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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)
Titre : 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 Titre original : Rapport national suisse sur les activités géodésiques exécutées de 2003 à 2007 présenté à la vingt-quatrième assemblée génerale de l'Union Géodésique et Géophysique Internationale tenue à Perugia, Italie, juillet 2007 Type de document : Actes de congrès Auteurs : Commission géodésique suisse, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2007 Conférence : IUGG 2007, 24th general assembly UGGI 02/07/2007 13/07/2007 Pérouse Italie Importance : 40 p. Format : 21 x 30 cm - inclus cederom ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-06-2 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie
[Termes IGN] activité géodésique
[Termes IGN] champ de pesanteur terrestre
[Termes IGN] géodésie spatiale
[Termes IGN] géopositionnement
[Termes IGN] repère de référence
[Termes IGN] réseau géodésique
[Termes IGN] rotation de la TerreNuméro de notice : 15263 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=40653 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15263-01 CG.03 Livre Centre de documentation Congrès Disponible 15263-02 CG2003 Livre Centre de documentation Congrès Disponible Development of a robotic mobile mapping system by vision-aided inertial navigation / Fadi Atef Bayoud (2006)
Titre : Development of a robotic mobile mapping system by vision-aided inertial navigation : a geomatics approach Type de document : Monographie Auteurs : Fadi Atef Bayoud, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2006 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 71 Importance : 157 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-14-7 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] cartographie et localisation simultanées
[Termes IGN] cartographie numérique
[Termes IGN] centrale inertielle
[Termes IGN] chambre DTC
[Termes IGN] étalonnage de chambre métrique
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] navigation inertielle
[Termes IGN] navigation terrestre
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] position
[Termes IGN] robotique
[Termes IGN] système de numérisation mobileIndex. décimale : 35.10 Acquisition d'images Résumé : (Auteur) [...] Dans cette thèse, un système de cartographie par navigation inertielle assistée par imagerie fut développé pour des zones où les signaux satellitaires sont hors de portée, par exemple : à l'intérieur de bâtiments, dans des tunnels, des canyons urbains, des forêts, etc... Dans ce cadre, une méthodologie sur l'intégration de capteurs inertiels et vidéo fut présentée, analysée et testée lorsque la seule information disponible au départ est un ensemble de points connus en coordonnées (sans disponibilité de signaux satellitaires), en utilisant la méthode de la localisation et de la cartographie simultanées (SLAM). Cet acronyme est utilisé dans le domaine de la robotique pour décrire la problématique de la cartographie de l'environnement en utilisant cette carte pour déterminer (ou tout au moins aider à déterminer) la position de la plateforme cartographique.
En outre, un lien entre les communautés de la géomatique et de la robotique fut établi tout en soulignant les similarités et les différences avec lesquelles les dites communautés traitent le problème de la cartographie et de la navigation. En dépit de nombreuses divergences, leur but est unique : le développement d'un système de navigation et de cartographie qui n'est pas limité par des contraintes imposées par les capteurs utilisés. Traditionnellement, l'implémentation du SLAM en robotique terrestre implique l'utilisation de scanners laser pour localiser un robot dans un environnement construit, et pour cartographier cet environnement en même temps. Cependant, le SLAM de la robotique n'est pas réalisable en extérieur avec les seuls scanners laser, en raison de la complexité de cet environnement et de l'absence d'éléments géométriques simples. Dans la communauté de la robotique, l'utilisation de l'imagerie, intégrée avec des capteurs inertiels, a récemment connu un regain d'intérêt. Ces méthodes visuelles reposent sur (au moins un) appareil photo numérique ou une caméra vidéo, et utilisent un seul filtre de Kalman dont le vecteur d'état contient les coordonnées de la carte et du robot. Ce concept introduit une forte non-linéarité et complique le filtre, qui doit être exécuté à une fréquence élevée (plus de 20 Hz) avec des modèles de navigation et de carte simplifiés.
