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Dissertations / Theses on the topic 'Localisation par satellites, Systèmes de'

Author: Grafiati
Published: 4 June 2021
Last updated: 12 April 2025

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Jardak, Nabil. "Localisation en zones de non-couverture des systèmes de radionavigation par satellites à base de répéteurs GNSS." Evry, Institut national des télécommunications, 2008. http://www.theses.fr/2008TELE0027.

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Abstract:
Chacun de nous a connu des situations dans lesquelles il se trouve perdu dès qu'il quitte un endroit familier. Vue l'importance de la donnée "position", et face à l'incapacité des systèmes GNSS (Global Navigation Satellite Systems) à fournir une position valide en zones difficiles, les scientifiques et les industriels ont développé plusieurs techniques de localisations en intérieurs. La présente thèse porte sur le système de positionnement en intérieur à base de répéteurs GNSS. Cette technique se base sur l'emploi de répéteurs GNSS qui transmettent, à l'intérieur, d'une façon séquentielle, les signaux GNSS captés par une antenne extérieure. Le positionnement se base sur la détermination des sauts de la phase du code (ou sauts de phase) se produisant au moment du passage d'un répéteur au répéteur suivant. Les sauts de phase sont sujets à des erreurs dont les plus importantes sont le multi-trajet et le bruit thermique. Les travaux développés au cours de cette thèse portent sur la réduction de l'effet de ces sources de perturbation sur les sauts de phase. Pour cela, des techniques originales ont été proposées : la technique de la boucle ouverte pour la réduction de l'effet du bruit thermique, la SMICL, la MIDLL et la SxPRCT pour la réduction de l'erreur due au multi-trajet. La technique de la boucle ouverte consiste en l'usage d'une boucle de code ouverte aidée par la boucle de porteuse, profitant des propriétés statistiques du bruit. Cette technique a permis une amélioration significative de la mesure des sauts de phase. La technique SMICL consiste en un discriminateur de boucle de code insensible aux trajets multiples ayant des délais relatifs inférieurs à 0,5 chip, typiques d?un environnement intérieur de taille limitée. Les performances de la SMICL dépassent largement celles des techniques existantes pour les multi-trajets courts (1 à 2 m d'erreur résiduelle sur la mesure de code). La technique MIDLL réduit l'effet des trajets multiples sur la mesure de code sans limite de délai. L'idée de base repose sur le fait que le discriminateur standard possède un point invariant aux trajets multiples lorsqu'il est convenablement normalisé. Les résultats auxquels a abouti cette technique sont excellents (1 à 2 m d'erreur sur la mesure de code). La technique SxPRCT de réduction des trajets multiples moyens et longs consiste en l'usage de la fonction de corrélation entre la séquence reçue et le produit du PRN par une sous porteuse carrée. Cette approche agit comme un filtre pour les trajets multiples moyens et longs. Les résultats de simulations ont montré que cette technique était très efficace. La MIDLL ainsi que la SxPRCT peuvent servir pour le positionnement en extérieur utilisant les GPS, tout comme la SMICL dans une moindre mesure. Les trois techniques sont adaptées au cas du système à base de répéteurs. En outre, la technique MIDLL a été appliquée aux signaux Galileo du service ouvert de la bande E1. Ces techniques permettent au système de localisation à base de répéteurs d'atteindre ses performances théoriques de positionnement avec une précision inférieure à 2 mètres en 3D
The indoor localisation systems are increasingly needed in supporting future Location Based Services (LBS). This thesis deals with the indoor positioning system based on GNSS repeaters. This system is based on the use of four repeaters which transmit the GNSS signals collected by an outdoor antenna indoors, in a time multiplexing mode. The positioning is based on the code phase jumps produced at the instant of the signal transition between two repeaters. This phase jumps mainly suffer from two error sources: thermal noise and multipath. Therefore, this thesis develops theoretical aspects of the system of repeaters and proposes innovative techniques to reduce the effect of the error sources on the phase jumps. The open loop technique was proposed to reduce the effect of thermal noise on the phase jumps based on the statistical properties of the noise. It implements an open code loop aided by the phase loop. Practical results showed a significant improvement in the phase jump measurement quality. The SMICL (Short Multipath Insensitive Code Loop) technique implements a code loop discriminator insensitive to multipath having relative delays lower than 0. 5 chip, typical of indoor environments. It dramatically improves the code phase measurements in the presence of multipath (maximum error between 1 and 2 m). Another multipath mitigation technique, the MIDLL (Multipath insensitive delay lock loop), is presented. The MIDLL is based on the fact that the code discriminator has an invariant point when it is suitably normalized. This technique outperforms the existing multipath mitigation techniques both in terms of simplicity of implementation in current receivers and precision (maximum error between 1 and 2 m, too). The SxPRCT (Subcarrier x PRN Reference Code Technique) filters medium and long multipaths by using a reference replica which is the product between the PRN code and a square subcarrier. The SxPRCT yields excellent results. The MIDLL and the SxPRCT were developed for the outdoor positioning using the GPS, as is the case of the SMICL but to a lesser extent. These techniques were adapted to the case of the system of repeaters. Moreover, the MIDLL has successfully been applied to the Galileo open service codes on E1. These techniques allow the repeaters based system to reach its theoretical accuracy namely indoor positioning in the range 2 meters
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Cousin, Jean-Christophe. "Interférométrie micro onde en milieu confiné : application à la localisation." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-341.pdf.

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Abstract:
La localisation ou le positionnement d'objets mobiles gagnent constamment en intérêt et font appel principalement aux techniques, maintenant bien connues, du GPS (Global Positioning System). D'autres méthodes de localisation, appuyées sur la technologie des téléphones mobiles, se font jour également et utilisent la triangulation des signaux GSM. Ces systèmes, dont le principe est basé sur des mesures de temps de vol, s'accommodent mal avec des applications à courtes distances. Ils perdent également en simplicité ou deviennent inopérants, dès lors qu'il s'agit de localiser en milieu confiné, en temps réel et avec une précision accrue. La localisation par interférométrie micro onde, et notamment en bande ISM (2. 45 GHz), mise en œuvre par une analyse vectoriel des signaux, est une alternative prometteuse aux systèmes classiques. Basée sur une mesure de déphasage entre deux signaux cohérents, elle est considérée comme une technique d'estimation optimale si toutefois le modèle de propagation est non biaisé. Pour répondre à cette contrainte, nous avons, dans un premier temps, procédé à la simulation, par une méthode interférométrique, de plusieurs types de canaux de propagation, susceptibles d'être rencontrés dans la pratique. Nous avons ensuite défini différents procédés d'égalisation utilisant, de manière adaptée, des techniques de diversité de fréquence et d'espace. La validation de ces méthodes, rendue possible par la réalisation d'un corrélateur vectoriel, dûment instrumenté, associé à des antennes à polarisation circulaire, a ouvert la voie à des champs d'applications qui traitent de la mesure de distance et d'angle (inclinomètre micro onde) et de la localisation en deux et trois dimensions, par le biais du dispositif MILS (Microwave Interferometric Location System).
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Peyraud, Sébastien. "Localisation 3D de mobile en milieu urbain par fusion d’informations satellitaires, proprioceptives et cartographiques." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/1bba77a7-475c-406c-83b3-f9c39f532397/blobholder:0/2012LIMO4026.pdf.

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Abstract:
Ce travail s'inscrit dans la recherche de la maîtrise de la localisation de mobiles terrestres en utilisant conjointement des informations issues de constellations satellitaires, de Systèmes d'Informations Géographiques et de capteurs de mouvement du véhicule. Il se caractérise : par une description de l'environnement en 3 dimensions (généralement restreinte aux 2 dimensions d'un monde plat). La localisation consiste alors à estimer un vecteur de configuration de dimension 6 au lieu de 3 dans un monde plat. Cette préoccupation permet notamment la prise en compte de l'occultation par des immeubles de la vision directe des satellites. -par l'utilisation conjointe des informations satellitaires brutes aux données cartographiques et aux mesures proprioceptives, désigné par la notion de couplage serré. Le couplage serré permet de tirer profit des situations où le récepteur reçoit des informations de peu de satellites comme c'est le cas dans des environnements urbains où la visibilité du ciel est restreinte. - par l'utilisation conjointe d'algorithmes d'estimation basés sur des modèles stochastiques (Filtrage de Kalman) ou ensemblistes des incertitudes. - par l'expérimentation des méthodes proposées sur des jeux de données réelles. En particulier, le traitement des données de la démonstration finale du projet CityVIP (ANR-07-TSFA-013-01), réalisée à Paris, apporte beaucoup de crédibilité aux méthodes proposées. Les résultats présentés constituent une brique technologique dans la constitution de Véhicules Individuels Publiques (VIP). Cette approche par brique technologique a été motivée par le fait que cette thèse synthétise un ensemble de travaux effectués dans le projet CityVIP
This work joins in the search for the control of land mobiles localization by using jointly informations outcomes from satellite constellations, from Geographical Information Systems and from vehicle motion sensors. It is characterized: -by a description of the environment in 3 dimensions (generally restricted to the 2 dimensions of a flat world). The localization consists then in estimating a 6 dimensional configuration vector instead of 3 in a flat world. This concern allows in particular to consider if, because of the occultation by buildings, satellites are in direct view or not. -by the joint use of raw satellite informations to cartographic data and to proprioceptive measurements, designated by the concept of tight coupling. The tight coupling allows to benefit from situations where the receiver receives information of few satellites as it is the case in urban environments where the sky visibility is restricted. -by the joint use of estimation algorithms based on stochastic (Kalman filtering) or set-membership models of uncertainties. -by the experimentation of the proposed methods on real data sets. In particular, the data processing of the final demonstration of the CityVIP project (ANR-07-TSFA-013-01 ), realized in Paris, brings a lot of credibility to the proposed methods. The presented results establish a technological brick in the constitution of Individual Vehicles Public (VIP). This approach by technological brick was motivated by the fact that this thesis synthesizes a set of works carried out in the CityVIP project
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Balland, Pierre-Alexandre. "Proximity and the structure of knowledge networks : evidence from the GNSS industry." Toulouse 1, 2010. http://www.theses.fr/2010TOU10010.

