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Performance analysis of low-cost GNSS stations for structural health monitoring of civil engineering structures / Nicolas Manzini in Structure and Infrastructure Engineering, vol 18 n° 5 ([01/05/2022])  

Public [article]  inStructure and Infrastructure Engineering > vol 18 n° 5 [01/05/2022] . - pp 595 - 611 Titre : Performance analysis of low-cost GNSS stations for structural health monitoring of civil engineering structures Type de document : Article/Communication Auteurs : Nicolas Manzini, Auteur ; André Orcesi, Auteur ; Christian Thom , Auteur ; Marc-Antoine Brossault, Auteur ; Serge Botton , Auteur ; Miguel Ortiz, Auteur ; John Dumoulin, Auteur Année de publication : 2022 Projets : 2-Pas d'info accessible - article non ouvert / Article en page(s) : pp 595 - 611 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] auscultation d'ouvrage [Termes IGN] déformation d'édifice [Termes IGN] effet thermique [Termes IGN] pont [Termes IGN] RTKLIB [Termes IGN] surveillance d'ouvrage [Termes IGN] test de performance [Termes IGN] topométrie de précision Résumé : (auteur) Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have been used in various monitoring applications for the past two decades, as one of the very few options to provide absolute positions in a global reference frame. However, high performance GNSS stations are expensive, and sometimes may be impractical because of their size, power consumption or software requirements. Thus, the use of low-cost GNSS stations for structural health monitoring (SHM) has gained increasing attention. This paper presents a detailed experimental assessment of multiple combinations of GNSS receivers and antennas, and highlights an optimal cost-efficient solution for monitoring applications. Several sets of processing parameters and constraints are also evaluated using open source RTKLib software. The performance of the proposed solution is evaluated through two experimental dynamic scenarios, proving its ability to track quick displacements down to 4 mm and oscillations of 1 cm with a frequency up to 0.25 Hz with a 1 Hz receiver. Finally, a two-week dataset acquired from on a network of low-cost GNSS stations deployed on a suspended bridge is used to validate on-site performance. Results show good agreement between GNSS time series, traditional displacement sensors, and numerical simulations made using an operational mechanical model of the bridge, highlighting the potential of such low-cost solutions for structural health monitoring applications. Numéro de notice : A2021-170 Affiliation des auteurs : UGE-LASTIG+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/15732479.2020.1849320 Date de publication en ligne : 30/11/2020 En ligne : https://doi.org/10.1080/15732479.2020.1849320 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97105 [article]

Comparative analysis of real-time precise point positioning method in terms of positioning and zenith tropospheric delay estimation / Omer Faruk Atiz in Survey review, vol inconnu ([24/11/2021])  

Public [article]  inSurvey review > vol inconnu [24/11/2021] . - pp Titre : Comparative analysis of real-time precise point positioning method in terms of positioning and zenith tropospheric delay estimation Type de document : Article/Communication Auteurs : Omer Faruk Atiz, Auteur ; Salih Alcay, Auteur ; Sermet Ogutcu, Auteur ; Ilkay Bugdayci, Auteur Année de publication : 2021 Article en page(s) : pp Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] analyse comparative [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] retard troposphérique zénithal [Termes IGN] RTKLIB [Termes IGN] temps réel Résumé : (auteur) The positioning performance of widely used real-time precise point positioning (RT-PPP) software packages BNC, RTKLIB, and PPP-WIZARD were tested in terms of convergence time and accuracy. The convergence time of PPP-WIZARD solutions is reduced by ambiguity resolution (AR). The GPS + GLONASS + GALILEO (GRE) mode improved the convergence time of GPS + GALILEO (GE) mode by 22.0%, 15.5%, 17.1%, and 11.4% for the BNC, RTKLIB, PPP-WIZARD (AR) and PPP-WIZARD, respectively. For the GRE mode, RMSEs of the BNC, RTKLIB, PPP-WIZARD (AR), and PPP-WIZARD software packages in the horizontal/vertical component are 3.8/5.6, 2.6/6.2, 3.3/6.5, 4.3/7.0 cm, respectively. In comparison with the IGS-ZTD (International GNSS Service ZTD), BNC, RTKLIB, PPP-WIZARD (AR), and PPP-WIZARD solutions show a mean bias of 0.28, −0.72, 2.80, and 2.83 cm, respectively in GE mode. The GRE mode reduced the RMSEs of the ZTD estimations of BNC, RTKLIB, PPP-WIZARD (AR) and PPP-WIZARD by 2.9%, 5.1%, 0.6%, and 0.4% respectively. Numéro de notice : A2022-014 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1080/00396265.2021.2001627 Date de publication en ligne : 22/11/2021 En ligne : https://doi.org/10.1080/00396265.2021.2001627 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99089 [article]

Surveillance de santé structurale des ouvrages d'art incluant les systèmes de positionnement par satellites / Nicolas Manzini (2020)  