Dans cette étude, le SLAM est implémenté selon la stratégie de l'ingénierie géomatique. Deux filtres sont déployés en parallèle : l'ajustement par moindres carrés pour la détermination des coordonnées des éléments d'intérêt, et le filtre de Kalman pour la navigation. Pour ce faire, on introduit un système de cartographie mobile (indépendant de GPS) qui emploie deux caméras CCD (distantes de 1 m) et une plateforme inertielle. Du point de vue conceptuel, les résultats d'un relèvement photogrammétrique à l'issue d'un ajustement par moindres carrés (position et orientation) sont utilisés comme mesures externes du filtre de Kalman. Les position et orientation filtrées sont ensuite utilisées dans une intersection stéréoscopique compensée pour cartographier les éléments environnants qui sont utilisés comme points de contrôle pour le relèvement à la prochaine époque. De cette manière, le filtre de Kalman est uniquement dédié à la navigation, avec un vecteur d'état contenant les corrections des paramètres de navigation. Ainsi, la localisation et la cartographie peuvent être mises à jour à des fréquences moindres (1 à 2 Hz) et reposer sur une modélisation plus aboutie.
Les résultats obtenus démontrent que cette méthode est exploitable sans subir les limitations liées à la qualité des images et au nombre d'éléments utilisés. Bien que la simulation montre la possibilité de déterminer (en fonction de la géométrie de l'image) les coordonnées d'éléments d'intérêt avec une précision de 5 à 10 cm pour des objets distants d'au plus 10 m, en pratique, cela n'est pas réalisé avec le matériel et la technique de mesure pixellaire employés. La précision de la navigation dépend aussi bien de la qualité des images que du nombre et de la précision des points utilisés dans le relèvement. Plus de 25 points sont nécessaires pour atteindre une précision centimétrique par relèvement, et ils doivent être choisis dans une zone de 10 m autour des caméras ; sinon, les résultats du relèvement auront une précision insuffisante et l'intégration ultérieure se détériorera rapidement. Les conditions initiales surtout affectent significativement les performances du SLAM ; ces sont les méthodes d'initialisation de la plateforme inertielle et les hypothèses sur la distribution des erreurs. La géométrie du système aura en outre une conséquence sur les applications possibles.
Pour conclure, le développement a consisté en la définition d'un cadre mathématique, de méthodes d'implémentation et d'algorithmes concernant une technologie d'intégration novatrice entre des capteurs inertiels et vidéo. Les principaux défis résidèrent dans l'implémentation et la validation du logiciel développé. Ce dernier peut être considéré comme le précurseur d'une nouvelle catégorie : il fut écrit à l'aide d'un code totalement original, sans recours à des modules préexistants. Finalement, la réalisation de simulations et de tests pratiques a conduit à l'émission de conclusions liminaires et de recommandations.Note de contenu : CH 1 - Introduction
11 - Problem statement
12 - Geomatics and Robotics - The First Link
13 - Navigation and Mapping System in Geomatics
14 - Navigation and Mapping Systems in Robotics
15 - Geomatics and Robotics - The Second Link
16 - Behaviours, Sensors and Application Thèmes
17 - Photogrammetry Alone Solving SLAM
18 - Work Contribution
19 - Work Outline
CH 2 - Close-Range Photogrammetry Solving SLAM
21 - Introduction
22 - Définition of Photogrammetry
23 - Mathematical Model in Photogrammetry
24 - Resection
25 - Intersection
26 - Solving SLAM Trajectory by Photogrammetry
CH 3 - Choice of Mapping Instrumentation
31 -The Focal Length "c"
32 - The Stéréo-Base "b"
33 - Charged Couple Device Caméra
34 - Frame Grabber
35 - Caméra Calibration
36 - Bundie Least-Squares Adjustment with Self-Calibration
CH 4 - Strapdown Inertial System Supporting SLAM
41 - Introduction
42 - Inertial Navigation System Concept
43 - Mechanisation Equations for thé Strapdown INS
44 - Dynamic Modelling of System Errors
45 - Kalman Filter as an Estimation Method
46 - The IMU in this work
CH 5 - Intégration Methodology and System Calibration
51 - Intégration Methodology
52 - Kalman Filter External Measurements
53 - System Calibration
54 - Angle Transformation
55 - Boresight Estimation
56 - Leverarm Estimation
57 - Leverarm and Boresight Numerical Détermination
CH 6 - Numerical Application
61 - Indoor Test - Control of Concept
62 - Outdoor Test - Control of Resection and Boresight
63 - Outdoor Test of SLAM
CH 7 - Summary, Conclusions and Recommendations
71 - Summary
72 - Conclusions
73 - RecommendationsNuméro de notice : 15260 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Monographie En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-71.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55114 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15260-01 35.10 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible 15260-02 35.10 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible
Titre : The Swiss trolley : a modular system for track surveying Type de document : Rapport Auteurs : Ralph Glaus, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2006 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 70 Importance : 184 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-13-0 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement
[Termes IGN] capteur imageur
[Termes IGN] capteur non-imageur
[Termes IGN] données localisées
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] fonction spline
[Termes IGN] fusion de données
[Termes IGN] GPS en mode cinématique
[Termes IGN] GPS en mode différentiel
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] lissage de données
[Termes IGN] navigation à l'estime
[Termes IGN] odomètre
[Termes IGN] positionnement absolu
[Termes IGN] précision millimétrique
[Termes IGN] prise de vue terrestre
[Termes IGN] réseau ferroviaire
[Termes IGN] surveillance d'ouvrage
[Termes IGN] tachéomètre électronique
[Termes IGN] transport ferroviaireIndex. décimale : 30.70 Navigation et positionnement Résumé : (Auteur) Modern railway infrastructure requires accurate, absolute referenced spatial data for project planning, construction and maintenance. On the one hand, passenger safety and travel comfort depend to a large extent on accurate tracks. On the other hand, absolute referenced coordinates of railway assets facilitate data exchange between railway operators and third parties. In addition, time slots for maintenance are short, due to the high volumes of traffic on major railway lines. Thus, flexible surveying systems are required yielding accurate data within a short time. The multi-sensor platform Swiss Trolley, which offers such a flexible system, copes with absolute referenced spatial data. The platform is mounted on a track vehicle. This allows for a complete description of the track environment in kinematic mode with a minimum of interference time with regular traffic.
The Swiss Trolley features a modular design. A basic module for assessing track key parameters such as chainage, cant, twist, gradients and track gauge covers monitoring tasks on construction sites. A positioning module integrating GPS or total stations allows for the determination of the track axis. A further scan module can be used to generate absolute referenced point clouds in the track environment.
This work compiles the development steps of the Swiss Trolley. Relevant side conditions re-garding track surveying, coming from track geometry and the railway operators are summarised and state-of-the-art systems are reviewed. Based on these premises, a niche for Swiss Trolley applications is defined. Sensors providing geometric data in the track environment are evaluated in regard to their suitability and error behaviour.
The key problem of the trolley positioning consists in determining the six degrees of freedom of the multi-sensor platform at any point in time. The chosen kinematic approach asks for a careful treatment of time constraints. Each data string coming from a specific sensor must own an accurate time tag. Kinematic surveys at walking speed with subcentimetric accuracy require time tags with millisecond accuracy.
The incorporated sensors were investigated regarding their error behaviour. Calibration issues are addressed and approaches for the bias determination are presented. Models for correcting collimation errors and nuisance accelearations are given for the pendulum inclination sensors used. Moreover, emphasis was placed on biases emerging at kinematic surveys for the particular optical total station used. Reduction models for the laser scanner data are proposed and calibration procedures providing intrinsic orientation and latency parameters are given.
A kinematic model for Swiss Trolley surveys based on the Frenet base system and its canonical representation was developed. Explicit formulae are given for runs on geometric elements dominating in the railway track environment. For the mutual data processing, a loosely coupled filter concept is proposed consisting of data pre-processing, synchronisation and filtering steps. The core of data processing is a Kalman filter, estimating vehicle and track states in an absolute or a relative reference frame. By means of the filter approach, the observations of the involved sensors can be integrated in a spatial model. Individual filter runs can be assembled by an additional merge step. Merged runs in up and down direction allow for a quality assessment and also allow for the monitoring of eventually remaining biases such as a boresight misalignment or inclination sensor zero point offsets.