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Abstract:
The main objective of this thesis is not only to consider geographical proximity between actors and spatial clustering of innovative activities, but also to analyze patterns of the main vectors of knowledge creation and diffusion. As such, the present dissertation focuses on relations that organizations or individuals develop in order to access external knowledge, either in clusters or global technological fields. More precisely, we analyze how different forms of proximity influence the structure of knowledge networks. The thesis provides theoretical developments and empirical achievements in a new and particular technological field : the Global Navigation Satellite Systems industry (GNSS) in Europe. Combining the proximity framework with network analysis theories and models, the dissertation analyses the influence of proximity on the structure of local knowledge networks in the Midi-Pyrenean GNSS cluster, but also on the global one in Europe. The complex interplay between geographical, cognitive and structural dimensions is figured out, and the statistical modeling of the dynamic of the global knowledge network isolates and evaluates the respective influence of geographical, cognitive, social, organizational and institutional proximity. The main result of the work presented in this dissertation is that the structure of knowledge networks is not only influenced by geographical proximity, but also by other dimensions of proximity. This result provides new insights on spatial organization of innovative activities in economic geography
La thèse propose non seulement de s'intéresser à la proximité géographique entre les acteurs et à la concentration spatiale des activités d'innovation, mais aussi d'analyser les caractéristiques des principaux vecteurs de création et de diffusion des connaissances. Ainsi, nous nous focalisons sur les relations que les acteurs développent pour accéder à de la connaissance externe, dans les clusters comme dans des domaines technologiques plus larges. Plus précisément, nous analysons comment différentes formes de proximité influencent la structure des réseaux de connaissance. La thèse propose des développements théoriques et des études empiriques basées sur un domaine technologique nouveau et particulier : les systèmes globaux de navigation par satellites (GNSS) en Europe. En combinant une approche en termes de proximité avec des théories et des modèles d'analyse de réseau, nous étudions l'influence de la proximité sur la structure locale des réseaux de connaissance dans le cluster GNSS en Midi-Pyrénées, mais aussi sur leur structure globale en Europe. L'articulation complexe entre les dimensions géographique, cognitive et structurelle est dévoilée, tandis que la modélisation statistique de la dynamique du réseau de connaissance global permet d'isoler et d'évaluer l'influence de la proximité géographique, cognitive, sociale, organisationnelle et institutionnelle. Le résultat principal est que la structure des réseaux de connaissance n'est pas seulement influence par la proximité géographique, mais aussi par d'autres formes de proximité. Ce résultat apporte de nouveaux éclairages sur l'organisation spatiale des activités innovantes en économie géographique
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Rabemanantsoa, Josh. "Conception d'antennes hélices quadrifilaires imprimées compactes et bibandes pour les systèmes de communication par satellite." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S049.

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Abstract:
La diffusion croissante des systèmes de radionavigation comme le GPS (Global Positionning System) a permis d'inonder le marché mondial d'un grand nombre de nouveaux récepteurs associant à la fois de bonnes performances, un faible encombrement et une consommation réduite. De plus, le déploiement du nouveau système de radio navigation européen Galileo et sa combinaison avec le GPS autorisera l'implémentation d'applications plus fiables et à précision élevée. Les systèmes de radionavigation ont généralement besoin d'antennes multi-bandes compactes performantes à polarisation circulaire. La couverture hémisphérique est très utile pour les communications par satellites en général et pour la radio navigation en particulier car les terminaux doivent recevoir des signaux de tout relais ou tout satellite. Les Antennes Hélices Quadrifilaires Imprimées (AHQI), amélioration des Antennes Hélices Quadrifilaires Résonnantes (AHQR) sont des candidates attractives pour ces systèmes satellitaires grâce à leurs performances radioélectriques remplissant les conditions imposées sus citées. Par contre, deux handicaps majeurs qui méritent d'être remédiés, limitent l'utilisation de ces antennes dans les terminaux portables : la taille (surtout en hauteur) et le fonctionnement monobande. Dans ce travail de thèse, plusieurs topologies d'antennes HQI compactes et bi-bandes voire multi bandes sont donc présentées. Elles offrent des rapports de fréquences de résonnances ajustables avec un taux de réduction pouvant aller jusqu'à 73 %. Les antennes proposées autorisent des diagrammes de rayonnement stables aux différentes fréquences de fonctionnement des systèmes GPS, L1/L2 ou L1/L5 avec un bon compromis entre l'adaptation, l'efficacité et la qualité de polarisation
The increasing availability of navigation systems like GPS (Global Positioning System) was used to flood the world market by a large number of new receivers combining good performance, small size and low power consumption. In addition, deployment of new European radio navigation system, Galileo, and its combination with GPS will allow the implementation of application more reliable high accuracy. Navigation systems generally require multi-band antennas compact circular polarization performance. Hemispherical coverage is also desirable for satellite communications in general and navigation in particular because the terminal must receive signals from any relay or satellite. Printed Quadrifilar Helical Antennas (PQHA), improved Resonant Quadrifilar Helical Antennas (RQHA) are attractive candidates for these satellite systems through their radio performance fulfilling the conditions mentioned above. However, two major handicaps that need to be remedied, limit the use of these antennas in mobile devices including : size (especially height) and the single-band operation. In this thesis, several antennas topologies HQI compact dual-band or multi-band are presented. They provide reports of resonant frequencies with adjustable rate reduction of up to 73 %. The proposed antennas allow stable radiation patterns at different frequencies of operation of GPS, L1/L2 or L1/L5 with a good compromise between adaptation, effectivenesse and quality of polarization
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Laaraiedh, Mohamed. "Contributions on hybrid localization techniques for heterogeneous wireless networks." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00624436.

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Abstract:
Recent advancement in wireless networks and systems has seen the rise of localization techniques as a worthwhile and cost-effective basis for novel services. These location based services have been more and more beneficial and money-making for telecommunications operators and companies. Various LBSs can be offered to the user such as tracking, advertisement, security, and management. Wireless networks themselves may benefit from localization information to enhance the performances of the different network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are some examples of fields where location information can be fruitful. Two main tasks a localization system must be able to do: measurement of location-dependent parameters (RSSI, TOA, and TDOA) and estimation of position using location estimation techniques. The main goal of this dissertation is the study of different location estimation techniques: algebraic and geometric. Studied algebraic techniques are least-squares, maximum likelihood, and semidefinite programming. The proposed geometric technique RGPA is based on interval analysis and geometric representation of location-dependent parameters. The focus is put on the fusion of different location-dependent parameters on the positioning accuracy. Estimation and measurement of location-dependent parameters are also investigated using a provided UWB measurements campaign in order to have a complete understanding of localization field
Les avancements récents dans les technologies sans fil ont vu l’émergence de techniques de localisation qui constitue une base utile et rentable pour offrir des nouveaux services. Ces services topo-dépendants ont été de plus en plus bénéfiques pour les opérateurs et les entreprises de télécommunications. Divers services topo-dépendants peuvent être offerts `a l’utilisateur tels que le suivi, la publicité, la sécurité, et la gestion. Les réseaux sans fil eux-mêmes peuvent bénéficier de l’information de localisation pour améliorer les performances de leurs différentes couches. Le routage, la synchronisation et l’annulation d’interférences sont quelques exemples o`u l’information de localisation peut être fructueuse. Un système de localisation doit être capable d’exécuter deux tâches principales : la mesure des paramètres topo-dépendants (RSSI, TOA, et TDOA) et l’estimation de la position en utilisant des estimateurs appropriés. L’objectif principal de cette thèse est l’étude de différentes techniques d’estimation de la position: algébriques et géométriques. Les techniques algébriques étudiées sont les moindres carrés, le maximum de vraisemblance, et la programmation semi-définie. La technique géométrique RGPA proposée est basée sur l’analyse par intervalles et la représentation géométrique des paramètres topo-dépendants. L’accent est mis sur la fusion de différents paramètres topo-dépendants et son influence sur la précision de positionnement. L’estimation et la mesure des paramètres topo-dépendants sont également étudiées en utilisant une campagne de mesures ULB afin d’avoir une compréhension complète du domaine de localisation
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Laderrière, Cyril. "Etude et caractérisation d'un couplage entre signaux Ultra Large Bande et signaux GNSS pour la localisation." Valenciennes, 2009. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/a87e0e71-f3fa-4260-95f5-3d146d819b81.

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Abstract:
Incontournables à ciel ouvert, les systèmes de navigation par satellites (GNSS) demeurent insuffisants pour opérer correctement à l'intérieur des bâtiments, et ce malgré les progrès accomplis par les récepteurs récents dits « haute-sensibilité ». Inscrits dans cette problématique de localisation précise, disponible tant à l'extérieur qu'à l'intérieur des bâtiments, ces travaux envisagent une hybridation particulière entre les signaux Ultra Large Bande (ULB), et les signaux des systèmes GNSS. Ces deux technologies estiment le temps d'arrivée de signaux émis selon une référence de temps commune. Cette thèse considère l'éventualité de synchroniser localement les émissions ULB à l'intérieur, par la référence de temps du signal GNSS, lui-même prélevé à proximité des bâtiments. Ce mémoire définit, met en œuvre, puis évalue les performances d'un tel couplage. Le dimensionnement de la transmission ULB destinée à la localisation est détaillé puis optimisé pour répondre, d'une part aux spécificités de l'environnement de propagation indoor, d'autre part aux contraintes réglementaires génériques d'utilisation des signaux ULB entre 3,1 GHz et 10,6 GHz. La pertinence d'un tel couplage est ensuite évaluée : l'extraction expérimentale de la référence de temps des signaux GNSS est tout d'abord caractérisée. L'aptitude de résolution de cette synchronisation par un récepteur ULB est ensuite établie en présence de trajets multiples et de perturbations introduites par des personnes se déplaçant à l'intérieur des bâtiments. Les perspectives d'un tel couplage entre signaux GNSS et ULB sont enfin rapprochées de leur application à la localisation pour la modélisation et la simulation du système
Despite last generation Navigation Satellite Systems receiver (GNSS) outstanding sensitivity enhancements, inherent GNSS system margins do not appear sufficient for proper operation down to deep indoor environments. In this framework, pervasive localization issues with seamless transition outdoors/indoors and high demanding accuracy is addressed by associating GNSS with the emerging radio technology named Ultra Wide-Band (UWB). Reminding both technologies involve their signals to be synchronized for multi-lateration purposes, this thesis assesses the opportunity to retrieve GNSS clock outdoors, to synchronize UWB localization signals indoors. Within the scope of a localization application, the UWB radio transmission design proposal is first optimized, taking into account the indoor propagation specificities, then considering regulatory requirements for unlicensed use of UWB in the 3,1 to 10,6 GHz range. The relevancy of such a coupling is then experimentally addressed, first, demonstrating how the GNSS clock can be locally recovered outdoors; then, evaluating the UWB receiver ability to recover this synchronization in an evolving selective fading indoor channel impacted, for instance, by moving people in the environment. Results of such a coupling characterization between GNSS and UWB signals are finally highlighted in a localization perspective, contributing to the system simulation and modelling
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Tatkeu, Charles. "Faisabilité de la localisation de mobiles terrestres par radiogoniométrie et à l'aide d'un réseau de radiotéléphonie GSM." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-69.pdf.