Public Titre : Surveillance de santé structurale des ouvrages d'art incluant les systèmes de positionnement par satellites Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Nicolas Manzini, Auteur ; André Orcesi, Directeur de thèse ; Christian Thom , Directeur de thèse Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2020 Projets : 1-Pas de projet / Importance : 215 p. Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] auscultation d'ouvrage [Termes IGN] déformation d'édifice [Termes IGN] Géocube [Termes IGN] pont [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] récepteur GPS [Termes IGN] réseau de capteurs [Termes IGN] RTKLIB [Termes IGN] surveillance d'ouvrage Résumé : (auteur) La surveillance de santé structurale, ou structural health monitoring (SHM), a pour objectif de caractériser et suivre au cours du temps le comportement et les performances de structures de génie civil. Le SHM repose sur l'établissement d'indicateurs de santé ou de performance permettant de détecter, et si possible localiser, quantifier ou prédire un endommagement de la structure. Aujourd'hui, le SHM exploite encore très peu les déplacements absolus d'une structure, la majorité des capteurs étant limités à des mesures locales ou relatives. Le Global Positioning System (GPS) est accessible au grand public depuis l'an 2000. Il a depuis été rejoint par d'autres systèmes aux principes similaires, formant les Global Navigation Satellite Systems (GNSS), qui offrent des solutions de positionnement absolu pouvant atteindre une précision millimétrique. Cette thèse prend place dans le contexte où les GNSS apparaissent comme de bons candidats pour compléter des instrumentations SHM traditionnelles. Des résultats d'études récentes sur des solutions GNSS à bas coût (antennes de petite taille, récepteurs monofréquence) ont motivé l'orientation des travaux sur l'utilisation de ce type de solutions. Le compromis effectué sur les performances matérielles est contrebalancé par l'utilisation d'un traitement spécifique et par la possibilité de déployer plus de capteurs sur un ouvrage pour un investissement identique. Ces travaux se concentrent sur les structures de grande taille, comme les ouvrages d'art ou les immeubles de grande hauteur, dont le suivi est complexe en raison de leurs dimensions, et qui sont plus à même de produire des déplacements observables par des stations GNSS. La finalité des travaux entrepris est de répondre à la question suivante : peut-on, et comment, utiliser des stations GNSS à bas coût pour détecter des anomalies ou un changement sur une structure de génie civil ? La première partie de cette thèse a été consacrée à l'évaluation expérimentale de solutions GNSS à bas coût. Différentes combinaisons d'antennes et de récepteurs ont été évaluées en utilisant un positionnement relatif sur la phase, afin de sélectionner une station efficiente. En parallèle, l'impact de plusieurs paramètres de calcul ont été évalués dans des scénarios expérimentaux fixes et dynamiques afin de proposer une solution GNSS, comprenant matériel et traitement, optimale. Un positionnement infracentimétrique est obtenu avec la solution sélectionnée. La seconde partie de la thèse considère les données issues de l'instrumentation de deux ouvrages d'art par des réseaux de capteurs GNSS intelligents, les Geocubes, dont les composantes sont similaires à celles évaluées dans la première partie. L'analyse des séries par comparaison et corrélation aux températures et gradients internes des structures a permis de valider la capacité des stations déployées à suivre la réponse des ouvrages aux effets environnementaux. Leur étude a également mis en avant la redondance des observations grâce à l'étude des corrélations plus ou moins fortes entre les séries GNSS acquises. La dernière partie de la thèse est consacrée à l'utilisation de modèles prédictifs des séries GNSS pour la détection d'anomalies sur ouvrage. En l'absence de données thermiques et de modèles mécaniques complets et disponibles pour les structures étudiées, l'approche des modèles par apprentissage exploitant les données d'un réseau de capteurs GNSS a été choisie. La comparaison de plusieurs outils de régression a permis de sélectionner les réseaux de neurones récurrents (RNN) comme outil privilégié. Enfin, une stratégie de détection des anomalies, exploitant plusieurs modèles prédictifs pour chaque série temporelle, a été proposée et testée sur des anomalies réelles observées, puis simulées. Numéro de notice : 17532 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Génie civil : Université Paris-Est : 2020 Organisme de stage : laboratoire EMGCU nature-HAL : Thèse En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-03143785 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97347

Positional accuracy control in dense urban environment with low-cost receiver and multi-constellation GNSS / Yann Méneroux (2017) 