Positioning accuracies for the static and kinematic case were assessed on the one hand by the comparison of up and down runs. On the other hand, comparisons were carried out with independently measured reference data. The static error behaviour of the Swiss Trolley could be evaluated by using a slab track alignment. Submillimetric positioning accuracies were obtained in combination with high-precision total stations. Kinematic positioning accuracy mainly depends on the positioning sensor used. Optical total stations providing synchronised angle and distance data allow for subcentimetric positioning. High-precision DGPS position-ing yields subcentimetric accuracy for the horizontal component. The typical vertical accuracy is better than two centimetres. The integrated longitudinally mounted inclination sensor slightly augments the mere GPS solution. The attitude determination of the platform is a result of the combined data treatment. For GPS surveys, the typical pitch angle accuracy is two mrad. Yaw angles essentially correspond to the derivation of the trajectory with respect to the covered path and are determined with one mrad accuracy. Roll angle accuracy is dominated by the inclination sensor measurements across the track. The typical accuracy is 0.3 mrad. For the scan module, laser dots in the absolute reference frame are degraded by the uncertainty of the trajectory and the platform attitude amplified by a geometry-depending lever. The absolute accuracy of such a dot is three centimetres using a time-of-flight laser scanner. Relative accuracy between two adjacent dots amounts to five millimetres.
The Swiss Trolley was successfully applied on numerous assignments. Adaptations for the multi-sensor platform exist for tunnel site locomotives and road-vehicles.Note de contenu : 1 Introduction
2 Track Geometry
2.1 Nominal Geometries
2.1.1 Introduction
2.1.2 Horizontal Layout
2.1.3 Vertical Layout
2.2 Rules and Standards of Different Countries
2.2.1 Horizontal Layout
2.2.2 Vertical Layout
2.2.3 Cant
2.3 Kinematic Model of Motion
2.3.1 Kinematics in the Frenet System
2.3.2 Canonical Representation of the Most Common Track Curves
2.4 Remarks on Track Accuracy
2.4.1 General Remarks
2.4.2 Relative and Absolute Accuracy of a Track
2.5 Methods for Track Surveying
2.5.1 Overview
2.5.2 Relative Track Surveying
2.5.3 Absolute Track Surveying
2.5.4 Selected Track-Surveying Systems
2.5.5 The Swiss Trolley - Finding the Niche
3 Potentials and Limitations of a Kinematic Track-Surveying System
3.1 Kinematic Surveying
3.2 Absolute Position Fixing
3.2.1 GNSS
3.2.2 Tracking Total Stations
3.3 Dead Reckoning
3.3.1 Inertial Navigation Systems (INS)
3.3.2 Yaw Rates by Chord Techniques
3.3.3 Odometers
3.3.4 Height Determination by an Inclination Sensor
3.4 Attitude Determination
3.5 Kinematic Surveys of the Railway Inventory
3.5.1 Track Gauge Measuring Systems
3.5.2 Laser Scanners
3.5.3 3D Cameras
3.5.4 Ground Penetration Radar (GPR)
3.6 Synchronisation
3.7 Modelling
3.8 Transformation
4 The Track-Surveying Trolley
4.1 Introduction
4.1.1 Development
4.1.2 Concept
4.2 Data Acquisition
4.2.1 Electronic Box
4.2.2 A/D Conversion
4.2.3 Data Synchronisation
4.3 Reconstruction
4.4 Inclination Sensors
4.4.1 Sensor Characteristics
4.4.2 Calibration of Characteristic Curve
4.4.3 Temperature Influences
4.4.4 Corrections for Non-Orthogonalities (Collimation Error)
4.4.5 Dynamic Behaviour of the Inclination Sensor
4.4.6 Transformation of the Inclination Angles into the Body-System
4.5 Track Gauge Measuring System
4.5.1 Characteristics and Measuring Principle of the Track Gauge Measuring System
4.5.2 Calibration
4.6 Odometers
4.6.1 Characteristics and Calibration
4.7 Integration of Tracking Total Stations
4.7.1 Characteristics
4.7.2 Common Total Station Biases
4.7.3 Deflections of the Vertical
4.7.4 Surveys in Canted Sections
4.7.5 Synchronisation of Distances and Angles
4.7.6 Internal Tacheometer and Radio Latencies
4.8 Integration of GPS
4.8.1 Characteristics
4.8.2 NMEA Data
4.9 Boresight Calibration of Prism and Antenna Phase Centre
4.10 Laser Scanners
4.10.1 Characteristics
4.10.2 Model
4.10.3 Yaw Angle Correction
4.10.4 Evaluation of the Laser Scanner Precision
4.10.5 Variance Propagation for a Given Scanner Arrangement