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Abstract:
La plupart des systèmes de localisation des mobiles terrestres actuels utilisant des signaux issus de satellites voient leur disponibilité réduite en milieu urbain lorsque le canal de propagation est obstrue par la présence des immeubles. Pour pallier cet inconvénient, ils sont complétés par des systèmes de navigation à l'estime, des balises au sol et des informations de correction. Ceci implique pour l'utilisateur d'être équipe d'un dispositif complexe et coûteux. Les travaux ont consisté à étudier sous la forme d'une maquette fonctionnelle, la faisabilité d'une solution alternative de localisation des mobiles terrestres offrant une disponibilité accrue en milieu urbain et une précision comparable à celle des systèmes existants. Le dispositif proposé utilise deux capteurs indépendants qui tirent leurs informations, d'un réseau de radiotéléphonie cellulaire GSM et d'un réseau d'émetteurs de radiodiffusion dans la bande de fréquences autour de 100 MHz. Pour le premier capteur, le mobile est localisé par triangulation à partir de la mesure du temps de propagation des signaux entre le mobile et les stations fixes du réseau GSM
Ces temps sont calculés par le réseau et transmis au mobile à chaque « Handover ». Deux procédés pour provoquer les Handovers ont été développés : soit à partir d'une antenne directive, soit par le brouillage intelligent des signaux. Pour le second capteur, le principe de la localisation repose sur la mesure des angles de gisement d'au moins trois émetteurs de radiodiffusion. Une étude de l'influence des phénomènes de propagation sur la précision des mesures angulaires a été réalisée dans des configurations géométriques simples dans les bandes de fréquences centrées sur 100, 475 et 900 MHz. Deux antennes spécifiques ont été considérées : une antenne à grand gain de type Yagi-Uda et une antenne dite « cardioïde ». Au vu des résultats, la bande de fréquences centrée sur 100 MHz a été choisie. En utilisant un radiogoniomètre Doppler, des méthodes de mesure et de traitement des valeurs d'angles sont proposées pour minimiser les erreurs angulaires dues aux trajets multiples des signaux. Nous concluons en présentant des pistes de travail et un début d'implémentation logicielle des deux techniques de localisation, en vue d'améliorer les performances du système final
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Gobinddass, Marie-Line. "Etude des erreurs systématiques liées à la détermination du géocentre par les mesures DORIS." Observatoire de Paris (1667-....), 2010. https://theses.hal.science/tel-01958535.

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Abstract:
DORIS est l'une des quatre techniques géodésiques (VLBI, télémétrie laser, DORIS et GPS) utilisées par l'IERS afin de maintenir le Système International de Référence Terrestre. Cette technique permet de déterminer la position précise régulière des 57 stations du réseau de poursuite permanent. L'évolution temporelle de ces coordonnées de stations permet d'avoir accès de manière indirecte au mouvement du géocentre. L'un des objets de la thèse a été de caractériser les erreurs systématiques liées à la détermination de la composante TZ du géocentre. Une analyse en fréquence de la série temporelle du géocentre DORIS/IGN de 1993. 0 à 2008. 0 a mis en évidence deux pics importants aux périodes de 118 jours et un an (25 mm) alors que le signal annuel pour les autres techniques géodésiques et celui prédit pour les modèles en géophysique est de l'ordre de 5 mm
DORIS is one of the far geodetic techniques (VLBI, SLR, GPS and DORIS)used by the IERS to maintain the International Terrestrial Reference System. These techniques allow the determination of the precise and regular positions of the 57 stations of the permanent network. The temporal evolution of these station coordinates allow us to access indirectly to the geocenter motion. One the objectives of the thesis is to characterize the systematic errors linked to the determination of the TZ geocenter translation. A frequency-time analysis of the geocenter time series DORIS/IGN (1993. 0 to 2008. 0) has pointed out the main peaks at 118 days an 1 year period (25 mm) while the annual signal obtained through the other geodetic techniques and those predicted by geophysical models are approximately 5 mm
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Zedek, Florian. "Localisation de la déformation co-sismique par sondage ionosphérique multi-GNSS." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ5026.

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Abstract:
Les grands séismes de subduction, situés dans des zones d'interface Terre-Mer, génèrent les tsunamis les plus destructeurs. Dans les zones faiblement dotées d'équipements de protection comme par exemple au Japon, la sécurité des populations repose entièrement sur des mesures de prévention et sur des systèmes d'alerte aux tsunamis efficaces, alimentés en temps réel par des données d'observation. C'est à ce second volet que cette thèse se propose de contribuer. Les méthodes conventionnelles d'alerte aux tsunamis sont basées sur la télédétection et l'analyse des ondes sismiques pour l'estimation rapide des paramètres du séisme générateur. Les premières évaluations de la menace tsunami sont dans le meilleur des cas complétées par la détection in-situ de la vague et la mesure de sa hauteur par des capteurs de pression. Une information rapide et fiable est critique pour la prédiction du risque de submersion des zones côtières proches ou lointaines.Le travail de thèse ici présenté s'intéresse à fournir des informations rapides, indépendantes et peu coûteuses pour alimenter les systèmes d'alerte tsunami. En effet, au-dessus de l'endroit où un tsunami est initié par un séisme, il produit une empreinte dans l'ionosphère qui peut être caractérisée à l'aide de la technique GNSS. Je m'intéresse à évaluer le potentiel tsunamigène d'un séisme en localisant l'origine de la perturbation atmosphérique. Ce manuscrit se concentre en particulier sur la perturbation acoustique révélée par sondage GNSS de l'ionosphère et développe une technique applicable aux données collectées par une seule station GNSS. Les réseaux de stations GNSS permanentes déployées dans le monde permettent ainsi d'obtenir des mesures d'opportunité ne demandant pas de développer de nouvelles infrastructures dédiées. Par l'étude de ces signaux et la modélisation d'une perturbation acoustique se propageant vers la haute atmosphère, je montre dans ce manuscrit que les observations d'une station multi-GNSS et bi-fréquence relativement proche (<500km) de la source permettent d'estimer la localisation de l'origine de la perturbation à la surface du globe. Enfin, dans le contexte de l'essor des réseaux de stations multi-GNSS, je discute le potentiel de cette méthode innovante pour l'alerte aux tsunamis
Large subduction earthquakes, located in land-sea interface zones, generate the most destructive tsunamis. In areas with little protective equipment, such as Japan, the safety of populations relies entirely on preventive measures and effective tsunami warning systems, fed in real time by observation data. This thesis aims to contribute to the latter aspects. Conventional tsunami warning methods are based on remote sensing and seismic wave analysis for rapid estimation of the generating source parameters, namely the earthquake parameters. Initial assessments of the tsunami threat are ideally complemented by in-situ detection of the wave and measurement of its height by pressure sensors. Rapid, reliable information is critical for predicting the risk of flooding in coastal areas, both in near- and far-field.The presented research works aim at providing rapid, independent and inexpensive information to feed tsunami warning systems. Indeed, above the location where a tsunami is initiated by an earthquake, the sea-surface initial uplift produces an imprint in the ionosphere that can be monitored using GNSS technology. I am interested in assessing the tsunamigenic potential of an earthquake by locating the origin of the atmospheric disturbance. This manuscript focuses in particular on the acoustic disturbance revealed by GNSS sounding of the ionosphere, and develops a technique applicable to data collected by a single GNSS station. The networks of permanent GNSS stations deployed around the world thus make it possible to obtain opportunity measurements that do not require the development of dedicated infrastructures. By studying these signals and modeling an acoustic disturbance propagating towards the upper atmosphere, I show in this manuscript that observations from a relatively close (<500km) from the source, dual-frequency multi-GNSS station can be used to estimate the location of the disturbance's origin on the earth's surface. Finally, in the context of the rise of multi-GNSS station networks, I discuss the potential of this innovative method for tsunami warning
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Fouque, Clément. "Apport des cartes routières navigables pour le positionnement par satellites des véhicules terrestres." Compiègne, 2010. http://www.theses.fr/2010COMP1883.

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Abstract:
Les véhicules récents disposent souvent d'un système d'aide à la navigation intégré combinant un récepteur GPS et un système d'information géographique exploitant une carte routière navigable. La connaissance de la position du véhicule, qu'elle soit globale ou relative au réseau routier, est un point clé pour les applications liées aux systèmes de transport intelligent. En zone urbaine dense, l'utilisation du GPS est rendue difficile par la présence d'éléments masquant fréquemment les satellites : le positionnement est donc régulièrement indisponible. Dans cette thèse, l'utilisation des cartes routières navigables pour le positionnement par satellites est discutée. En suivant une approche par couplage serré, la carte navigable peut être utilisée comme une source d'information additionnelle dans le calcul de la position. Nous proposons dans un premier temps deux méthodes permettant de résoudre le problème du positionnement global et relatif en introduisant la géométrie du réseau routier dans le calcul standard d'un point GPS. La nécessité d'extraire la géométrie nous a conduit à proposer une méthode de sélection de route. Des résultats expérimentaux valident l'approche, quantifient la sensibilité de la méthode aux biais cartographiques et montrent la nécessité d'une sélection de route performante. Nous nous intéressons ensuite au problème du positionnement global par satellites aidé de l'information cartographique selon une approche dynamique. L'information cartographique est utilisée pour estimer l'orientation du véhicule, qui est fusionnée avec les capteurs proprioceptifs du véhicule et les données de pseudodistance d'un récepteur GPS grâce au filtrage de Kalman. La carte permet alors de compenser efficacement la dérive odométrique pendant les masquages des satellites comme le montrent les résultats expérimentaux. Finalement, nous nous sommes intéressés au problème du positionnement contraint dans lequel la position est recherchée sur un élément géographique de la carte. Le problème est posé dans un cadre de filtrage bayésien dans lequel il s'agit d'estimer un état hybride à composantes continues et discrètes. L'approche étant multi-hypothèse, nous présentons comment estimer les hypothèses de positionnement avec un solveur de type filtre particulaire. Ce solveur est factorisé pour en faciliter l'implémentation puis appliqué au suivi des hypothèses par couplage serré de la carte, des mesures GPS et des mesures proprioceptives du véhicule. Les résultats expérimentaux illustrent l'intérêt de cette approche qui permet notamment de résoudre le positionnement contraint sans la connaissance d'un positionnement global préalable. La méthode permet de qualifier naturellement les zones d'ambiguïté malgré la présence de biais cartographiques et également en cas de faible visibilité satellitaire
For many intelligent transportation systems applications, the vehicle position is a key information. In this thesis, the use of navigable road-map for global positioning is investigated. Using a thigtly-coupled approach, the map can provided additionnal information in the computation. First, the geometrical information from the map is introduced in a standard GPS computation and in a Kalman filter approach to aid the global positioning. The experimental results shows that the map is able to compensate for the lack of intention due to satellites outages. It also illustrated the need of an effective road selection process. Finally, the problem of map-constraint positioning have been considered in a multi-hypothesis bayesian framework. The problem is stated as a hybrid state system involving continous and discrete states. Thus, the constrained positioning can be solved without a prior global location as illustrated results. In addition, this method allows the identification of ambigous area in spite of partial outages and map biases
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Narayana, Keerthi. "Solutions for the localization of mobile mapping systems in structured environments." Paris, ENMP, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/61/79/85/PDF/Solutions_de_localisation_des_SystA_mes_Mobiles_de_Cartographie_en_environnements_structurA_s.pdf.

