Détail de l'éditeur
Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse
localisé à :
Zurich
Collections rattachées :
|
Documents disponibles chez cet éditeur (75)
Ajouter le résultat dans votre panier
Visionner les documents numériques
Affiner la recherche Interroger des sources externes
Trajectory determination and analysis in sports by satellite and inertial navigation / Adrian Wägli (2009)
Titre : Trajectory determination and analysis in sports by satellite and inertial navigation Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Adrian Wägli, Auteur ; Jan Skaloud, Directeur de thèse Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2009 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 77 Importance : 173 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-20-5 Note générale : Bibliographie
Doctoral thesisLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] filtrage du bruit
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] modèle d'erreur
[Termes IGN] navigation inertielle
[Termes IGN] orientation
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] précision décimétrique
[Termes IGN] sport
[Termes IGN] test de performance
[Termes IGN] trajectographie par GPS
[Termes IGN] trajet (mobilité)Index. décimale : 30.83 Applications océanographiques de géodésie spatiale Résumé : (Auteur) [Préface] The abundance and availability of small positioning devices offers new opportunities (and challenges) for the art and science of Kinematic Geodesy. Certainly, as the inventors of inertial navigation never dreamed of a full Inertial Measurement Units (IMUs) occupying space of few cubic millimeters, the designers of the Global Positioning System (GPS) never thought of placing miniature receivers on human beings. Yet, it is the variety of civil application that improves the measurement accuracy of the originally military technology by an order (or several orders) of magnitude. This can be achieved either by exploiting secondary signals or by proposing innovative algorithms.
The research of Adrian Wagli belongs to the latter category as it presents (with an excellent rigor) innovative algorithms and data processing approaches which turn signals from small GPS receivers and miniature but very imprecise Micro-electromechanical (MEMS)-IMU into a convincing measurement instrument capable of tracking the skier's 2-G turn with 0.01% accuracy. The amalgam of high precision and small instrumentation then allows tracing movement of athletes not once in a while, but continuously at 100 times per second. Thus, through the practically continuous measurements of 3D position, velocity and orientation, the sportsmen's performance parameters can be deduced. Using it in sports like alpine skiing is very challenging task due to the encountered dynamic and the mountain surroundings that block the reception of satellite signals. Therefore, if the technology finds its place in such relatively hostile conditions, it can be" surely used for other purposes in more benign environment. At the same time it represents a very motivating factor for the research undertaken at the country to which such sport belongs.
In his work, Adrian Wagli demonstrates for the first time that redundant configuration of low-cost MEMS-IMUs allows determining orientation better than 1 degree RMS and that the autonomous positioning of decimeter accuracy is feasible with these sensors up to 30-second long outages of GPS signals even in high dynamic. Although the thesis is application-driven, i.e. the work results in. several algorithms and software modules applicable to real scenarios; it contains, at the same time, a I number of novel concepts applicable to other domains of navigation and kinematic positioning. The nicely presented combination of theory and practice will therefore satisfy a wide spectrum of readers.Note de contenu : 1 Introduction
