n'est pas encore complètement abouti mais il offre déjà une base prometteuse.L'étude du comportement du biais d'horloge a permis de mettre en évidence son intérêt dans une stratégie de détection de leurrage GNSS. A partir de ce constat, de futurs travaux pourront être menés sur le développement et l'implémentation sur un drone volant d'un algorithme de détection basé sur le contrôle du biais d'horloge. L'étude de l'utilisation d'une formation de drone pour la localisation d'un leurre a permis de poser les bases d'une solution prometteuse. De futurs travaux peuvent être menés afin de compléter le protocole de déplacement et de valider son efficacité face à différents types de leurres. Note de contenu : Introduction I- Etat de l'art II- Etude de l'influence du leurrage sur l'horloge d'un récepteur GNSS III- Etude d'une approche de localisation de leurre par l'utilisation d'une formation de drones IV- Bilan des travaux de la thèse Numéro de notice : 28447 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Signal, Images, Automatique et robotique : Télécom SudParis : 2020 Organisme de stage : Laboratoire TIPIC-SAMOVAR DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03045956/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=98926

Triple-frequency PPP ambiguity resolution with multi-constellation GNSS: BDS and Galileo / Xingxing Li in Journal of geodesy, vol 93 n° 8 (August 2019)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 93 n° 8 (August 2019) . - pp 1105 - 1122 Titre : Triple-frequency PPP ambiguity resolution with multi-constellation GNSS: BDS and Galileo Type de document : Article/Communication Auteurs : Xingxing Li, Auteur ; Xin Li, Auteur ; Gege Liu, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 1105 - 1122 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] ambiguïté entière [Termes IGN] constellation BeiDou [Termes IGN] constellation GNSS [Termes IGN] estimation de position [Termes IGN] fréquence multiple [Termes IGN] mesurage de phase [Termes IGN] positionnement cinématique [Termes IGN] positionnement par Galileo [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] positionnement statique [Termes IGN] résolution d'ambiguïté Résumé : (auteur) Multi-constellation GNSS (multi-GNSS) and multi-frequency signals open new prospects for fast ambiguity resolution (AR) of precise point positioning (PPP). Currently, all the BDS and Galileo satellites are capable of transmitting signals on three or more frequencies. In this contribution, we investigate the triple-frequency PPP ambiguity resolution with B1, B2 and B3 observations from BDS satellites and E1, E5a and E5b observations from Galileo satellites and evaluate the contribution of BDS + Galileo combination to triple-frequency PPP AR. The uncalibrated phase delay (UPD) products are estimated based on triple-frequency observations, and the temporal characteristic as well as the residual distributions are analyzed. Our results show that the extra-wide-lane (EWL) and wide-lane (WL) UPDs for BDS and Galileo satellites are both stable during the 30 days and the daily narrow-lane (NL) UPD series are also steady with no obvious fluctuation. The Galileo UPDs exhibit better performance than BDS UPDs due to the high-quality observations. It is also interesting to find that the EWL UPD corrections for all Galileo satellites are very close to the zero. With the precise UPD products, the triple-frequency PPP AR with BDS and Galileo observations was implemented in both static and kinematic modes. Compared to the ambiguity-float solution, the performance can be significantly improved by triple-frequency PPP AR with the positioning accuracy improved by 30–70% in both static and kinematic modes. Moreover, the triple-frequency PPP fixed solutions also present better performance than the dual-frequency PPP fixed solutions in terms of time to the first fix and positioning accuracy, especially for the Galileo-only and BDS + Galileo solutions. And the fusion of multi-GNSS (BDS and Galileo) can further improve the position estimations compared to the single system with more satellites and better spatial geometry. Numéro de notice : A2019-380 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-019-01229-x Date de publication en ligne : 01/02/2019 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-019-01229-x Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93457 [article]

Multi-dimensional particle filter-based estimation of inter-system phase biases for multi-GNSS real-time integer ambiguity resolution / Yumiao Tian in Journal of geodesy, vol 93 n°7 (July 2019)  

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Processing of GNSS constellations and ground station networks using the raw observation approach / Sebastian Strasser in Journal of geodesy, vol 93 n°7 (July 2019)  

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Le réseau GPS permanent (RGP) de l'IGN / Sébastien Saur in Géomètre, n° 2168 (avril 2019)

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Enhanced local ionosphere model for multi-constellations single frequency precise point positioning applications: Egyptian case study / Emad El Manaily in Artificial satellites, vol 53 n° 4 (December 2018)    

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Performance of absolute real-time multi-GNSS kinematic positioning / Kamil Kazmierski in Artificial satellites, vol 53 n° 2 (June 2018)    

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Le 6e colloque sur les aspects scientifiques et fondamentaux de Galileo s'est tenu à Valence / Jonathan Chenal in XYZ, n° 153 (décembre 2017 - février 2018)

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VLBI observations of GNSS-satellites : from scheduling to analysis / Lucia Plank in Journal of geodesy, vol 91 n° 7 (July 2017)  

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GPS, Galileo, QZSS and IRNSS differential ISBs: estimation and application / Dennis Odijk in GPS solutions, vol 21 n° 2 (April 2017)  

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A closed-form formula to calculate geometric dilution of precision (GDOP) for multi-GNSS constellations / Yunlong Teng in GPS solutions, vol 20 n° 3 (July 2016)  

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Single-frequency precise point positioning using multi-constellation GNSS: GPS, Glonass, Galileo and Beidou / Mahmoud Abd Rabbou in Geomatica, vol 70 n° 2 (June 2016)  

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