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Abstract:
La localisation automatique est une fonctionnalité importante des systèmes de cartographie mobiles (Mobile Mapping Systems, MMS). La présente thèse présente des solutions complémentaires aux méthodes de localisation utilisées actuellement dans un système MMS terrestre, qui utilise des récepteurs GPS et des centrales à inertie (Inertial Measurement Units, IMU). Un post-traitement, par lissage des données, permet d'améliorer les cartes 3D générées par un MMS. Cette approche est cependant insuffisante pour corriger les erreurs à variations lentes des capteurs. La présente thèse propose une technique de localisation alternative, fondée sur des scanners 2D à lasers. La méthode présentée ici, d'odométrie par laser, utilise des repères plans, qui sont fréquents dans les environnements créés par l'Homme : ces repères fixes permettent de déterminer le déplacement opéré par la plateforme mobile. Contrairement à la technique du SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), utilisée pour la navigation des robots à l'intérieur d'un bâtiment, la transformation 3D est calculée sans avoir recours à une carte préétablie, mais en exploitant des propriétés invariantes des caractéristiques extraites de l'environnement. Nous proposons une approche par "division pour régner" (divide and conquer, D&C) qui simplifie les tâches d'association des repères (data association, DA) et de reconstruction du mouvement
Automated localization is an important functionality for Mobile Mapping Systems (MMS). This thesis presents complimentary solutions to the current localization methods used in a terrestrial MMS, using GPS receivers and Inertial Measurement Units (IMU). A smoothing-based post-mission processing improves the 3D maps generated by MMS. However, this approach is still insufficient, when exposed to slowly varying input sensor errors. The thesis proposes an alternative localization method using 2D laser scanners. The proposed laser odometry approach uses planar landmarks in manmade environments, to detect and compute the transformation of the mobile platform. Unlike Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) technique, used in indoor robotic navigation, the relative 3D transformation is computed without using a map, but by exploiting the time invariant properties of the extracted features. A new Divide & Conquer (D&C) approach is proposed to simplify the computation, involving both transformation and Data Association
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Yu, Lei. "Fingerprinting based techniques for indoor localization exploiting UWB signal properties." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S096.

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Abstract:
Récemment, les systèmes de localisation sans fil sont considérés comme une technologie en pleine expansion. Beaucoup de techniques ont été proposées pour les systèmes de localisation en intérieur et en extérieur. Ces techniques et ces systèms ont permis de concevoir différents services topo-dépendants. Un système de localisation doit ˆetre capable d’executer deux processus: la mesure des paramètres topo-dépendants (RSSI, TOA,. . . ) et l’estimation de la position en utilisant les techniques de localisation appropriées. Dans ce manuscrit, l’estimation et la mesure des paramètres topo-dépendants sont étudiées en utilisant une campagne de mesures ULB. Quatre différentes techniques d’estimation de TOA sont proposées. Des techniques de ranging basées sur RSSI sont présentées. L’objectif principal de cette thèse est l’étude de localisation en intérieur basée sur une technique de fingerprinting. La technique des réseaux de neurones est utilisée pour apprendre la base de données de fingerprinting et pour localiser les points ciblés. La construction des réseaux de neurones et les approches adoptées sont introduites. La base de données pré-mesurée et la base de données pré-simulée sont établies et appliquées aux techniques de fingerprinting. Différents fingerprints et différentes tailles de la base de données sont utilisés pour évaluer les performances de positionnement. Le modèle MultiWall est proposé pour prévoir les fingerprints de RSSI selon l’environnement de propagation. Une adaptation du modèle classique MultiWall pour prendre en compte l’effet de la diffraction pour le mobilier métallique a montré qu’elle peut améliorer la qualité de positionnement
Nowadays, wireless localization systems are considered as a potential technology for future services. Various techniques have been proposed for both indoor and outdoor localization systems. These techniques and systems allowed to conceive different LBSs. The two main processes a localization system must be able to do are the measurement of location-dependent parameters (RSSI, TOA,. . . ) and the estimation of position using different localization techniques. In this manuscript, the estimation and measurement of LDPs such as RSSI and TOA are investigated using a provided UWB measurements campaign. Four different TOA estimation techniques are proposed. RSSI based ranging techniques are also introduced. The main goal of this thesis is the study of fingerprinting based techniques for indoor localization. The neural networks technique is used to learn the fingerprinting database and to locate the targeted points. The construction of the neural networks and the adopted approaches are described. Both the pre-measured and the pre-simulated fingerprinting databases are established to be used in the fingerprinting techniques. Different fingerprints and different sizes of the database are utilized to evaluate the positioning performances. The MultiWall model is proposed to predict the RSSI fingerprint depending on the real propagation environment. An adaptation of the classic MultiWall model to take into account the effect of diffraction for the metallic furniture shows that it can improve the quality of positioning
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Omri, Monia. "Les décharges clandestines de la plaine de Venise (Italie) : essai de localisation par télédétection." Paris 1, 2007. http://www.theses.fr/2007PA010632.

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Abstract:
Cette thèse de recherche appliquée repose en partie sur un projet financé par la région Vénétie d'identification des sites potentiellement pollués à travers l'utilisation de la télédétection. La plaine vénitienne est une plaine alluviale qui s'étend des Préalpes à la lagune de Venise dans le Nord Est de l'Italie. Au sein de ce territoire vulnérable en plein essor industriel et urbain depuis la fin de la deuxième guerre mondiale, les sites de décharges sont un des principaux problèmes à gérer. L'analyse des images satellites, notamment IKONOS, a permis d'apporter des informations concluantes sur les propriétés radiométriques de la végétation stressée utilisée comme indicateur d'éventuelles décharges. Ainsi une banque de données sans précédent intégrant l'utilisation de la télédétection et du SIG a été créée, permettant à la région Vénétie de se doter d'un outil de gestion environnemental sur la répartition spatiale d'éventuelles sites contaminés et d'assurer son suivi dans le temps.
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Legrand, Cyril. "Contribution à l'évaluation de la sécurité de systèmes de localisation ferroviaires basés sur les GNSS par la formalisation des concepts d'intégrité étendue." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10169/document.

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Abstract:
Les GNSS (Global Navigation Satellite Systems), notamment le GPS sont aujourd'hui largement utilisés dans les systèmes de transport terrestre pour des applications sans impact sur la sécurité des biens et des personnes. Dans de telles situations, la qualité de l'information de localisation n'est pas un paramètre vital. Le service de localisation devient un élément critique dans un système ferroviaire. Les standards (EN 50126, EN 50128 et EN 50129) requièrent la détermination du degré de confiance que l'utilisateur peut placer dans le service délivré c’est à dire l'évaluation de la sûreté de fonctionnement avant la mise en service d'un nouveau système.Un service de positionnement basé sur un GNSS souffre d'une variabilité de la précision inhérente aux différentes configurations environnementales qu'un train traverse tout au long d'une mission. Cependant, les GNSS intéressent les communautés de transport ferroviaire afin d'améliorer les systèmes de contrôle-commande des trains tout en substituant les balises au sol par une solution embarquée. Après un état de l’art sur la localisation ferroviaire et sur les méthodes de sûreté de fonctionnement existantes, une analyse de sensibilité et causale sont faites afin de déterminer quelle est l’architecture de capteurs (avec un récepteur GNSS) adaptée pour répondre aux exigences de sécurité. Nous proposons ensuite une nouvelle approche pour l’évaluation de la sécurité des systèmes impliquant les GNSS grâce à l’intégrité, paramètre de performances des GNSS, étendu aux systèmes autres que GNSS et au milieu ferroviaire. Une évaluation de la sécurité sur un cas d’utilisation précis est réalisée grâce à l’approche proposée précédemment
Nowadays, GNSS (Global Navigation Satellite Systems) such as GPS are usually used in ground transportation systems for non-safety-relevant applications. In these situations, the quality of localisation information is not called into question. In the case of safety-related applications, the localisation service becomes critical in railway system. The standards (EN 50126, EN 50128 and EN 50129) require the determination of the degree of confidence that the user can be placed in the delivered service i.e. the RAMS analysis before putting into service of a new system. A GNSS-based localisation service suffers from accuracy variability linked to the different environmental configurations that a train crosses all along a mission. However, with hybridisation solutions and combination of actual technologies, the GNSS integration increasingly interests the railway actors in order to ameliorate the train control system replacing balises by an embedded solution. After a state-of-the-art on the railway localisation and existing RAMS methods, a sensibility and causal methodologies are done in order to determine which sensors architecture (with a GNSS receiver) is the best to meet the railway requirements. We propose a new approach for safety evaluation of the GNSS-based systems through the integrity attribute, GNSS performances attributes, extended to the hybridised systems and in railway domain. A safety evaluation is performed on chosen architecture during sensibility and causal analyses thanks to the previous proposed approach
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Ndjeng, Ndjeng Alexandre. "Localisation robuste multi-capteurs et multi-modèles." Thesis, Evry-Val d'Essonne, 2009. http://www.theses.fr/2009EVRY0013/document.