1.1 Context
1.2 Particularities Related to Sport Applications
1.3 Objectives
1.4 Methodology
2 From Sports to Navigation
2.1 Criteria of Sport Applications
2.1.1 Accuracy Requirements
2.2 Methods for Trajectory Determination
2.2.1 Imagery
2.2.2 Satellite and Inertial Navigation
2.2.3 Alternative Techniques Based on Position Fixing
2.2.4 Complementary Methods to Trajectory Determination
2.2.5 Summary
2.3 Instrumentation for Satellite and Inertial Navigation
2.3.1 Overview on GNSS and Processing Methods
2.3.2 Inertial Measurement Units
2.3.3 Other Aspects Related to System Architecture
3 Measurements, Models and Estimation Methods
3.1 Inertial Measurement Model
3.1.1 Generalized Error Model for Inertial Observations
3.1.2 Simplified Error Model for Inertial Observations
3.2 Magnetic Measurements
3.3 GPS Observations
3.3.1 Code Measurements
3.3.2 Carrier-Phase Measurements
3.3.3 Carrier-Phase Smoothing
3.3.4 Doppler Measurements
3.3.5 Differential GPS
3.4 GPS/INS Sensor Fusion
3.4.1 Integration Constraints
3.4.2 Integration Strategy Trade-offs
3.4.3 Kalman Filtering
3.4.4 Optimal Smoothing
3.5 Implementation of GPS Processing
3.5.1 Definition of the State Vector
3.5.2 Initialization
3.5.3 State Propagation
3.5.4 Measurement Updates
3.6 Implementation of GPS/INS Integration
3.6.1 Definition of the State Vector
3.6.2 Initialization
3.6.3 Strapdown Inertial Navigation
3.6.4 Measurement Updates
4 GPS/MEMS-IMU System Performance
4.1 Experimental Setup
4.2 GPS/MEMS-IMU Performance
4.2.1 Satellite Navigation
4.2.2 GPS/MEMS-IMU Integration
4.2.3 GPS/MEMS-IMU Integration during Reduced Satellite Reception
4.2.4 Benefits of RTS Smoothing
4.3 Benefits of UKF
4.3.1 Navigation Performance
4.3.2 Implementation Aspects
4.4 Magnetic Sensors
4.5 Orientation Initialization
4.5.1 Evaluation based on Simulations
4.5.2 Experimental Evaluation
5 MEMS-IMU Error Modeling
5.1 Static Evaluation by Allan Variance
5.2 Static Estimation of the Noise Parameters
5.3 Dynamic Error Model Investigation
5.3.1 Estimation of the Relative Alignment of the MEMS-IMU
5.3.2 Estimation of the Reference Values for the Inertial Sensor Errors
5.3.3 Error Model Analysis
5.3.4 Relevance to Kalmari Filtering
5.4 Investigation of more Complex Error Models
6 Performance Improvement through Redundant IMUs
6.1 INS Redundancy Approaches in Inertial Navigation
6.2 Geometrical Arrangement of Redundant IMUs
6.3 Noise Reduction and Direct Noise Estimation
6.3.1 Noise Reduction
6.3.2 Direct Noise Estimation
6.4 Fault Detection and Isolation
6.5 System and Observation Model for the Redundant IMU Integration
6.5.1 Synthetic IMU Integration
6.5.2 Extended IMU Mechanization
6.5.3 Geometrically-Constrained Mechanization
6.6 Navigation Performance Improvement
6.6.1 Algorithm Selection
6.6.2 Assessment Based on Experiments
6.6.3 Assessment Based on Emulation
6.6.4 Notes on the Observability
6.6.5 Orientation Initialization and Inertial Error Estimation
7 From Navigation to Performance Assessment in Sport
7.1 Trajectory Modeling Approaches
7.1.1 Cubic Splines Smoothing
7.1.2 Additional Kalman Filtering
7.1.3 Limitations of Trajectory Modeling .
7.2 Trajectory Matching
7.2.1 Problem Definition
7.2.2 Extension of Cubic Spline Smoothing
7.2.3 Eigenvector Approach for Feature-Based Correspondence
7.2.4 Position Accuracy Improvement through Trajectory Matching
7.2.5 Risk Related to Trajectory Matching
7.3 Trajectory Comparison
7.3.1 Spatial Trajectory Comparison Approach
7.3.2 Methodology for Trajectory Comparison
7.3.3 Alternative Methods for Trajectory Comparison
7.3.4 Visualization Aspects
7.4 Position-Based Chronornetry
7.5 Orientation Related Assessment - Skiing
7.6 Orientation Related Assessment - Motorcycling
7.6.1 Reference Frame Aspects
7.6.2 Computation of the Lateral Slipping of Tires
7.6.3 Evaluation of the Tire Characteristics
7.6.4 Other Perspectives
8 Conclusions and Perspectives
8.1 Conclusions
8.2 PerspectivesNuméro de notice : 15514 Affiliation des auteurs : non IGN Autre URL associée : URL EPFL Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère DOI : 10.5075/epfl-thesis-4288 En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-77.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62747 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15514-01 30.83 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Cartographie mobile en temps réel Type de document : Monographie Auteurs : Hervé Gontran, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2008 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 74 Importance : 198 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-18-5 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] axe médian
[Termes IGN] base de données routières
[Termes IGN] bibliothèque logicielle
[Termes IGN] chambre CMOS
[Termes IGN] connecteur logiciel
[Termes IGN] contrôle qualité
[Termes IGN] coordonnées GPS
[Termes IGN] détection automatique
[Termes IGN] étalonnage de chambre métrique
[Termes IGN] extraction du réseau routier
[Termes IGN] fusion de données
[Termes IGN] géométrie cinématique
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] GPRS
[Termes IGN] GPS en mode cinématique
[Termes IGN] GPS en mode différentiel
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] lever topométrique
[Termes IGN] Linux
[Termes IGN] logiciel libre
[Termes IGN] odomètre
[Termes IGN] positionnement cinématique
[Termes IGN] positionnement cinématique en temps réel
[Termes IGN] précision centimétrique
[Termes IGN] programmation par contraintes
[Termes IGN] qualité du processus
[Termes IGN] récepteur bifréquence
[Termes IGN] route
[Termes IGN] signalisation routière
[Termes IGN] système de numérisation mobile
[Termes IGN] temps réel
[Termes IGN] transformation de Helmert
