Centre dedocumentation
scientifique

A nonlinear Gauss-Helmert model and its robust solution for seafloor control point positioning / Yingcai Kuang in Marine geodesy, vol 46 n° 1 (January 2023)  

Public [article]  inMarine geodesy > vol 46 n° 1 (January 2023) . - pp 16 - 42 Titre : A nonlinear Gauss-Helmert model and its robust solution for seafloor control point positioning Type de document : Article/Communication Auteurs : Yingcai Kuang, Auteur ; Zhiping Lu, Auteur ; Fangchao Wang, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : pp 16 - 42 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] capteur ultrasonore [Termes IGN] Chine [Termes IGN] équation de Lagrange [Termes IGN] erreur systématique [Termes IGN] fond marin [Termes IGN] GNSS-Acoustique [Termes IGN] méthode robuste [Termes IGN] modèle de Gauss-Helmert [Termes IGN] modèle non linéaire [Termes IGN] point d'appui [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] précision du positionnement [Termes IGN] propagation d'erreur Résumé : (auteur) Using GNSS-Acoustic (GNSS-A) technology to establish the seafloor geodetic datum is both feasible and flexible and thus has become an important way to obtain the absolute positions of seafloor control points. However, numerous errors are inevitable in marine surveying, including systematic errors and gross errors caused by GNSS dynamic positioning, inaccurate sound velocity profile measurements, and ocean ambient noise, and their interference will be directly reflected in the positioning results. To accurately calculate the seafloor control point coordinates, this paper first notes that the general error propagation law (EPL) method is defective in dealing with various error factors in GNSS-A positioning. A more rigorous method incorporates the time-varying term of the sound velocity ranging error into the coefficient matrix of the underwater observation equation, and the transducer position error should be considered. Therefore, a Gauss-Helmert (GH) model is used for seafloor control point positioning. Then, considering the dual nonlinearity of the model, a Lagrange objective function is constructed to derive its solution algorithm. On this basis, considering the gross errors polluting of the observations, the robust estimation principle is introduced, and the robust solution steps are given. Finally, simulation experiments and a testing experiment in the sea area near Jiaozhou Bay are used to verify the performance of the new method. The results show that the functional relationship and stochastic model of the nonlinear GH model for seafloor point positioning are reasonably described. Under ideal conditions with no gross errors and either different water depths or different transducer position errors, the accuracy and stability of the new method are both higher than those of the EPL method. When the observations are polluted by gross errors, the robust algorithm of the new method can accurately identify the abnormal information. By improving the robustness of the observation and structure spaces, the positioning precision of the 3D point deviation results can be optimized, and the solution performance of the new method is superior to that of the general method. Numéro de notice : A2023-049 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : 10.1080/01490419.2022.2054883 Date de publication en ligne : 26/03/2022 En ligne : https://doi.org/10.1080/01490419.2022.2054883 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102365 [article]

Improving GNSS-acoustic positioning by optimizing the ship’s track lines and observation combinations / Guanxu Chen in Journal of geodesy, vol 94 n° 6 (June 2020)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 94 n° 6 (June 2020) Titre : Improving GNSS-acoustic positioning by optimizing the ship’s track lines and observation combinations Type de document : Article/Communication Auteurs : Guanxu Chen, Auteur ; Yang Liu, Auteur ; Yanxiong Liu, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] contrainte géométrique [Termes IGN] fond marin [Termes IGN] GNSS-Acoustique [Termes IGN] navire [Termes IGN] positionnement par GNSS [Termes IGN] précision du positionnement [Termes IGN] profondeur [Termes IGN] station GNSS [Termes IGN] trajectoire (véhicule non spatial) Résumé : (auteur) The position of a seafloor geodetic station can be determined by combining Global Navigation Satellite System (GNSS) and acoustic technologies, called GNSS-acoustic positioning. The precision of GNSS-acoustic positioning, a technique that employs the distance intersection, is determined by the positioning geometry formed by the ship’s track lines with respect to the seafloor station and the errors in the measurements. In the context of a shallow sea trial, we studied three key techniques in GNSS-acoustic positioning: the optimal geometric configuration, differencing techniques for acoustic observations and depth constraints offered by pressure gauges. The results showed that the optimal geometric configuration is a circular track with a radius of 2‾√ times the depth plus an overhead cross-track with a length of the circle diameter. Differenced observations can improve the horizontal positioning precision but will worsen the vertical positioning precision due to the change in the geometric configuration and the elimination of vertical information if the number of observations is limited. The proposed difference strategy, that is, applying a symmetric location difference operator to the circular track and an undifference operator to the cross-track, can effectively improve the horizontal precision and avoid vertical defects. By using relative depth observations from two pressure gauges as constraints, the vertical defects of GNSS-acoustic positioning can be improved, achieving a better vertical positioning precision. Applying the proposed methods to high-quality GNSS and acoustic observations, the positioning precision of a shallow seafloor geodetic station can be better than 2 cm. Numéro de notice : A2020-377 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-020-01389-1 Date de publication en ligne : 27/06/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-020-01389-1 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95369 [article]