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Abstract:
De nombreux travaux de recherches sont menés depuis quelques années dans le but de fournir une solution précise et intègre au problème de la localisation de véhicules routiers. Ces recherches sont en majorité fondées sur la théorie probabiliste de l’estimation. Elles utilisent la fusion multi-capteurs et le filtrage de Kalman mono-modèle, au travers de variantes adaptées aux systèmes non linéaires ; l’unique modèle complexe étant supposé décrire toute la dynamique du véhicule. Nous proposons dans cette thèse une approche multi-modèles. Cette étude dérive d’une analyse modulaire de la dynamique du véhicule, c’est-à-dire que l’espace d’évolution est pris comme un espace discret : plusieurs modèles simples et dédiés chacun à une manœuvre particulière sont générés, ce qui améliore la robustesse face aux défauts de modélisation du système. Il s’agit d’une variante de l’algorithme IMM, qui prend en compte l’asynchronisme des capteurs embarqués dans le processus d’estimation de l’état du véhicule. Pour cela, une nouvelle modélisation sous contraintes est développée, ce qui permet de mettre à jour la vraisemblance des modèles intégrés même en l’absence de mesures provenant de capteurs extéroceptifs. Toutefois, la performance d’un tel système nécessite d’utiliser des données capteurs de bonne qualité. Plusieurs opérations sont présentées, illustrant la correction du biais des capteurs, des bruits de mesures ainsi que la prise en compte de l’angle de dévers de la chaussée. La méthodologie développée est validée à travers une comparaison avec les algorithmes de fusion probabilistes EKF, UKF, DD1, DD2 et le filtrage particulaire. Cette comparaison est fondée sur des mesures courantes de précision et de confiance, puis sur l’utilisation de critères statistiques de consistance et de crédibilité, à partir de scénarios synthétiques et ensuite des données réelles
Many research works have been devoted in the last years in order to provide an accurate and high integrity solution to the problem outdoor vehicles localization. These research efforts are mainly based on the probability estimation theory. They use multi-sensor fusion approach and a single-model based Kalman filtering, through some variants adapted to nonlinear systems. The single complex model that is used is assumed to describe the dynamics of the vehicle. We rather propose a multiple model approach in this thesis. The presented study derives from a modular analysis of the dynamics of the vehicle, ie the evolution of the vehicle is considered as a discrete process, which combines several simple models. Each model is dedicated to a particular manoeuvre of the vehicle. This evolution space discretizing will improves the system robustness to modelling defects. Our approach is a variant of the IMM algorithm, which takes into account the asynchronism of the embedded sensors. In order to achieve this goal, a new system constrained modelling is developed, which allows to update the various models likelihood even in absence of exteroceptive sensors. However, the performance of such a system requires the use of good quality data. Several operations are presented, illustrating the corrections on the sensors bias, measurements noise and taking into account the road bank angle. The developed methodology is validated through a comparison with the probabilistic fusion algorithms EKF, UKF, DD1, DD2 and particle filtering. This comparison is based on measurements of accuracy and confidence, then the use of statistical consistency and credibility measures, from simulation scenarios and then real data
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Konlambigue, Kangbéni Djotiname. "Conception d'un système de localisation à l'intérieur de bâtiments par vision monoculaire embarquée." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMR022.

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Abstract:
Cette thèse a pour objectif la conception d’un système de localisation à l’intérieur de bâtiments. A ciel dégagé, le système de localisation presque incontournable est le GPS (Global Positioning System). En captant des signaux provenant d’au moins quatre satellites du réseau GPS en orbite, un récepteur GPS procède par triangulation et estime sa position, qu’il soit sur terre, sur mer ou dans les airs. Le GPS permet de déterminer la position de n’importe quel récepteur placé en visibilité du réseau de satellites et un défaut de cette visibilité conduit généralement à une localisation erronée, voire impossible ; ce qui est le cas à l’intérieur de bâtiments. L’intérêt grandissant pour les services d’aide à la navigation des personnes et des biens dans les grandes surfaces fermées telles que les hôpitaux, les aéroports et centres commerciaux par exemple a suscité le besoin de système de localisation fiable et fonctionnel en environnement fermé. Pour répondre à cette problématique, plusieurs solutions ont été proposées. Une des approches les plus répandues pour faire de la localisation en environnement fermé est celle basée sur le réseau WiFi. En mesurant la force des signaux émis par les différents points d’accès, ce type de système est capable de trianguler la position d’un récepteur. Néanmoins, un des principaux inconvénients de cette approche est qu’elle nécessite de déployer un réseau de points d’accès avec les différents coûts que l’on connaît tels que ceux liés à la maintenance du système. Dans cette thèse, le système que nous proposons est basé sur la vision par ordinateur. Pour être localisé, l’utilisateur prend une photo de son environnement et indexe une base de données d’images géoréférencées. Cette indexation consiste en une comparaison de caractéristiques extraites des différentes images par le biais d’algorithmes de vision tels l’algorithme SIFT (Scale Invariant Feature Transform). En comparaison avec le système par WiFi, nous proposons un système (presque) purement logiciel, qui ne nécessite donc aucun déploiement et donc pas de coûts liés à la maintenance
This thesis aims at the design of an indoor localization system. Outdoors, the almost unavoidable localization system is GPS (Global Positionning System). By receiving signals from at least four satellites from the GPS network orbiting, a GPC receiver triangulates and estimates its position, whether on land, at sea or in the air. GPS makes it possible to determine the position of any receiver placed in visibility of the satellite network and the defect in this visibility generally leads to an erroneous or even impossible localization ; which is the case in indoor environment. The growing interest in navigation assistance services for people and goods in large indoor areas such as hospitals, airports and shopping malls for example has created the need for a reliable and functional tracking system for indoor environment. To respond to this problem, several solutions have been proposed. One of the most popular approaches to localization in indoor environment is that based on the WiFi network. By measuring the strength of the signals emitted by the various access points, this type of system is able to triangulate the position of a receiver. However, one of the main drawbacks of this approach is that it requires deploying a network of access points with the various known costs such as those related tosystem maintenance. In this thesis, the system we propose is based on computer vision. To be located, the user takes a photo of their surroundings and indexes a databasz of georeferenced images. This indexing consists in a comparison of features extracted from the different images using computer vision algorithms such as the SIFT (Scale Invariant Feature Transform) algorithm. In comparison with the WiFi system, we offer (almost) a pure software system, which does not require any deployment and therefore no maintenance costs
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Macabiau, Christophe. "Étude de l'applicabilité des techniques de lever d'ambiguité de la mesure de phase GPS aux approches de précision." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT131H.

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Abstract:
Le systeme americain gps (global positioning system) fournit a tout utilisateur dans le monde entier un service de positionnement precis, mais ses caracteristiques sont trop eloignees de celles d'un gnss (global navigation satellite system) pour l'aviation civile. Une des techniques possibles pour obtenir une precision de positionnement centimetrique consiste a utiliser les mesures de phase gps apres resolution de leurs ambiguites. Cependant, des doutes subsistent quant a la fiabilite des methodes de lever d'ambiguite (methodes arof) lors des applications dynamiques en temps reel. Le but de cette tude est de contribuer a l'analyse de l'applicabilite des methodes de lever d'ambiguite de la mesure de phase gps au guidage des avions en phase d'atterrissage de precision (categorie 2 et 3). Le point de depart de cette analyse est le rappel des exigences operationnelles des systemes d'atterrissage bases sur un systeme gnss. Ensuite, apres la determination d'un modele mathematique des mesures de phase gps, les procedures arof sont analysees de la maniere suivante. On propose tout d'abord une classification des methodes arof, et on decrit les principes theoriques de plusieurs techniques, y compris de la methode mapas, developpee au cours de cette these. Cette description est la base de l'identification des caracteristiques des procedures arof. Ensuite, les contraintes sur ces caracteristiques sont determinees d'apres les exigences operationnelles. Puis, la difficulte de l'etablissement des performances theoriques de ces methodes est analysee, et des expressions mathematiques des performances de mapas sont presentees. Enfin, les performances de mapas sont evaluees sur un plan pratique, en utilisant des mesures simulees, des mesures collectees sur un generateur de signaux gps nortel, et des mesures reelles en situation aeroportuaire. Finalement, les caracteristiques de ces procedures sont comparees aux contraintes, et une conclusion est tiree de cette analyse.
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Thevenon, Paul. "Interface air pour systèmes de navigation en bande S : étude détaillée des signaux OFDM." Toulouse, ISAE, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01160197.

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Abstract:
Le positionnement en environnement urbain est un domaine de recherche actif, de par la croissance des services grand public liées à la localisation, et à cause de réglementations émergentes liées aux situations d'urgence (E911). En environnement urbain ou à l'intérieur des bâtiments, il est communément admis que les systèmes de positionnement basés sur des satellites ne sont pas suffisants pour fournir une position précise, fiable et de manière continue. Des techniques de positionnement alternatives sont donc développées afin de remplacer ou compléter les systèmes de positionnement par satellite. Cette thèse étudie la possibilité de fournir un service de positionnement utilisant un futur système de diffusion de télévison vers les mobiles basé sur le standard DVB-SH. Le principal attrait de ce système pour du positionnement est sa bonne couverture en milieu urbain, ainsi que l'utilisation d'un réseau d'émetteurs synchronisés. Il est donc possible d'employer des mesures de temps d'arrivée des signaux afin de réaliser une triangulation pour calculer la position d'un récepteur. Afin de fournir ce service innovant, des techniques spécifiques d'estimation de pseudo-distance et d'identification d'émetteurs ont été développées dans le cadre de cette thèse. Le principal résultat de cette étude est d'avoir montré la faisabilité du positionnement utilisant un système DVB-SH, ne nécessitant que de légères modifications du système qui n'apportent aucune dégradation auservice de diffusion TV. De premières simulations ont montré une précision de positionnement autour de 40m en utilisant des mesures réalistes de canal de propagation urbain.
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Sobehy, Abdallah. "Machine learning based localization in 5G." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAS012.

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Abstract:
La localisation est le processus d'estimation de la position d'une entité dans un système de coordonnées local ou global. Les applications de localisation sont largement réparties dans des contextes différents. Dans les événements, le suivi des participants peut sauver des vies pendant des crises. Dans le domaine de la santé, les personnes âgées peuvent être suivies pour répondre à leurs besoins dans des situations critiques comme les chutes. Dans les entrepôts, les robots transférant des produits d'un endroit à un autre nécessitent une connaissance précise de ses positions, la position des produits ainsi que des autres robots. Dans un contexte industriel, la localisation est essentielle pour réaliser des processus automatisés qui sont assez flexibles pour être reconfiguré à diverses missions. La localisation est considérée comme un sujet de grand intérêt tant dans l'industrie que dans l'académie, en particulier avec l'avènement de la 5G avec son "Enhanced Mobile Broadband (eMBB)" qui devrait atteindre 10 Gbits/s, "Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC)" qui est moins d'une milliseconde et "massive Machine-Type Communication (mMTC)" permettant de connecter environ 1 million d'appareils par kilomètre.Dans ce travail, nous nous concentrons sur deux principaux types de localisation; la localisation basée sur la distance entre des appareils et la localisation basée sur les empreintes digitales. Dans la localisation basée sur la distance, un réseau d'appareils avec une distance de communication maximale estime les valeurs de distances par rapport à leurs voisins. Ces distances ainsi que la connaissance des positions de quelques nœuds sont utilisées pour localiser d'autres nœuds du réseau à l'aide d'une solution basée sur la triangulation. La méthode proposée est capable de localiser environ 90% des nœuds d'un réseau avec un degré moyen de 10.Dans la localisation basée sur les empreintes digitales, les réponses des chaînes sans fil sont utilisées pour estimer la position d'un émetteur communiquant avec une antenne MIMO. Dans ce travail, nous appliquons des techniques d'apprentissage classiques (K-nearest neighbors) et des techniques d'apprentissage en profondeur (Multi-Layer Perceptron Neural Network et Convolutional Neural Networks) pour localiser un émetteur dans des contextes intérieurs et extérieurs. Notre travail a obtenu le premier prix au concours de positionnement préparé par IEEE Communication Theory Workshop parmi 8 équipes d'universités de grande réputation du monde entier en obtenant une erreur carrée moyenne de 2,3 cm
Localization is the process of determining the position of an entity in a local or global coordinate system. The applications of localization are widely spread across different contexts. For instance, in events, tracking the participants can save lives during crises. In health-care, elderly people can be tracked to respond to their needs in critical situations like falling. In warehouses, robots transferring products from one place to another require accurate knowledge of products' positions as well as other robots. In industrial context of the factory of the future, localization is invaluable to achieve automated processes that are flexible enough to be reconfigured for various purposes. Localization is considered a topic of high interest both in the academia and industry especially with the advent of 5G. The requirements of 5G pave the way for revolutionizing localization capabilities; Enhanced Mobile Broadband (eMBB) that is expected to reach 10 Gbits/s, Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) which is less than 1 ms and massive Machine-Type Communication (mMTC) allowing to connect around 1 million devices per km.In this work, we focus on two main types of localization; range-based localization and fingerprinting based localization. In range-based localization, a network of devices with a maximum communication range estimate inter-distance values to their first-hop neighbors. These distances along with knowledge of positions of few anchor nodes are used to localize other nodes in the network using a triangulation based solution. The proposed method is capable of localizing ≈ 90% of nodes in a network with an average degree of ≈ 10.In the second contribution, wireless channel responses, aka. Channel State Information (CSI) is used to estimate the position of a transmitter communicating with a MIMO antenna. In this work, we apply classical learning techniques (K-nearest neighbors) and deep learning techniques (Multi-Layer Perceptron Neural Network and Convolutional Neural Networks) to localize a transmitter in indoor and outdoor contexts. Our work achieved the first place in the indoor positioning competition prepared by IEEE's Communication Theory Workshop among 8 teams from highly reputable universities worldwide by achieving a Mean Square Error of 2.3 cm
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PEREIRA, TENEDORIO JOSE ANTONIO. "Teledetection en milieu periurbain : detection et localisation du changement de l'occupation du sol par integration des donnees-satellite spot hrv dans un systeme d'information geographique." Paris 12, 1998. http://www.theses.fr/1998PA120060.