[Termes IGN] VidéogrammétrieIndex. décimale : 30.81 Applications positionnement de chambres métriques GPS-INS Résumé : (Auteur) Le développement de la télématique des transports routiers réclame une gestion d'une quantité sans cesse croissante de données rattachées à la fluidité du trafic, au suivi de fret et de flottes de véhicules, ainsi qu'à l'assistance à la conduite. Un tel effort s'appuie sur une profonde synergie des technologies de navigation, de télécommunication et d'information géographique pour une meilleure gestion de l'entretien et de l'exploitation de la voirie et, par-dessus tout, pour une sécurité renforcée. Une connaissance précise de l'environnement routier et de la topologie des réseaux est donc indispensable au développement d'applications en télématique des transports. Depuis le début des années 90, avec les progrès réalisés dans les techniques de couplage GPS/INS et la mise sur le marché de caméras numériques abordables, une portion considérable de l'information routière est acquise lors du passage de véhicules équipés de tels capteurs, technique dénommée "mobile mapping". L'avantage de la collecte cinématique de données telles la géométrie de la chaussée, la qualité de son revêtement et la localisation des objets routiers réside en l'accomplissement beaucoup plus rapide du lever, d'où une excellente rentabilité. Cependant, la complexité du traitement des données de géoréférencement et leur fusion avec des séquences d'images requièrent de nombreuses heures de travail répétitif. Par ailleurs, seule l'issue de ce traitement témoigne de l'enregistrement correct des mesures de localisation : un éventuel retour sur le terrain ne s'envisage que plusieurs jours après le premier lever. Nous proposons l'introduction du concept de "temps réel" dans le domaine du mobile mapping. L'exploitation déterministe de données capturées lors d'un lever cinématique vise à limiter l'intervention humaine dans un processus de géoréférencement complexe, tout en autorisant une diffusion de cette technique hors des milieux avertis. L'autre défi de cette thèse repose sur la fusion automatique d'informations de localisation et d'images, sous forte contrainte temporelle. Quels sont les outils et algorithmes suffisamment robustes pour assurer dans ces conditions le contrôle de la qualité du géoréférencement d'objets routiers ? Nous tentons d'apporter à ces préoccupations une solution pertinente, tout en démontrant le bien-fondé du concept via l'acquisition et l'interprétation automatiques de la géométrie routière. Note de contenu : Chapitre 1. Bases de données routières
1.1. Inventaire routier
1.2. Objectifs et motivations de la thèse
Chapitre 2. Temps réel
2.1. Notion de temps réel
2.2. Programmation pour le temps réel
2.3. Chronométrie événementielle sur PC standard
Chapitre 3. Traitement autonome de la localisation
3.1. GPS différentiel en temps réel
3.2. Diffusion de corrections GPS-RTK
3.3. Serveur personnalisé de corrections GPS
3.4. Localisation et orientation autonomes
Chapitre 4. Traitement autonome de l'imagerie
4.1. Imagerie numérique conventionnelle
4.2. Capteur d'images logarithmique CMOS
4.3. Extraction d'axe routier en temps réel
4.4. Calibrage de l'Ethercam
Chapitre 5. Géoréférencement en temps réel
5.1. Conception de la plateforme de mobile mapping
5.2. Exploitation de la plateforme de mobile mapping
Conclusions et perspectivesNuméro de notice : 19278 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Monographie En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-74.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62847 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 19278-01 30.81 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Mutual validation of satellite-geodetic techniques and its impact on GNSS orbit modeling / Claudia Flohrer (2008)
Titre : Mutual validation of satellite-geodetic techniques and its impact on GNSS orbit modeling Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Claudia Flohrer, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2008 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 75 Importance : 198 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-19-2 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie spatiale
[Termes IGN] données TLS (télémétrie)
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] orbitographie par GNSS
[Termes IGN] positionnement par GLONASS
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] précision du positionnement
[Termes IGN] série temporelleIndex. décimale : 30.61 Systèmes de Positionnement par Satellites du GNSS Résumé : (Auteur) Dans cette présente publication, en se basant sur des séries temporelles de différent types d'observations satellitaires ainsi que sur le calcul des orbites correspondants, Claudia Flohrer-Urschl s'est principalement intéressée à la problématique de la validation de la précision des orbites des satellites et des possibles erreurs systématiques qui entachent les observations. Claudia Flohrer a notamment utilisé (a) des observations micro-ondes des systèmes globaux de navigation par satellites (GNSS), en particulier à celles des systèmes américains (GPS) et russes (GLONASS), (b) des mesures temps de vol (SLR) sur les satellites GNSS qui sont équipés de réflecteurs laser ainsi que sur les satellites laser spécialisés, et finalement, (c) des observations astrométriques de tous ces satellites. Par conséquent, Claudia Flohrer a dû travailler avec toutes les observables de l'astronomie fondamentale moderne (à l'exception de celles du système Very Long Baseline Interferometry, l'observation de quasars à l'aide de radiotélescopes), plus spécialement avec les subtilités des trois techniques d'observations, et des propriétés et particularités des résultats qui en découlent. Les résultats majeurs de ses recherches sont : Validation des orbites des satellites GPS et GLONASS, déterminés par le centre de calcul CODE, à l'aide d'observations SLR du réseau global des stations SLR (y compris celles de Zimmerwald). Claudia Flohrer a pu prouver pour la première fois qu'il n'y a pas seulement un écart systématique de 3-5 cm entre les observations SLR et les distances dérivées des orbites micro-ondes GNSS, comme décrit par Tim Springer (CGS, volume 60, 2000), mais également des erreurs systématiques périodiques orbitales d'une amplitude de 5 à 10 cm. Cela a permis une meilleure compréhension de la structure de tels systématismes et plus important encore, cela a offert la possibilité de pouvoir assigner, sans ambiguïté, la source de ces erreurs aux orbites GNSS. C'est seulement une fois ce fait identifié, qu'il a été pertinent de remettre en question la modélisation des forces des modèles d'orbites GNSS utilisés par le CODE (et les autres centres de calculs) et de les soumettre à des analyses en profondeur. Examen des modèles du CODE. Claudia Flohrer a réalisé une