Apport de la géodésie française fond de mer à l'évaluation de l'aléa sismique côtier : distancemétrie en mer de Marmara et simulation de GNSS/A aux Antilles / Pierre Sakic-Kieffer (2016)  

Public Titre : Apport de la géodésie française fond de mer à l'évaluation de l'aléa sismique côtier : distancemétrie en mer de Marmara et simulation de GNSS/A aux Antilles Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Pierre Sakic-Kieffer, Auteur ; Guy Wöppelmann , Directeur de thèse ; Valérie Ballu, Directeur de thèse Editeur : La Rochelle : Université de La Rochelle Année de publication : 2016 Importance : 368 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie École doctorale Sciences pour l'environnement - Gay Lussac Littoral, Environnement et Sociétés - UMR 7266 (La Rochelle) Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] Antilles (îles des) [Termes IGN] balise fond de mer [Termes IGN] faille géologique [Termes IGN] fond marin [Termes IGN] géodésie marine [Termes IGN] GNSS-Acoustique [Termes IGN] Marmara, mer de [Termes IGN] onde acoustique [Termes IGN] risque naturel [Termes IGN] séisme [Termes IGN] télédétection acoustique Résumé : (auteur) Plus de 70 % de la surface terrestre est recouverte par les mers et océans. Nombre de phénomènes tectoniques parmi les plus dévastateurs ont par ailleurs lieu en environnement océanique. On peut citer en exemple les zones de subduction, pouvant générer des mégaséismes associés à des tsunamis dévastateurs (Sumatra en 2004, Tohokuen 2011), mais aussi les failles décrochantes sous-marines. Dans de nombreux cas, les méthodes de géodésie spatiale ne permettent pas de discriminer entre un comportement bloqué ou asismique, les instruments étant situés trop loin de la zone potentiellement déformée par le processus tectonique. Il faut alors mettre au point de nouvelles techniques qui permettent de prolonger les réseaux d’observation classiques au large afin de cartographier la déformation sur l’intégralité de la zone. Cette thèse s’intéresse à deux méthodes de géodésie fond de mer permettant d’aider à l’évaluation du risque sismique. La première est la distancemétrie relative acoustique, avec comme zone d’application effective la mer de Marmara. Nos premiers résultats laissent supposer un comportement bloqué au niveau du segment de la faille nord-anatolienne immergé devant İstanbul. La seconde zone d’étude considérée est la subduction antillaise. L’échelle de travail nécessite une localisation des points observés dans un référentiel global. Nous étudions les phénomènes océaniques à considérer et détaillons une méthodologie dite GNSS/A (pour Acoustique), consistant en des interrogations acoustiques depuis une plateforme de surface précisément positionnée par GNSS, pour une future expérience de positionnement absolu au large de la Guadeloupe. Note de contenu : GEODESIE FOND DE MER : ENJEUX ET MISE EN OEUVRE 1. Les aléas géophysiques en zones côtières 2. Instrumentation géodésique en mer APPROCHE RELATIVE : UNE EXPERIENCE DE DISTANCEMETRIE ACOUSTIQUE 3. Distancemétrie acoustique en mer de Marmara APPROCHE ABSOLUE : SIMULATIONS D'EXPERIENCE GNSS/A DANS LE CONTEXTE ANTILLAIS 4. Propagation d'une onde acoustique en milieu sous-marin 5. Eléments d'océanographie pour les petites Antilles 6. Inversion par moindres carrés et simulation d'observations pour le GNSS/A 7. Simulation de données GNSS/A 8. Positionnement absolu et référencement interne de la plate-forme en surface RESULTATS DE LA METHODOLOGIE GNSS/A 9. Résultats des simulations 10. Résultats de la mission GEODESEA 11. Synthèse et discussion Conclusion Numéro de notice : 17340 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse : Géodésie : La Rochelle : 2016 Organisme de stage : Littoral, Environnement et Sociétés LIENSs (Université de La Rochelle) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01661530 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93743