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Abstract:
Cette these presente une recherche qui aboutit a une methode permettant la detection et la localisation du changement de l'occupation du sol en milieu periurbain, par traitement d'images numeriques spot hrv integrees dans un systeme d'information geographique (sig). Il s'agit d'une procedure qui, au travers de la mise en relation des donnees multisources (images-satellite et cartes d'occupation du sol), permet de determiner de facon systematique des changements d'affectation des zones en milieu periurbain. La technique retenue utilise le traitement par zone en considerant six indices : le canal panchromatique, l'indice de vegetation, l'indice de brillance, l'ecart type local, l'indice de mineralisation recente et l'indice +non-eau;. Pour chaque indice des bornes de stabilite sont definies en fonction des parametres statistiques de chaque poste de la legende consideree. Le resultat final se traduit par une carte de changements d'affectation des zones
This thesis presents a investigation which lead to a methodology proposal to locate and detect land cover changes in the urban fringe through the combination of spot hrv satellite image processing in a geographic information system (gis). Using multi-source data (satellite images and land cover maps) the discussed procedure allows to systematically determinate affectation zone changes in the urban fringe. The chosen technique relies on zone analysis applying six indexes: the panchromatic band, the vegetation index, the brightness index, the standard deviation, the recent mineralization index and the +nonwater; index. For each one of these indexes a stability limit was defined regarding the statistical parameters of the considered classes. The final result is materialised on a zone affectation change map
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Cros, Colin. "Positionnement coopératif par mesures de pseudo-distance : résolubilité et algorithmes conservatifs." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT032.

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Abstract:
Cette thèse étudie le positionnement coopératif dans le cadre des systèmes de positionnement par satellites (GNSS). Elle caractérise la résolubilité du problème et propose un algorithme d'estimation distribué conservatif. Dans un système de positionnement classique, un agent se localise en réalisant des mesures vers des ancres dont les positions sont connues. Dans un GNSS, les ancres sont des satellites et les mesures des pseudo-distances. Dans un système coopératif, un agent peut également réaliser des mesures vers d'autres agents. Cette thèse étudie, d'un point de vue théorique, la résolubilité du problème de positionnement, puis d'un point de vue pratique, l'intégration des mesures coopératives dans les algorithmes d'estimation distribués. La ré- solubilité du problème est reliée à la notion de rigidité des structures. Une nouvelle rigidité adaptée aux mesures de pseudo-distance est introduite puis caractérisée. La particularité des structures en pseudo-distance est leur asymétrie nécessitant l'utilisation de graphes orientés. Cette nouvelle théorie permet de déduire la résolubilité du problème à partir de propriétés du graphe de mesures. L'intégration optimale des mesures coopératives dans un _ltre de navigation nécessite la connaissance des corrélations entre les erreurs des agents. Ces corrélations sont généralement inconnues ce qui empêche l'estimation de la covariance de l'erreur d'estimation. Dans cette thèse, une méthode conservative, fournissant une borne sur cette covariance, est proposée.Il s'agit d'une généralisation de l'Intersection de Covariances Fractionnées développée dans le but d'exploiter toutes les composantes connues dans les erreurs. De plus, l'optimalité de cette fusion est montrée pour la fusion de deux estimateurs. Un algorithme d'estimation est finalement déduit et appliqué à un problème de positionnement coopératif
This thesis studies cooperative positioning in the context of Global NavigationSatellite Systems (GNSS). It characterizes the solvability of the problem and proposes a conservative distributed estimation algorithm. In a conventional positioning system, an agent locates itself by making measurements towards anchors whose positions are known. In a GNSS system, the anchors are satellites and the measurements are pseudoranges. In a cooperative system, an agent can also make measurements towards other agents.This thesis studies, from a theoretical point of view, the resolubility of the positioning problem, then from a practical point of view, the integration of cooperative measurements into distributed estimation algorithms. The resolubility of the problem is linked to the notion of structural rigidity. A new rigidity adapted to pseudorange measurements is introduced and characterized. The particularity of pseudorange frameworks is their asymmetry, requiring the use of directed graphs.This new theory allows to deduce the resolvability of the problem from properties of the measurement graph. Optimal integration of cooperative measures in a navigation _lter requires to know the correlations between agent errors. These correlations are generally unknown, which prevents the estimation of the covariance of the estimation error. In this thesis, a conservative method, providing an upperbound on this covariance, is proposed. It is a generalization of the Split Covariance Intersection fusion designed to exploit all known components in the errors. In addition, the optimality of this fusion is proved for the fusion of two estimators.Finally, an estimation algorithm is deduced and applied to a cooperative positioning problem
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Nahimana, Donnay Fleury. "Impact des multitrajets sur les performances des systèmes de navigation par satellite : contribution à l'amélioration de la précision de localisation par modélisation bayésienne." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00446552.

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Abstract:
De nombreuses solutions sont développées pour diminuer l'influence des multitrajets sur la précision et la disponibilité des systèmes GNSS. L'intégration de capteurs supplémentaires dans le système de localisation est l'une des solutions permettant de compenser notamment l'absence de données satellitaires. Un tel système est certes d'une bonne précision mais sa complexité et son coût limitent un usage très répandu.Cette thèse propose une approche algorithmique destinée à améliorer la précision des systèmes GNSS en milieu urbain. L'étude se base sur l'utilisation des signaux GNSS uniquement et une connaissance de l'environnement proche du récepteur à partir d'un modèle 3D du lieu de navigation.La méthode présentée intervient à l'étape de filtrage du signal reçu par le récepteur GNSS. Elle exploite les techniques de filtrage statistique de type Monte Carlo Séquentiels appelées filtre particulaire. L'erreur de position en milieu urbain est liée à l'état de réception des signaux satellitaires (bloqué, direct ou réfléchi). C'est pourquoi une information sur l'environnement du récepteur doit être prise en compte. La thèse propose également un nouveau modèle d'erreurs de pseudodistance qui permet de considérer les conditions de réception du signal dans le calcul de la position.Dans un premier temps, l'état de réception de chaque satellite reçu est supposé connu dans le filtre particulaire. Une chaîne de Markov, valable pour une trajectoire connue du mobile, est préalablement définie pour déduire les états successifs de réception des satellites. Par la suite, on utilise une distribution de Dirichlet pour estimer les états de réception des satellites
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Kaddour, Mahmoud. "Contribution à la surveillance et au contrôle de l'intégrité d'un système de localisation GNSS." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10126/document.

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Abstract:
La décennie en cours a marqué l’arrivée irrésistible et irréversible des systèmes GNSS dans la société en le rendant accessibles à tous et indispensable à de nombreuses utilisateurs. L’amélioration des performances et de la fiabilité des systèmes GNSS est parmi les facteurs qui concourent au développement exponentiel du champ des applications et de services GNSS. Cette amélioration repose sur l’utilisation des méthodes d’estimation de la géo-position qui assure un niveau d’intégrité très élevé. Pour cela, ces méthodes doivent intégrer une couche de surveillance d’intégrité bien élaborée. Dans ce travail, nous proposons des approches de contrôle et de surveillance d’intégrité d’une estimation d’une géo-position avec des mesures GNSS. Nous avons fait le choix de développer des approches basées sur un formalisme informationnel : filtre informationnel d’une part, et outils de la théorie de l’information d’autre part. Des résidus basés sur l’information mutuelle sont développés. Avec un seuillage adéquate, ces résidus permettent de détecter et d’exclure des mesures GNSS erronées. Dans ce contexte, d’autres idées ont été également mises à profit afin de robustifier les méthodes développées comme la projection des observations GNSS dans l’espace informationnel ainsi que des fonctions d’optimisation de la prédiction d’un filtre.Les méthodes proposées sont testées et validées avec des données réelles acquises avec un véhicule expérimental équipé de plusieurs systèmes GNSS ouverts
The current decade has marked the irresistible and irreversible arrival of the GNSS systems in society by making it accessible and essential to many users. Improved performance and reliability of GNSS systems is among the factors that contribute to the exponential development of the field of GNSS applications and services. This improvement is based on the use of estimation methods of geo-positioning which ensures a very high level of integrity. For this, these methods must incorporate a layer of well-developed autonomous integrity monitoring. In this work, we propose approaches for autonomous integrity monitoring of position estimation using GNSS measurements. We have chosen to develop approaches based on an informational formalism: Informational filter on the one hand and tools of the information theory of the other. Residuals based on mutual information are developed. With an appropriate thresholding, these residuals can detect and exclude GNSS erroneous measurements. In this context, other ideas were also developed in order to robustify the developed methods as the projection of GNSS observations in the information space and the development of optimization function in order to ameliorate the prediction of a filter. The proposed methods are tested and validated with real data acquired with an experimental vehicle with several open GNSS systems
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Melachroinos, Stavros A. "Positionnement géodésique à haute fréquence de réseaux GNSS terrestres et marins." Observatoire de Paris (1667-....), 2007. https://hal.science/tel-02071426.