impressionnante série d'expériences avec différents modèles en utilisant de longue séries temporelles d'observations GNSS sur une durée d'environ quatre ans. Aucun modèle ne peut expliquer de manière satisfaisante les erreurs systématiques mentionnées plus haut. Nous avons toutefois beaucoup appris de ses expériences et pouvons nous baser sur ses résultats pour de futures investigations. Validation des techniques d'observations CCD sur GNSS et satellites lasers. De longues séries temporelles d'observations directionnelles de satellites (objets en mouvement rapide) ont pu être validées à l'aide d'orbites estimées avec GPS et laser. Toutes les observations CCD utilisées (CCD = Charge-Coupled Devices = senseurs semi-conducteurs des caméras digitales) proviennent de l'observatoire de Zimmerwald. Trois résultats peuvent être mentionnés : (a) la précision des observations de 0.2 secondes d'arc obtenue par une autre méthode a pu être confirmée de façon indépendante ; (b) les erreurs systématiques occasionnelles des déterminations de l'époque des observations ont pu être confirmées et identifiées (et en grande partie corrigées) ; (c) une erreur systématique dépendante de la déclinaison a pu être assignée, sans aucun doute possible, à l'un des catalogues d'étoiles utilisé pour la détermination des positions des étoiles et des objets. De plus, une routine de calibration des images CCD est proposée sur la base de (b). Etudes sur la combinaison de différentes techniques d'observations (en particulier GNSS et SLR): Claudia Flohrer a pu montrer que si un nombre suffisant d'observations SLR sont disponibles, le système SLR est en mesure d'apporter une importante contribution à la détermination des orbites des satellites GNSS. Note de contenu : 1. Introduction and Motivation
2. Modeling the Observables in Satellite Geodesy
2.1 The Dynamic Orbit Model for Artificial Satellites
2.1.1 Orbital Elements
2.1.2 Equations of Motion of an Artificial Earth Satellite
2.1.3 Perturbing Forces Acting on a Satellite
2.1.4 Variational Equations
2.2 Station Coordinates
2.3 Reference Systems
2.3.1 The Terrestrial Reference System
2.3.2 The Celestial Reference Systems
2.3.3 Earth Orientation Parameters
2.4 Parameter Estimation
2.4.1 Method of Least Squares
2.4.2 Observation Equations
3. Observing GNSS Satellites
3.1 Characteristics of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS)
3.1.1 GNSS Overview
3.1.2 GNSS Satellite Attitude
3.1.3 GNSS Solar Radiation Pressure Modeling
3.2 GNSS Orbit Determination Based on Microwave Observations
3.2.1 The IGS Orbit Products
3.2.2 GNSS Orbit Determination at CODE
3.2.3 GNSS Orbit Accuracy
3.3 Astrometric CCD Observations of GNSS Satellites
3.4 SLR Observations of GNSS Satellites
4. Mutual Validation of the Different Satellite-Geodetic Techniques
4.1 Validating the Astrometric Observation Technique
4.1.1 Validation Procedure for Astrometric Observations
4.1.2 Validation Results for Astrometric Observations Using Microwave-based GNSS Orbits
4.1.3 Validation Results for Astrometric Observations Using SLR-based Orbits
4.2 Validating Microwave-based GNSS Orbits Using SLR Observations
4.2.1 SLR Validation Procedure
4.2.2 SLR Validation Results
5. Improvement of the GNSS Orbit Model
5.1 Different Solar Radiation Pressure Models
5.2 Assessing the Quality of the Orbit Model
5.2.1 by Analyzing SLR Residuals
5.2.2 by Analyzing Orbit Differences
5.2.3 by Analyzing Orbit Predictions
5.2.4 by Analyzing Orbit Overlap Errors of One-day and Three-day Arcs
5.2.5 by Analyzing the Geocenter Coordinates
5.3 Estimating Different Sets of Dynamic Orbit Parameters
5.4 Conclusions
6. Improving GNSS Orbits with SLR
6.1 GNSS Orbit Determination Based on Combined Microwave and SLR Data Analysis
6.1.1 Combination Strategy
6.1.2 Combined Analysis of Microwave and SLR Observations
6.1.3 Variance-Covariance Studies for the Combined Analysis of Microwave and SLR Observations of GPS and GLONASS Satellites
6.1.4 Variance-Covariance Studies for the Combined Analysis of Microwave and SLR Observations of the GIOVE-A Satellite
6.2 GIOVE-A Orbit Determination Based on SLR Observations
7. Conclusions and RecommendationsNuméro de notice : 13748 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-75.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62563 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13748-01 30.61 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 13748-02 30.61 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Das neue Landeshöhennetz der Schweiz LHN95 Titre original : [Le nouveau réseau altimétrique national de la Suisse LHN95] Type de document : Rapport Auteurs : A. Schlatter, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2007 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 72 Importance : 373 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-16-1 Note générale : Bibliographie Langues : Allemand (ger) Descripteur : [Termes IGN] altitude orthométrique
[Termes IGN] cote géopotentielle
[Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre
[Termes IGN] géoïde local
[Termes IGN] GPS en mode cinématique
[Termes IGN] infrastructure nationale des données localisées
[Termes IGN] nivellement par GPS
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] réseau altimétrique national
[Termes IGN] Suisse
[Termes IGN] système de référence altimétrique
[Termes IGN] transformation de coordonnées
[Vedettes matières IGN] AltimétrieIndex. décimale : 30.50 Nivellement - généralités Résumé : (Auteur) The present report describes the establishment of the new as well as the existing and historic geodetic bases for height determination in the Swiss national geodetic network. The report originated in close scientific cooperation with the Geodesy Division of the Swiss Federal Office of Topography (swiss-topo) in association with the definition of a new vertical reference system and its realization in the form of the new national height network LHN95. The report is structured in three parts, each of which is inseparable from the other, as is suggested by the sequential numbering of the chapters.
Part 1 presents and highlights the significance of modern vertical systems, the correlation to the renewal of the geodetic network in Switzerland (LV95) and the basic theory of vertical systems, frames and observation methods.