Public Titre : Positional accuracy control in dense urban environment with low-cost receiver and multi-constellation GNSS Type de document : Article/Communication Auteurs : Yann Méneroux , Auteur ; Dinesh Manandhar, Auteur ; Saurav Ranjit, Auteur ; Guillaume Saint Pierre, Auteur ; Ryosuke Shibasaki, Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN Année de publication : 2017 Projets : 1-Pas de projet / Conférence : MGA 2017, 9th Multi-GNSS Asia Conference 09/10/2017 11/10/2017 Jakarta Indonésie Importance : 5 p. Note générale : bibliographie références https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02193751 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes IGN] constellation [Termes IGN] constellation BeiDou [Termes IGN] constellation GLONASS [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] précision décimétrique [Termes IGN] RTKLIB Résumé : (auteur) In this work, we investigate the effectiveness of a method leveraging multi-GNSS positioning with low-cost receiver to control the accuracy of a set of predefined points with short time acquisition and reduced sky view factor. Final accuracy is required to be sub-meter level. 20 positions located in Tokyo (Japan) have been observed for 6 minutes with a u-blox NEO M8T receiver and a L1-band antenna. Solutions have been computed with the free software RTKlib, for different combinations of satellite constellations. Eventually, we derived a probabilistic upper bound on the controlled points root mean square error (rmse) based on Rayleigh distribution and the central limit theorem. Results highlighted that completing GPS with one additional constellation may markedly reduce the predicted rmse as well as the convergence time. The gain in accuracy has been found to be more moderated when a maximal number of constellations is added, despite solution is reached much faster. We shall notice however that these findings may be dependent upon the selected mask angle for the computation. Some further analysis is also required to assess more precisely the respective contributions of GLONASS and Beidou systems in the overall enhancement. Numéro de notice : C2017-056 Affiliation des auteurs : LASTIG+Ext (2016-2019) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComSansActesPubliés-Unpublished DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97092

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Géodésie multi-technique pour la surveillance haute fréquence de glissements de terrains / Pierre Boetzle (2015) 

Public Titre : Géodésie multi-technique pour la surveillance haute fréquence de glissements de terrains Type de document : Mémoire Auteurs : Pierre Boetzle, Auteur Editeur : Strasbourg : Institut National des Sciences Appliquées INSA Strasbourg Année de publication : 2015 Importance : 81 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Mémoire de fin d'études INSA Strasbourg Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] Alpes-de-haute-provence (04) [Termes IGN] Calvados (14) [Termes IGN] carte de profondeur [Termes IGN] courbe épipolaire [Termes IGN] données GPS [Termes IGN] effondrement de terrain [Termes IGN] état de l'art [Termes IGN] GAMIT [Termes IGN] GINS [Termes IGN] LGO [Termes IGN] modèle numérique de terrain [Termes IGN] OpenCV [Termes IGN] positionnement absolu [Termes IGN] positionnement différentiel [Termes IGN] positionnement ponctuel précis [Termes IGN] récepteur bifréquence [Termes IGN] récepteur monofréquence [Termes IGN] RTKLIB [Termes IGN] SCRS-PPP [Termes IGN] semis de points [Termes IGN] station GNSS [Termes IGN] station permanente Index. décimale : INSAS Mémoires d'ingénieur de l'INSA Strasbourg - Topographie, ex ENSAIS Résumé : (Auteur) Le suivi de glissements de terrain est un exercice complexe qui fait appel à de nombreuses sciences. L’installation de stations GNSS permanentes et le traitement des données RINEX sont une possibilité. Une première partie de ce projet a consisté à tester la méthode PPP sur des données bi-fréquence en vue de son application pour le suivi de glissement de terrain. Le logiciel canadien SCRS-PPP a été utilisé. Un traitement automatisé des données a également été mis en place. Dans un deuxième temps du matériel GNSS mono-fréquence à bas coût, les récepteurs GEOMON, a été testé et mis en place sur le glissement de terrain de Super-Sauze. Enfin une dernière étude plus exploratoire a été réalisée sur des couples de photos pour générer des MNT en utilisant la bibliothèque OpenCV. Note de contenu : 1. Introduction : contexte de l’étude et objectifs 1.1. Contexte 1.2. Objectifs 2. Etat de l’art 2.1. Les techniques classiques de suivi des mouvements de terrain 2.2. Suivi par GPS 2.3. Suivi photogrammétrique 3. Sites d’études et présentation des données 3.1. Présentation de l’OMIV 3.2. Présentation des données disponibles 4. Traitements GNSS 4.1. Méthodes de calcul 4.2. Les logiciels 4.3. Données bi-fréquence 4.4. Test opérationnel de récepteurs GPS mono-fréquence à bas coût 4.5. Conclusion 5. Traitements photogrammétriques 5.1. Présentation de l’équipement et des données 5.2. Calibration de l’appareil photographique 5.3. Génération d’images épipolaires 5.4. Génération de cartes de profondeur 5.5. Génération de nuages de points 5.6. Conclusion 6. Conclusion générale et perspectives Annexes Numéro de notice : 22497 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire ingénieur INSAS Organisme de stage : Ecole et Observatoire des Sciences la Terre EOST Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=80913

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Apprendre le positionnement par GNSS avec le logiciel RTKLIB / Pierre Bosser (2014)

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Test du logiciel RTKLib, Version 1 / Samuel Branchu (2013) 

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