4.10.6 Kinematic Calibration of Rmb, xmb and the Latency
5 Data Processing
5.1 Introduction
5.2 Post-Processing Software Concept
5.3 Data Preprocessing
5.3.1 Blunder Labelling
5.3.2 Reduction, Model
5.3.3 Linear Filters
5.3.4 Synchronisation
5.3.5 Reduction to the Centre Line of the Track
5.4 Trajectory Smoothing by a Kalman Filter
5.4.1 Discrete Kalman Filter
5.4.2 Backward Filter and Smoother
5.4.3 Absolute Model
5.4.4 Relative Model
5.5 Smoothing Splines
5.5.1 Smoothing Splines with First Derivatives
5.5.2 Comparison between Kalman Filter and Smoothing Splines
5.6 Merging Trajectories
5.6.1 Strategies for Merging
5.6.2 Chaining the Pieces
5.6.3 Merging
5.6.4 Linking Scans to Merged Trajectories
6 Applications
6.1 Slab Track Alignment
6.2 Kinematic Track Axis Surveys
6.2.1 Comparison between Forward Filter, Backward Filter and Smoother
6.2.2 Filter Tuning
6.2.3 Comparison between Absolute and Relative Model
6.2.4 The Influence of Inclinometer Measurement on GPS Heights
6.2.5 The Smoother in Action - GPS Example
6.2.6 The Smoother in Action - Total Station Example
6.3 Kinematic Scanning
7 ConclusionsNuméro de notice : 15261 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Rapport de recherche En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-70.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55115 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15261-01 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 15261-02 30.70 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Absolute airborne gravimetry Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Henri Baumann, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2005 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 69 Importance : 142 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-12-3 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] accélération
[Termes IGN] étude de faisabilité
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] gravimètre absolu
[Termes IGN] gravimétrie aérienne
[Termes IGN] traitement de donnéesIndex. décimale : 30.42 Gravimétrie Résumé : (Auteur) This work consists of a feasibility study of a first stage prototype airborne absolute gravimeter system. In contrast to relative systems, which are using spring gravimeters, the measurements acquired by absolute systems are uncorrelated and the instrument is not suffering from problems like instrumental drift, frequency response of the spring and possible variation of the calibration factor. The major problem we had to resolve were to reduce the influence of the non-gravitational accelerations included in the measurements. We studied two different approaches to resolve it: direct mechanical filtering, and post-processing digital compensation.
The first part of the work describes in detail the different mechanical passive filters of vibrations, which were studied and tested in the laboratory and later in a small truck in movement. For these tests as well as for the airborne measurements an absolute gravimeter FG5-L from Micro-G Ltd was used together with an Inertial navigation system Litton-200, a vertical accelerometer EpiSensor, and GPS receivers for positioning. These tests showed that only the use of an optical table gives acceptable results. However, it is unable to compensate for the effects of the accelerations of the drag free chamber.
The second part describes the strategy of the data processing. It is based on modeling the perturbing accelerations by means of GPS, EpiSensor and INS data.
In the third part the airborne experiment is described in detail, from the mounting in the aircraft and data processing to the different problems encountered during the evaluation of the quality and accuracy of the results. In the part of data processing the different steps conducted from the raw apparent gravity data and the trajectories to the estimation of the true gravity are explained. A comparison between the estimated airborne data and those obtained by ground upward continuation at flight altitude allows to state that airbome absolute gravimetry is feasible and has a spatial resolution comparable to the one of the relative airborne gravimetry. For a wavelength on the order of 11 km the mean value of the resolution of the estimated gravity is 9.7 mGal.