Part 2 is a historical summary of geodetic height determination in Switzerland. Chapter 4 begins with the first experiments in the 17th century for calculating the heights of the Alps in the scope of scientific research. The first large-scale maps based on strict geodetic principles, the construction of railroads and water works as well as the beginning of cadastral surveying called for exact height information. The Nivellement de Precision, carried out by the Swiss Geodetic Commission (SGC) in the years 1864 to 1891, was the first national height reference frame. Even, though the theory of rigorous height systems based on the gravity field was well known at the end of the 19th century, the so-called "usual" heights LN02, which are purely levelled heights, are until today still the basis of the official heights in Switzerland. Chapter 5 shows how the SGC heights found their way into cadastral surveying networks and the efforts that were undertaken in the 20th century to apply gravimetric corrections to the national levelling networks, and to calculate rigorous adjustments.
At the end of the 1980s, the new satellite navigation system GPS allowed the observation of national geodetic networks with an unprecedented and unimagined precision. Furthermore, together with the existing gravity and levelling observations, the technical means were now available for carrying out an integrated geoid determination and establishing a modern, orthometric vertical reference system and the corresponding reference frame. As a part of the project for a new geodetic network in Switzerland, the new national vertical network LFIN95 is the result of these efforts which are described in Part 3.
The definitions, the fundamental data and the concept for the realization of LHN95 are presented in Chapter 6. Besides the ellipsoidal GPS heights and the gravity models, the key part of the calculation of the new national heights is the kinematic adjustment of the national levelling network and the gravity observations. In Chapter 7 it is shown how recent crustal movements may be estimated in order to define a non-constrained vertical frame based on the century-old observation series of this vast amount of levelling data.
These recent vertical height changes in the Earth's upper crust are of particular interest to geophysics.
Chapter 8 is a short excursion into the broad field of neotectonics and isostasy. The main focus, besides a historical summary of the insights gained from precise levellings so far, is on the discrete results from the current kinematic adjustment, the derived models and their interpretation. A central concern for geodesists is to point out the general causes of movements among control points as well as the possibilities and limits of the observation and adjustment methods.
In order to obtain orthometric heights from geopotential numbers, the mean gravity values along the plumb lines to the geoid must be known for the observed bench marks. Chapter 9 deals with the determination of these values and how they influence the accuracy of the orthometric heights. It is shown that throughout Switzerland the heights of the bench marks relative to the geostation in Zimmerwald may be calculated with accuracy better than 2 cm.
The key significance of the new vertical reference frame LHN95, however, lies in the fact that by combining the ellipsoidal heights from the new geodetic network LV95 observed with GPS and the undulations from the new geoid model CHGeo2004, an optimal consistency between the GPS method and the traditional terrestrial height determination was obtained (Chapters 9 and 10). Therefore, the determination of heights in a rigorous vertical system (following potential theory) with accuracy to the cm is much more efficient using GPS methods than traditional terrestrial observations. In Chapter 10 the heights from LHN95 along the national border are compared to the heights of the neighboring countries, and the differences to the existing European vertical frames are shown.
Since the change to the new vertical reference frame LHN95 has not yet been executed in official cadastral surveying, on which practically all spatial data in Switzerland are based, the modelling of the transition between LHN95 and LN02 is of a decisive significance. Otherwise, the advantages of LHN95 for an efficient height determination with GPS would be completely in vain. Chapter 12 documents in detail the differences between and the origins of the two systems which are ranging from -25 cm and +65 cm. The algorithm used in the software program htrans to allow an appropriate transformation between the two vertical frames of the national geodetic control is explained and tested. The accuracy of the method is limited by the local distortions of the vertical reference frame LN02. It varies between a few millimeters along the levelling lines themselves and up to decimeters in between.Note de contenu : Teil I
1. Einführung
1.1 Hintergrund und Vorarbeiten
1.2 Bedeutung moderner Höhenbestimmung und-Systeme
1.3 Zusammenhang mit der neuen Landesvermessung der Schweiz LV95
1.4 Aufbau und Zielsetzung der Arbeit
2. Höhensysteme und Höhenrahmen
2.1 Referenzsysteme und -rahmen
2.2 Höhenbezugsflächen für die Lage- und Höhenbestimmung
2.3 Höhenarten.
2.4 Definition eines Höhenreferenzsystems.
2.5 Die Realisierung eines Höhenreferenzrahmens
2.6 Zusammenfassung und Vergleich der Höhensysteme
3. Höhenmessverfahren und ihr Bezug zu den Höhenrahmen
3.1 Das geometrische Nivellement
3.2 Die trigonometrische Höhenbestimmung
3.3 Satellitenmessverfahren
3.4 Photogrammetrie und Laseraltimetrie.
3.5 Die barometrische Höhenbestimmung (Hypsometrie)
3.6 Messgenauigkeit und Höhenart: eine Grobübersicht.
Teil II
4. Erste Höhenbestimmungen in der Schweiz37
4.1 Arbeiten im 17. und 18. Jahrhundert: Die Höhenbestimmung der Alpenpioniere und die höchste Erhebung der Alpen.
4.2 Die Übergangsperiode 1785 - 1830: erste grossflächige Vermessungen und trigonometrisch abgeleitete Höhen
4.3 Die Höhen als Bestandteil der geodätischen Grundlagen für die Dufourkarte und die ersten Horizontfestlegungen
4.4 Das 'Nivellement de Precision 1864-91' der SGK
4.5 Übersicht über die Herkunft und die Bedeutung der historischen und aktuellen Horizontfestlegungen am Repere Pierre du Niton
5. Höhenbestimmung als Aufgabe der Landes- und der amtlichen Vermessung in der Schweiz
5.1 Das Versicherungsnivellement von 1893 - 1902
5.2 Der neue Horizont des RPN, das Landesnivellement und die Festlegung der Gebrauchshöhen LN02
5.3 Flächendeckende Höhen durch die amtliche Vermessung
5.4 Historischen Arbeiten zur Reduktion und zur gesamthaften Ausgleichung der
Landesnivellementmessungen
Teil III.