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Abstract:
L’observation des déformations surfaciques de la croûte terrestre et les variations du niveau des océans mesurés par des réseaux GNSS terrestres ou marins sont un sujet que le CNES/GRGS voulait investigué profondément. Les caractéristiques principales de quatre systèmes qui constitueront le futur système global des systèmes de navigation GNSS sont présentées. Dans une deuxième partie, je me concentre sur la définition des composantes géodésiques utilisées pour le positionnement par GNSS. Dans une troisième partie, je présente d’abord le logiciel scientifique GINS qui a constitué l’outil principal de mes études. Modifications pour la mise à jour du logiciel et son adaptation à mes problèmes seront aussi survolés. Ensuite, les différents tests des validations sur les modifications en positionnement et en orbitographie (pour GPS et GIOVE-A) sont étudiés. Dans une quatrième partie, l’étude principale sur la surcharge océanique – OTL dans des régions côtières complexes, comme en Bretagne, en France, est effectué. La méthode implémentée a comme cible d’utiliser un réseau GPS dense dédié à évaluer/valider les modèles des marées dans la région. Les effets tels que l’impact de l’OTL sur les paramètres troposphériques, la stabilité du datum de référence utilisé et le repliement du spectre sur des séries temporelles des stations GNSS dues aux mouvements verticaux mal modélisés sont analysés. Dans la partie finale, j’analyse les résultats préliminaires des données cinématiques d’une campagne GPS dédié à comparer et valider les observations altimétriques et océanographiques pour l’étude du courant circumpolaire Antarctique
The surface deformations of the Earth’s crust and the sea-level variations measured by terrestrial or maritime GNSS networks are a subject that the CNES/GRGS team wanted to investigate thoroughly. In the first part, the main characteristics and differences of four global positioning systems that will constitute the future Global Navigation Satellite System of Systems are presented. In the second part, I concentrate in the definition of the basic geodetic components of GNSS used in positioning. In the third part, GINS scientific software package the basic tool used in this PhD study is presented. Updated modifications implemented for the needs of my research are overseen. Then validations tests of the modifications on the level of precise orbit determination (for GPS and GIOVE-A) and positioning are presented. In the fourth part, the main study of ocean tide loading – OTL in a complex coastal area that of Brittany, in France is presented. The implemented method aims to use a dedicated dense GPS network in order to evaluate/validate the performances of ocean tide models in the region. The impact of OTL on tropospheric parameters, the datum stability used to align the GNSS solution and the aliasing affects on the campaign stations’ time-series of unmodeled vertical displacement are analyzed. In the final and last part, the preliminary results of a GPS kinematic data set designated to cross compare and validate altimetric and oceanographic observations of the Antarctic Circumpolar Current are analyzed
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Nassreddine, Ghalia. "Estimation d'état par la théorie des fonctions de croyance : application à la localisation routière." Compiègne, 2009. http://www.theses.fr/2009COMP1833.

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Abstract:
Cette thèse porte sur le problème d'estimation d'état des systèmes dynamiques appliqué à la localisation routière d'un véhicule. Nous présentons d'abord une méthode crédibiliste dans laquelle les incertitudes sont représentées par des fonctions de masse ayant comme éléments focaux des pavés de R. Nous abordons ensuite l'estimation d'état dans le cas d'un système multi-mode��les en adoptant une modélisation crédibiliste de l'incertitude sur le modèle ainsi que sur la commutation entre les différents modèles. Finalement, nous présentons, toujours dans le cadre de la théorie des fonctions de croyance, une méthode de map matching utilisant mes méthodes d'estimations précédentes ainsi qu'une base de données routière. Les méthodes proposées sont testées sur le problème de localisation avec des données réelles et simulées
This thesis focuses on state estimation with application to dynamic vehicle localization. We first present an evidential approach in which uncertainties are represented by Dempster-Shafer mass functions with interval focal elements. We then handle the case of multiple-model systems using belief functions for modeling the transitions between models. Finally, a map matching method based on belief functions and a guaranteed representation of roads is developed, in order to compute a more accurate estimation of the vehicle position. Experimental results on the vehicle localization problem demonstrate the effectiveness and good performances of the methods presented in this thesis
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Wang, Yu. "Localization Precise in Urban Area." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0045.

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Abstract:
Récemment, la précision qu’on peut obtenir avec le GNSS-autonome positionnement est insatisfaisant pour de plus en plus d’utilisateurs au terrain. Une précision au-dessous de mètre ou encore de niveau centimètre est devenue plus cruciale pour pleine d’applications. Surtout pour des véhicules dans le milieu urbain, la précision finale est considérablement pire comme les manques et les contaminations des GNSS signaux sont présentes. Afin d’avoir un positionnement plus précis, les mesures carrier phases sont dispensables. Les erreurs associés à ces mesures sont plus précises de factor centaine que les mesures pseudoranges. Cependant, un paramètre de nature entière, appelée ambiguïté, empêche les mesures phases de comporter comme les pseudoranges ‘précises’. Pendant que les mesures carrier phases sont largement utilisées par les applications localisées dans un environnement ouvert, cette thèse s’intéresse sur les exploitations dans un environnement urbain. Pour cet objectif, la méthodologie RTK est appliquée, qui est principalement basée sur les caractéristiques que les erreurs sur les mesures pseudoranges et phases sont corrélées spatialement. De plus, cette thèse profite de la double GNSS constellation, GPS et GLONASS, pour renforcer la solution de position et l’utilisation fiable des mesures carrier phases. Enfin, un low-cost MEMS est aussi intégré pour compenser des désavantages de GNSS dans un milieu urbain. A propos des mesures phases, une version modifiée de Partial-IAR (Partial Ambiguity Resolution) est proposée afin de faire comporter de la façon la plus fiable possible les mesures phases comme les pseudoranges. Par ailleurs, les glissements de cycle sont plus fréquents dans un milieu urbain, qui introduisent des discontinuités des mesures phases. Un nouveau mécanisme pour détecter et corriger les glissements de cycle est du coup mise en place, pour bénéficier de la haute précision des mesures phases. Des tests basés sur les données collectées autour de Toulouse sont faits pour montrer la performance
Nowadays, stand-alone Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning accuracy is not sufficient for a growing number of land users. Sub-meter or even centimeter accuracy is becoming more and more crucial in many applications. Especially for navigating rovers in the urban environment, final positioning accuracy can be worse as the dramatically lack and contaminations of GNSS measurements. To achieve a more accurate positioning, the GNSS carrier phase measurements appear mandatory. These measurements have a tracking error more precise by a factor of a hundred than the usual code pseudorange measurements. However, they are also less robust and include a so-called integer ambiguity that prevents them to be used directly for positioning. While carrier phase measurements are widely used in applications located in open environments, this thesis focuses on trying to use them in a much more challenging urban environment. To do so, Real Time-Kinematic (RTK) methodology is used, which is taking advantage on the spatially correlated property of most code and carrier phase measurements errors. Besides, the thesis also tries to take advantage of a dual GNSS constellation, GPS and GLONASS, to strengthen the position solution and the reliable use of carrier phase measurements. Finally, to make up the disadvantages of GNSS in urban areas, a low-cost MEMS is also integrated to the final solution. Regarding the use of carrier phase measurements, a modified version of Partial Integer Ambiguity Resolution (Partial-IAR) is proposed to convert as reliably as possible carrier phase measurements into absolute pseudoranges. Moreover, carrier phase Cycle Slip (CS) being quite frequent in urban areas, thus creating discontinuities of the measured carrier phases, a new detection and repair mechanism of CSs is proposed to continuously benefit from the high precision of carrier phases. Finally, tests based on real data collected around Toulouse are used to test the performance of the whole methodology
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Harrou, Fouzi. "Détection d'anomalies en présence de paramètres de nuisance bornés." Troyes, 2010. http://www.theses.fr/2010TROY0002.

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Abstract:
Dans le cadre de la détection d’anomalies à base de modèles dans des systèmes complexes, les anomalies à détecter sont souvent associées à des paramètres de nuisances qui sont indésirables mais physiquement inévitables. En absence d'informations a priori fiables et précises sur la valeur de ces paramètres de nuisance, leur élimination devient nécessaire, ce qui peut considérablement diminuer les performances de la procédure de détection et même rendre indétectables certaines anomalies. Dans de nombreux cas, la nature physique des paramètres de nuisance est connue, ce qui permet de fixer des bornes sur les valeurs prises par ces paramètres. Dans cette thèse, on a étudié d'un point de vue statistique les problèmes de la détection d'anomalies dans un système linéaire en présence de paramètres de nuisance bornés. On a proposé une méthodologie statistique du rapport de vraisemblance généralisé avec contraintes permettant de prendre en compte des paramètres de nuisance bornés. Les propriétés statistiques de la méthode proposée ont été étudiées. On a montré que la prise en compte des informations de bornes dont on dispose sur les paramètres de nuisance permet d'améliorer la détection d'anomalies par rapport au test optimal UPPC invariant. Des applications au contrôle d’intégrité des systèmes de localisation GPS sont exposées dans le cas de la navigation ferroviaire. Enfin, les développements théoriques proposés dans cette thèse permettent la détection de mesures d'ozone anormales au moyen d'un réseau régionale de surveillance
Anomaly detection is addressed within a statistical framework. Often the statistical model is composed of two types of parameters: the informative parameters and the nuisance ones. The nuisance parameters are of no interest for detection but they are necessary to complete the model. In the case of unknown, non-random and non-bounded nuisance parameters, their elimination is unavoidable. Unfortunately, this can lead to a serious degradation of the detector capacity because some anomalies are masked by nuisance parameters. Nevertheless, in many cases, the physical nature of nuisance parameter is known, and this may allow set bounds to the values taken by this parameter. In this work, the problem of anomaly detection with bounded nuisance parameters has been addressed from the statistical point of view in the context of linear model. The con-strained generalized likelihood ratio test has been studied. It has been shown that the performances of anomaly detector can be drastically improved by taking into account the lower and upper bounds, naturally imposed on the nuisance parameters. Some applications to integrity control of GPS positioning systems are developed in fields of train navigation. Finally, the detection of abnormal ozone measurements by using a regional ozone surveillance network has been used to illustrate the theoretical findings and to show the relevance of the proposed method
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Vervisch-Picois, Alexandre. "Etude de systèmes de positionnement en intérieur utilisant des mesures de phase du code ou de phase de la porteuse de signaux de navigation par satellites." Phd thesis, Institut National des Télécommunications, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00626177.