Finally some suggestions are formulated for the improvement of the system which should simplify its use, increase the accuracy and reduce its price.Numéro de notice : 13266 Affiliation des auteurs : non IGN Autre URL associée : http://dx.doi.org/10.3929/ethz-a-004701048 Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD thesis : Géodésie et photogrammétrie : ETH Zurich : 2005 DOI : 10.3929/ethz-a-004701048 En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-69.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=54947 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13266-01 30.42 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible 13266-02 30.42 Livre Centre de documentation Géodésie Disponible
Titre : Geodetic mobile solar spectrometer [GEMOSS] Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Alexander Somieski, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2005 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 68 Projets : Gavdos / Importance : 205 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-11-6 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Rayonnement électromagnétique
[Termes IGN] campagne d'expérimentation
[Termes IGN] positionnement par GPS
[Termes IGN] propagation troposphérique
[Termes IGN] spectromètre
[Termes IGN] spectroscopie
[Termes IGN] teneur en vapeur d'eau
[Termes IGN] troposphèreIndex. décimale : 24.30 Rayonnement électromagnétique Résumé : (Auteur) The goal of this work was to develop a portable prototype of a solar spectrometer for the determination of tropospheric water vapor with a high precision as needed for geodetic applications. It was realized in the construction of the "GEodetic MObile Solar Spectrometer" (GEMOSS), which allows the simultaneous measurement of numerous single vibrational-rotational absorption lines in the wide wavelength range between 728 nm and 915 nm.
In order to achieve the wide wavelength range and the envisaged high measurement accuracy, a new optical layout of a high-resolution echelle spectrograph was applied. Furthermore, its instrumental characteristics were determined and considered in the analysis and simulation of the spectrum. Therefore, investigations were carried out concerning hardware requirements, appropriate spectral intervals, stabilization of the wavelength scale, determination of the apparatus function and stray light. In addition to the theoretical aspects of molecular absorption and emission in Earth's atmosphere, the meteorological model, ray tracing and the current state of molecular spectroscopie databases were examined. Furthermore, an algorithm for retrieving the integrated precipitable water vapor (PW) from GEMOSS spectra was developed. It is based on the "Differential Optical Absorption Spectroscopy" (DOAS) and includes the simulation of synthetic solar spectra. For the simulation the line strength parameters of H20 absorption lines were taken frorn the molecular spectroscopie database by the European Space Agency (ESA). Although the line strength parameters, which have a large impact on the accuracy of the simulated spectra and the retrieved PW, were improved during the last years, they still reveal significant errors. The wide spectral range of GEMOSS enables the accurate correction of those parameters using solar spectra measured at atmospheric conditions controlled by radiosonde soundings and a water vapor radiometer (WVR). For this purpose, a dedicated campaign was carried out at the meteorological station at Payerne (Switzerland) in May and June 2004. CEMOSS and a co-located WVR were deployed next to a Global Positioning Systern (GPS) receiver of the Automated GPS Network of Switzerland (AGNES). The acquired dataset was utilized to improve line strength parameters of 69 individual transitions of the H20 molecule between 732 mn and 906 nm.
In order to validate the performance of GEMOSS, a long-term series of PW was acquired at ETH Hönggerberg where a permanent GPS station (AGNES) is operated. With the utilization of up to 40 selected H20 absorption lines measured at the same time, an accuracy of the PW of 0.5 kg/m can be achieved. The comparison between GEMOSS and GPS revealed that GPS over-estimated the PW during the summer 2003 by about 2-3 kg/m . The same discrepancies were observed at Payerne in 2004 by comparing the GPS results with GEMOSS, WVR and radiosondes.
In the framework of the EU-project "GAVDOS", GEMOSS was operated under the track of the altimeter satellite Jason at Rethimnon (Crete, Greece) and at Fiskardo on the island of Kefalonia (Greece) in January and September in 2003. The highly precise PW measurements of GEMOSS were used to calibrate the on-board microwave radiometer of Jason (JMR). The integrated water vapor content which was simultaneously determined by GEMOSS and JMR agree at the 0.3-0.4 kg/m level. On the basis of these promising results GEMOSS can be considered as a novel portable tool for space-borne radiometer calibration and it will be deployed for further calibration of Jason in the future.Numéro de notice : 13265 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère DOI : 10.3929/ethz-a-004930678 En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-68.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=54946 Réservation
Réserver ce documentExemplaires(2)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 13265-01 24.30 Livre Centre de documentation Physique Disponible 13265-02 24.30 Livre Centre de documentation Physique Disponible GPS 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)Permalink