6. Konzept und Grunddaten zur Festlegung des neuen Landeshöhennetzes LHN95.
6.1 Einleitung
6.2 Die Definition der Höhensysteme in LV95
6.3 Der Bezug zu den internationalen Höhensystemen.
6.4 Das Konzept zur Realisation der Höhenreferenzrahmen in LV95.
6.5 Die Grunddaten
7. Kinematische Ausgleichung der Landesnivellement-Messungen und Berechnung der geopotentiellen Koten,
7.1 Einleitung
7.2 Ablaufschema zur Berechnung der geopotentiellen Koten der Hauptpunkte
7.3 Berechnung der beobachteten Potentialdifferenzen und Reduktion auf die Hauptpunkte
7.4 Das Modell der kinematischen Ausgleichung
7.5 Gewichtung der einzelnen Messungen und Lagerung der Ausgleichung.
7.6 Die Schleifenschlüsse des Landesnivellements
7.7 Die Hauptresultate der kinematischen Ausgleichung
8. Rezente vertikale Bewegungen und geophysikalische Interpretation
8.1 Einleitung
8.2 Einige Definitionen und Begriffserklärungen zu geodynamischen Prozessen.
8.3 Ursachen rezenter vertikaler Punktbewegungen
8.4 Möglichkeiten und Grenzen des Präzisionsnivellements
8.5 Bisherige Arbeiten in der Schweiz zur Bestimmung rezenter vertikaler Bewegungen mit Präzisionsnivellements
8.6 Diskrete Einzelresultate und das Modell der rezenten vertikalen Bewegungen in der Schweiz
8.7 Versuch einer geophysikalischen Interpretation
8.8 Der Einfluss der rezenten Höhenänderungen auf die Höhenrahmen.
9. Vom Potential zur orthometrischen Höhe: die Berechnung der mittleren Schwere
9.1 Einführung und verwendete Berechnungsprogramme
9.2 Die verwendeten Massen-und Dichtemodelle
9.3 Die Berechnung der mittleren Schwere in der Lotlinie
9.4 Interpolation von Oberflächenschweren
9.5 Einfluss der Massenmodelle auf die orthometrischen Höhen
9.6 Genauigkeitsabschätzungen zu den orthometrischen Höhen.
9.7 Näherungsformeln und der Vergleich mit den strengen orthometrischen Höhen
9.8 Zusammenfassung und Ausblick
10. Kombinierte Ausgleichung von orthometrischen Höhen
aus dem Nivellement, GPS-Höhen und Geoidmodell, . 25
10.1 Die Konsistenz der Höhen
10.2 Die Theorie zur kombinierten Ausgleichung von Nivellement, GPS und Geoid
10.3 Die GPS-Höhen aus den landesweiten Kampagnen und die Gesamtlösung CHTRF04
10.4 GPS/Nivellementpunkte der neuen Landesvermessung LV95
10.5 Die Inkonsistenzen im Geoidmodell CHGeo98
10.6 Das neue Geoidmodell CHGeo2004 als Grundlage für den konsistenten Höhenrahmen LHN95
11. Die definitive Festlegung des konsistenten Höhenbezugs-rahmens LHN95 der neuen Landesvermessung der Schweiz LV95
11.1 Die grundlegenden Entscheide und Festlegungen
11.2 Die Realisierung des Höhenreferenzrahmens LHN95
11.3 Konzept zur Berechnung der orthometrischen Höhen LHN95 sämtlicher HFP1
11.4 Test an drei Liniendes Landeshöhennetzes
11.5 Der Vergleich mit den europäischen Höhenreferenzrahmen
11.6 Die Horizontunterschiede zu den Nachbarländer.
12. Die Modellierung des Überganges LHN95 & LN02
12.1 Einleitung und Definition der 'Spanne' als Unterschied zwischen den Höhenrahmen LHN95 und LN02
12.2 Grunddaten für die Analyse der Höhenrahmen und Stützpunkte für die Transformation
12.3 Analyse der Zwänge im bestehenden Höhenrahmen LN02
12.4 Analyse der Differenzen unter den strengen Höhenarten und zu LN02
12.5 Die Realisierung der Transformation LHN95 <-> LN02
12.6 Das Programm HTRANS
12.7 Testberechungen und Genauigkeitsuntersuchungen mit bestehenden Daten.
13. Schlussbetrachtungen, Ausblick und Dank
13.1 Schlussbetrachtungen
13.2 Ausblick
13.3 DankNuméro de notice : 15420 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport d'étude technique En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-72.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62715 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15420-01 30.50 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Pseudo-stochastic orbit modeling of low earth satellites using the Global Positioning System / Adrian Jäggi (2007)
Titre : Pseudo-stochastic orbit modeling of low earth satellites using the Global Positioning System Type de document : Rapport Auteurs : Adrian Jäggi, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2007 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 73 Importance : 202 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-17-8 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] compensation par moindres carrés
[Termes IGN] double différence
[Termes IGN] GOCE
[Termes IGN] GRACE
[Termes IGN] modèle stochastique
[Termes IGN] orbite basse
[Termes IGN] orbitographie par GNSS
[Termes IGN] poursuite de satellite
