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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

Analysis of higher-order ionospheric effects on GNSS precise point positioning in the China area / Yaozong Zhou in Survey review, vol 51 n° 368 (September 2019)  

Public [article]  inSurvey review > vol 51 n° 368 (September 2019) . - pp 442 - 449 Titre : Analysis of higher-order ionospheric effects on GNSS precise point positioning in the China area Type de document : Article/Communication Auteurs : Yaozong Zhou, Auteur ; Cuilin Kuang, Auteur ; Changsheng Cai, Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 442 - 449 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] Bernese [Termes IGN] Chine [Termes IGN] correction ionosphérique [Termes IGN] erreur de positionnement [Termes IGN] perturbation ionosphérique [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] positionnement ponctuel précis Résumé : (Auteur) Higher-order ionospheric error may reach several millimetres in the case of high ionospheric activity, which affects some high-accuracy applications, such as crustal movement monitoring, earthquake disaster prediction, plate motion monitoring and coordinate frame maintenance. However, accounting for higher-order ionospheric error is not yet a common strategy for regional global navigation satellite system (GNSS) network data processing. This study investigates the higher-order ionospheric effects on precise point positioning (PPP) in the China area with GNSS data selected from some IGS stations and some CMONOC stations. The Bernese GNSS software was used to calculate the effects of higher-order ionospheric error on the PPP estimated coordinates. The numerical results show that higher-order ionospheric positioning errors become larger as the station latitude decreases or the ionospheric activity increases. In addition, the positioning errors in the north direction are larger than those in the east and up directions and may reach 6 mm in south China. Numéro de notice : A2019-369 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1080/00396265.2018.1478483 Date de publication en ligne : 24/12/2018 En ligne : https://doi.org/10.1080/00396265.2018.1478483 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93475 [article]

Sensitivity of GPS tropospheric estimates to mesoscale convective systems in West Africa / Samuel Nahmani in Atmospheric chemistry and physics, vol 19 n° 14 (July 2019)  

Public [article]  inAtmospheric chemistry and physics > vol 19 n° 14 (July 2019) . - pp 9541 - 9561 Titre : Sensitivity of GPS tropospheric estimates to mesoscale convective systems in West Africa Type de document : Article/Communication Auteurs : Samuel Nahmani , Auteur ; Olivier Bock , Auteur ; Françoise Guichard, Auteur Année de publication : 2019 Projets : VEGAN / Bock, Olivier, TOSCA / Bock, Olivier Article en page(s) : pp 9541 - 9561 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale [Termes IGN] Afrique occidentale [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] bande C [Termes IGN] convection [Termes IGN] données GPS [Termes IGN] GAMIT [Termes IGN] GIPSY-OASIS [Termes IGN] gradient de troposphère [Termes IGN] meso échelle [Termes IGN] modèle atmosphérique [Termes IGN] Niger [Termes IGN] propagation troposphérique [Termes IGN] résidu [Termes IGN] retard troposphérique zénithal [Termes IGN] signal GPS Résumé : (Auteur) This study analyzes the characteristics of GPS tropospheric estimates (zenith wet delays – ZWDs, gradients, and post-fit phase residuals) during the passage of mesoscale convective systems (MCSs) and evaluates their sensitivity to the research-level GPS data processing strategy implemented. Here, we focus on MCS events observed during the monsoon season of West Africa. This region is particularly well suited for the study of these events due to the high frequency of MCS occurrences in the contrasting climatic environments between the Guinean coast and the Sahel. This contrast is well sampled with data generated by six African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) GPS stations. Tropospheric estimates for a 3-year period (2006–2008), processed with both the GAMIT and GIPSY-OASIS software packages, were analyzed and intercompared. First, the case of a MCS that passed over Niamey, Niger, on 11 August 2006 demonstrates a strong impact of the MCS on GPS estimates and post-fit residuals when the GPS signals propagate through the convective cells as detected on reflectivity maps from the MIT C-band Doppler radar. The estimates are also capable of detecting changes in the structure and dynamics of the MCS. However, the sensitivity is different depending on the tropospheric modeling approach adopted in the software. With GIPSY-OASIS, the high temporal sampling (5 min) of ZWDs and gradients is well suited for detecting the small-scale, short-lived, convective cells, while the post-fit residuals remain quite small. With GAMIT, the lower temporal sampling of the estimated parameters (hourly for ZWDs and daily for gradients) is not sufficient to capture the rapid delay variations associated with the passage of the MCS, but the post-fit phase residuals clearly reflect the presence of a strong refractivity anomaly. The results are generalized with a composite analysis of 414 MCS events observed over the 3-year period at the six GPS stations with the GIPSY-OASIS estimates. A systematic peak is found in the ZWDs coincident with the cold pool crossing time associated with the MCSs. The tropospheric gradients reflect the path of the MCS propagation (generally from east to west). This study concludes that ZWDs, gradients, and post-fit phase residuals provide relevant and complementary information on MCSs passing over or in the vicinity of a GPS station. Numéro de notice : A2019-572 Affiliation des auteurs : Géodésie+Ext (mi2018-2019) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.5194/acp-19-9541-2019 Date de publication en ligne : 29/07/2019 En ligne : https://doi.org/10.5194/acp-19-9541-2019 Format de la ressource électronique : URL Article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94444 [article]

Ability of GPS PPP in 2D deformation analysis with respect to GPS network solution / C. Aydin in Survey review, vol 51 n° 366 (May 2019)  

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Displacement monitoring performance of relative positioning and Precise Point Positioning (PPP) methods using simulation apparatus / Salih Alcay in Advances in space research, vol 63 n° 5 (1 March 2019)  

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Le FOSS4G-fr version 2018 / Anonyme in Géomatique expert, n° 122 (mai-juin 2018)

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Western Pyrenees geodetic deformation study using the Guipuzcoa GNSS network / Adriana Martin in Journal of applied geodesy, vol 12 n° 3 (July 2018)  

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Reduction of ZTD outliers through improved GNSS data processing and screening strategies [Interactive discussion] / Katarzyna Stępniak in Atmospheric measurement techniques, vol 11 n° 3 (March 2018)  

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Amélioration des calculs GNSS à façon du SGN / Mathilde Kremp (2018) 

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Introduction aux calculs en ligne GNSS / Elise-Rachel Mathis in XYZ, n° 152 (septembre - novembre 2017) 

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GPS coordinate time series measurements in Ontario and Quebec, Canada / Hadis Samadi Alinia in Journal of geodesy, vol 91 n° 6 (June 2017)  

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Study of the effects on GPS coordinate time series caused by higher-order ionospheric corrections calculated using the DIPOLE model / Liansheng Deng in Geodesy and Geodynamics, vol 8 n° 2 (March 2017)  

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

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