[Termes IGN] série temporelleIndex. décimale : 30.40 Géodésie physique Résumé : (Auteur) Le travail ,,Pseudo-Stachastic Orbit Modeling of Low Earth Satalling using the Global Positioning System" traite d'un sujet devenu relevant pour la science avec les lancements du satellite CHAMP en 2000 et des satellites jumeaux GRACE-A et GRACE-B en 2002. Le travail du Dr. Jäggi contient dix chapitres, le premier introduisant le sujet et le dernier contenant un résumé, des conclusions et des recommandations. Le chapitre 2 introduit les plus importantes missions de satellites scientifiques équipés de récepteurs GPS, le chapitre 3 donne une vue d'ensemble de l'état actuel de la détermination du champ de pesanteur utilisant des missions satellitaires. Les chapitres 4 à 6 sont dédiés aux développements des méthodes mathématiques utilisées pour la détermination des orbites. Les chapitre 7 et 8 évaluent les précisions des orbites (chapitre 7) et des orbites relatives des constellations de satellites (chapitre 8). L'on apprend que les orbites des LEOs (Low Earth Orbiting) satellites utilisant le système GPS peuvent être déterminées avec une précision de 2 à 3 centimètres et que celles des orbites relatives, séparées de quelques centaines de kilomètres, peuvent être déterminées avec une précision d'environ 1 millimètre. Le chapitre 9 contient deux résultats clefs de nature théorique (voir les points 2 et 3 ci-dessous). Dans le chapitre final l'on apprend que quelques méthodes développées dans ce travail seront utilisées pour l'exploitation scientifique des données de la mission GOCE de l'ESA. Le Dr Jäggi a comparé des orbites cinématiques avec des orbites basées sur les équations (stochastiques) du mouvement. Les aspects innovateurs en sont : Le formalisme mathématique unifié traitant de différentes techniques de modélisation d'orbites stochastiques. Il est montré que chaque équation variationelle associée avec un des milles possibles paramètres stochastiques peut être représentée comme une combinaison linéaire de quelques (six, neuf ou douze) équations variationelles indépendantes, le nombre dépendant du choix particulier de la paramètrisation (voir chapitre 5). Des orbites avec une dynamique hautement réduite (highly reduced dynamics), par exemple quand le nombre, par coordonnées, de paramètres stochastiques introduits approche le nombre d'époques, deviennent indistinguables des orbites cinématiques (voir chapitre 9) De plus il est montré que les orbites à dynamique réduite sont bien adaptées à la détermination du champ de pesanteur quand le nombre de paramètres stochastiques (par coordonnée) par révolution est plus grand ou égal au double du degré maximum du potentiel devant être déterminé. Note de contenu : 1. Introduction
2. Low Earth Orbiters Using GPS
2.1 TOPEX/Poseidon
2.2 Microlab-1
2.3 CHAMP
2.3.1 Orbit
2.3.2 Science Instruments
2.4 SAC-C.
2.5 JASON-1
2.6 GRACE
2.6.1 Orbit
2.6.2 Science Instruments
2.7 ICESat.
2.8 FORMOSAT-3
2.9 GOCE
2.9.1 Orbit
2.9.2 Science Instruments
2.9.3 High-level Processing Facility
3. Gravity Field Models from Satellite Tracking
3.1 Global Representation of the Earth's Gravitational Potential
3.2 Classical Gravity Field Mapping
3.3 Gravity Field Mapping from High-Low SST Data
3.3.1 The EIGEN Gravity Field Models
3.3.2 Alternative Methods for Gravity Field Recovery
3.4 Gravity Field Mapping from Low-Low SST Data
3.5 Gravity Field Mapping from Satellite Gradiometry
4. Fundamentals of the GPS Data Analysis
4.1 The Global Positioning System (GPS)
4.1.1 GPS Satellite Orbits
4.1.2 GPS Frequencies and Codes
4.2 The International GNSS Service (IGS)
4.3 Modeling the GPS Observables
4.3.1 Code Observation Equation
4.3.2 Phase Observation Equation
4.3.3 Observation Differences
4.3.4 Linear Combinations
4.4 Pocket Guide of Least-Squares Adjustment
4.4.1 Parameter Pre-Elimination
4.4.2 Parameter Constraining
5. Modeling Satellite Motion
5.1 Extracting LEO Positions from GPS Data
5.1.1 Dynamic Orbit Representation
5.1.2 Kinematic Orbit Representation
5.2 Dynamic LEO Orbit Determination
5.2.1 Primary Equations
5.2.2 Variational Equations
5.3 Pseudo-Stochastic Orbit Modeling
5.3.1 Piecewise Constant Accelerations
5.3.2 Instantaneous Velocity Changes (Pulses),
5.3.3 Piecewise Linear Accelerations
5.3.4 Other Orbit Modeling Techniques
6. Efficient Normal Equation Handling
6.1 Conventional Least-Squares Adjustment - An Overview
6.1.1 Partial Derivatives w.r.t. GPS-Specific Parameters
6.1.2 Partial Derivatives w.r.t. LEO Orbit Parameters
6.1.3 Structure of the Normal Equation Matrix
6.2 Structure of Normal Equations related to Orbit Parameters
6.3 Rapid Solution Strategy
6.3.1 Collection of Observations
6.3.2 Intermediate Solution
6.3.3 Back-Substitution for the Final Solution
6.3.4 Structure of Transformed Normal Equations
6.4 Considering Additional Parameters
6.4.1 Structure of the Normal Equation System
6.4.2 Rapid Solution Strategy
6.5 Estimating Acceleration Parameters
6.5.1 Changes in the Structure of Normal Equations
6.5.2 Changes for the Rapid Solution Strategy
6.6 Numerical Experiments
6.6.1 Equivalence of Solutions
6.6.2 Intermediary Filter Solutions
6.6.3 Performance Tests
6.7 Summary and Comments
7. CHAMP and GRACE Orbit Determination Using Undifferenced GPS Data
7.1 GPS Orbit Products
7.2 GPS Clock Products
7.3 Reference Frame Transformations
7.3.1 ICRF-ITRF
7.3.2 SF-ICRF
7.4 CHAMP and GRACE GPS SST Data
7.5 Initial Orbit Determination
7.6 Final Orbit Improvement and Validation
7.6.1 Internal Orbit Validation
7.6.2 External Orbit Validation
7.7 CHAMP Orbit Comparison Campaign
7.7.1 Individual Orbit Solutions
7.7.2 Orbit Comparison Results
7.7.3 SLR Validation
7.7.4 Discussion
7.8 CHAMP Orbit Determination with Improved GPS Tracking
7.8.1 Tuning CHAMP POD: Some Words On
7.8.2 SLR Validation
7.8.3 Validation with Accelerometer Data
7.8.4 Accelerometer Data as Additional Observations - A Simulation Study
7.8.5 Validation with Kinematic Orbits
7.9 GRACE Orbit Determination
7.9.1 Tuning GRACE POD
7.9.2 Validation with K-Band Data
7.9.3 Validation with SLR Data
7.9.4 Overlap Analysis
7.9.5 Analysis of Ionosphere-Free Phase Residuals
8. GRACE Orbit Determination Using Doubly Differenced GPS Data
8.1 Baseline Formation
8.2 Orbit Results using GRACE and IGS Ground Station Data
8.2.1 Orbit Differences
8.2.2 K-Band Validation
8.2.3 SLR Validation
8.2.4 Special Solutions
8.3 Analysis of the Space Baseline
8.3.1 Quality of the Reference Trajectory
8.3.2 Tuning Space Baseline Solutions
8.3.3 Analysis of Tuned Space Baseline Solutions
8.3.4 Formal Errors and Orbit Differences
8.4 Summary and Comments
9. Analyzing Pseudo-Stochastic Parameters
9.1 Interpretability of Single Acceleration Estimates .
9.1.1 Simulation Scenario
9.1.2 Orbit and Acceleration Recovery .
9.2 Interpretability of Reduced-Dynamic Trajectories
9.2.1 Orbit Reparametrization
9.2.2 Simulation Scenario
9.2.3 Acceleration Recovery
9.3 Highly Reduced-Dynamic Trajectories
9.4 Analysis of HRD Orbit Positions and Velocities
9.4.1 Simulation Scenario
9.4.2 Orbit and Velocity Reconstruction
9.4.3 Fourier Analysis of HRD Orbit Positions
9.4.4 Fourier Analysis of HRD Orbit Velocities
9.5 Gravity Field Recovery from HRD Orbit Positions
9.5.1 Simulation Scenario
9.5.2 A Few Introductionary Remarks
9.5.3 Effect of Data Accumulation
9.5.4 Solutions with 10s GPS Data Sampling
9.5.5 Solutions with 30 s GPS Data Sampling
9.5.6 Comment on Applications using Real Observations .
9.6 Summary and Comments
10. Summary, Conclusions, and OutlookNuméro de notice : 13747 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport de recherche En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-73.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62562 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13747-01 30.40 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible Swiss national report on the geodetic activities in the years 2003 to 2007 presented to the XXIV [24] general assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics in Perugia, Italy, July 2007 / Commission géodésique suisse (2007)PermalinkDevelopment of a robotic mobile mapping system by vision-aided inertial navigation / Fadi Atef Bayoud (2006)PermalinkPermalinkPermalinkPermalinkGPS based determination of the integrated and spatially distributed water vapor in the troposphere / Marc Troller (2004)PermalinkPermalinkEfficient methods for determining precise orbits of low earth orbiters using the Global Positioning System / Heike Bock (2003)PermalinkPermalinkSwiss national report on the Geodetic activities in the years 1999 to 2003 presented to the XXIII [23] general Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics in Sapporo, Japan, June - July 2003 / Commission géodésique suisse (2003)PermalinkAnalysis of refraction influences in geodesy using image processing and turbulence models / Philipp Flach (2001)PermalinkPermalinkSpatial and temporal distribution of atmospheric water vapor using space geodetic techniques / Lars Peter Kruse (2001)PermalinkModeling and validating orbits and clocks using the Global Positioning System / Tim A. Springer (2000)PermalinkMapping and predicting the Earth's ionosphere using the Global Positioning System / Stefan Schaer (1999)PermalinkRapport sur les travaux géodésiques exécutés de 1995 à 1999 présenté à la 22e assemblée générale de l'Union Géodésique et Géophysique Internationalee de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale / Commission géodésique suisse (1999)PermalinkPermalinkSystematic investigations of error- and system-modelling of satellite based flight approaches and landing in Switzerland / M. Scaramuzza (1998)PermalinkPermalinkPermalink