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Abstract:
La thèse propose l'étude de systèmes de constellations locales permettant le positionnement dans des milieux difficiles. Dans ce contexte, il apparaît que les trajets indirects perturbent la mesure du temps de propagation entre l'antenne de l'émetteur et l'antenne du récepteur. L'éblouissement entre les signaux, phénomène d'interférence du CDMA, est exacerbé à cause des distances courtes et des variations de puissance de réception. La thèse apporte des réponses à ces deux problématiques. Pour les trajets indirects nous proposons d'utiliser les mesures de phase de la porteuse qui y sont moins sensibles. Il faut alors solutionner le problème de l'ambiguïté entière sur ces mesures. Une méthode le permet sans avoir recours à une technique différentielle en utilisant une boucle de poursuite insensible aux trajets indirects : la SMICL. Pour l'éblouissement, nous avons développé trois approches. L'une d'elle utilise les séquences de longueurs maximales et permet de réduire notablement son importance. Une deuxième méthode, baptisé Technique de la Double Emission (TDE), permet de supprimer intégralement ces interférences pour une paire d'émetteurs lorsque leurs Doppler respectifs sont égaux. Nous avons étudié le cas où les Doppler sont différents et mis au point une version améliorée de la TDE, la TDE étendue à la porteuse, qui permet de supprimer les influences du Doppler. Nous avons également montré que cette dernière peut s'appliquer à un émetteur fixe en présence d'une constellation de satellites. Une troisième méthode, appelée TDE maximale, utilise à nouveau une séquence de longueur maximale pour étendre la méthode TDE au cas de plusieurs émetteurs en présence.
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Vervisch-Picois, Alexandre. "Etude de systèmes de positionnement en intérieur utilisant des mesures de phase du code ou de phase de la porteuse de signaux de navigation par satellites." Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2010. http://www.theses.fr/2010TELE0012.

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Abstract:
La thèse propose l’étude de systèmes de constellations locales permettant le positionnement dans des milieux difficiles. Dans ce contexte, il apparaît que les trajets indirects perturbent la mesure du temps de propagation entre l’antenne de l’émetteur et l’antenne du récepteur. L’éblouissement entre les signaux, phénomène d’interférence du CDMA, est exacerbé à cause des distances courtes et des variations de puissance de réception. La thèse apporte des réponses à ces deux problématiques. Pour les trajets indirects nous proposons d’utiliser les mesures de phase de la porteuse qui y sont moins sensibles. Il faut alors solutionner le problème de l’ambiguïté entière sur ces mesures. Une méthode le permet sans avoir recours à une technique différentielle en utilisant une boucle de poursuite insensible aux trajets indirects : la SMICL. Pour l’éblouissement, nous avons développé trois approches. L’une d’elle utilise les séquences de longueurs maximales et permet de réduire notablement son importance. Une deuxième méthode, baptisé Technique de la Double Emission (TDE), permet de supprimer intégralement ces interférences pour une paire d’émetteurs lorsque leurs Doppler respectifs sont égaux. Nous avons étudié le cas où les Doppler sont différents et mis au point une version améliorée de la TDE, la TDE étendue à la porteuse, qui permet de supprimer les influences du Doppler. Nous avons également montré que cette dernière peut s’appliquer à un émetteur fixe en présence d’une constellation de satellites. Une troisième méthode, appelée TDE maximale, utilise à nouveau une séquence de longueur maximale pour étendre la méthode TDE au cas de plusieurs émetteurs en présence
The thesis proposes the study of systems of local constellations for positioning indoors.In this context, it appears that indirect paths disturb the measurement of time delay between the transmitter antenna and receiver antenna. The Near-Far problem between signals, a CDMA interference phenomenon, is exacerbated because of the short distances and variations in received power. The thesis provides answers to these two issues.For indirect multipath we propose to use carrier phase measurements. It must then solve the problem of ambiguity on these measurements. A method without carrying out a differential technique is proposed: a tracking loop insensitive to indirect routes: the SMICL. For the Near-Far problem, we have developed three approaches. One approach uses sequences of maximum length and significantly reduces its influence. A second method, called the Double Transmission Technique (DTT), can completely remove the interference for a pair of transmitters when their respective Doppler are equal. We have studied the case where different Doppler and developed an improved version of the DTT, the DTT extended to the carrier, which eliminates the influence of the Doppler. We also showed that this may also be applied to a fixed transmitter in the presence of a constellation of satellites. A third method, called DTT maximum, again uses a maximum length sequence to extend the method to the case DTT in the presence of several transmitters
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Rullan, Lara José Luis. "Conception et implantation embarquée d'un système de localisation en utilisant les signaux radio pour la stabilisation d'un mini drone." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1984.

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Abstract:
Les drones sont des véhicules aériens complexes et difficiles à commander. Malgré les efforts réalisés sur la stabilisation du drone (saturations emboitées et séparées, backstepping, etc), les lois de commande ont toujours été focalisées à stabiliser l'orientation du véhicule et peu de travaux ont portés sur l'estimation de sa position. Des nombreuses approches ont été proposées pour l'estimation de la position, notamment la vision pour les environnements à l'intérieur et le GPS à l'extérieur. Cependant, il reste un grand nombre de difficultés à surmonter pour son application dans les drones. Ce travail s'inscrire dans la recherche d'une solution au problème de positionnement des drones dans des environnements à l'intérieur en utilisant les signaux radio. Étant donné que les mesures réelles sont bruyantes et non directement observables ou mesurables avec les capteurs, l'estimation de la position pose un problème difficile à résoudre. Les algorithmes des k-plus proches voisins, les moindres carrés et le filtre de Kalman ont été testé et validé en temps réels. La validation des schémas de localisation a été faite en vol stationnaire et en vol suivant une ligne. Concernant à la validation en temps réel, j'ai développé un mini hélicoptère à quatre rotors avec une architecture informatique pour l'implantation embarquée des lois de commandes pour son stabilisation ainsi que pour l'implantation des algorithmes de localisation
The Unmanned Aerial Vehicles are complex and difficult dynamic systems to control. In spite of the efforts realized on the stabilization approaches (nested saturation, back-stepping, etc. ), the control laws have been always focused to stabilize the orientation of the vehicle and few works has been developed to estimate its position. Since real measurements are noisy and are not directly observable or measurable from the sensors, the estimation of the position is a difficult problem to resolve. Numerous approaches have been proposed for position’s estimation. In particular, vision and GPS have been explored in indoor and outdoor, respectively. However, there remain many challenges to its application in UAVs. This dissertation presents a solution to the problem of location of UAV indoor using radio signals. The k-nearest neighbor (KNN) algorithm, the least squares algorithm and the Extended Kalman filter have been tested and validated in real time. The performances of the algorithms were validated during hover flight and path following flight of a mini helicopter. In order to validate the algorithms, I developed a mini helicopter with four rotors (quad rotor) with the computer architecture for implementing onboard embedded control laws for its stability and for the implementation of localization tasks
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Tran, Van Lic. "Développement de techniques radio cognitives pour les communications LP-WAN terrestres et satellites." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur, 2024. http://www.theses.fr/2024COAZ4048.

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Abstract:
Cette recherche se concentre sur l'amélioration des communications des réseaux à large bande basse consommation (LP-WAN) en utilisant des technologies de radio cognitive. Plus précisément, elle aborde le défi de la localisation du réseau en utilisant l'indicateur de force du signal reçu (RSSI) des réseaux LoRa, ainsi que l'algorithme ML-MTL proposé, pour améliorer la précision de l'estimation de la position des dispositifs finaux. De plus, cette étude explore l'estimation et l'extension de la couverture LoRaWAN. En ce qui concerne l'estimation de la couverture, elle démontre que la collecte de plusieurs points de données autour de chaque passerelle permet de créer des cartes thermiques de couverture précises grâce à un algorithme d'estimation de la couverture LoRaWAN proposé. Cette approche permet de localiser efficacement les zones où des passerelles supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la fiabilité du réseau. Pour l'extension de la couverture, l'étude se concentre sur l'optimisation de la couverture terrestre des LP-WAN par le biais de stratégies basées sur des relais. En intégrant des techniques de radio cognitive, la recherche vise à étendre la zone de couverture des réseaux LoRa, améliorant à la fois la portée et la fiabilité des services de communication. En termes de communication par satellite, le projet utilise Omnet++ pour simuler la performance et la latence des réseaux LoRa dans un environnement satellite. La simulation évalue la faisabilité de l'utilisation des réseaux LoRa dans les communications par satellite, mettant en évidence son potentiel pour étendre les capacités des LP-WAN aux régions éloignées ou difficiles d'accès par le biais de liaisons satellites. En abordant à la fois les domaines terrestre et satellite, cette recherche adopte une approche globale pour faire progresser les communications LP-WAN. L'intégration des techniques de radio cognitive contribue au développement de systèmes de communication intelligents et adaptatifs qui améliorent l'efficacité, la fiabilité et la couverture dans les environnements LP-WAN terrestres et par satellite
This research focuses on improving Low-Power Wide-Area Network (LP-WAN) communications using cognitive radio technologies. Specifically, it addresses the challenge of network localization by utilizing the Received Signal Strength Indicator (RSSI) from LoRa networks, along with the proposed ML-MTL algorithm, to improve the accuracy of end device position estimation. Additionally, this study explores LoRaWAN coverage estimation and extension. In coverage estimation, it demonstrates that gathering multiple data points around each gateway enables the creation of accurate coverage heat maps using a proposed LoRaWAN coverage estimation algorithm. This approach effectively pinpoints areas where additional gateways are needed to improve network reliability. For coverage extension, the study focuses on optimizing terrestrial LP-WAN coverage through relay-based strategies. By incorporating cognitive radio techniques, the research aims to expand the coverage area of LoRa networks, enhancing both the reach and reliability of communication services. In terms of satellite communication, the project employs Omnet++ to simulate the performance and latency of LoRa networks in a satellite environment. The simulation assesses the feasibility of using LoRa networks in satellite communications, highlighting its potential for extending LP-WAN capabilities to remote or hard-to-reach regions through satellite links. By addressing both terrestrial and satellite domains, this research adopts a comprehensive approach to advancing LP-WAN communications. The integration of cognitive radio techniques contributes to the development of intelligent, adaptive communication systems that enhance efficiency, reliability, and coverage across terrestrial and satellite LP-WAN environments
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Ait, Ighil Mehdi. "Simulateur de canal de propagation basé sur une approche physico-statistique et adapté à la modélisation des multitrajets pour les systèmes de navigation par satellite." Thesis, Toulouse, ISAE, 2013. http://www.theses.fr/2013ESAE0001/document.

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Abstract:
Ce travail de thèse porte sur la modélisation des phénomènes de propagation affectant les signaux de navigation par satellite en environnement urbain dense avec une focalisation particulière sur les multitrajets et l'aspect large bande du canal de propagation espace/Terre. Le simulateur de canal pseudo temps-réel développé, SCHUN (Simplified CHannel for Urban Navigation), repose sur une approche hybride physico-statistique. La composante statistique de la modélisation permet essentiellement de générer une ville virtuelle à partir de distributions de bâtiments connues. Le reste de la modélisation s'appuie sur une approche physique simplifiée où les interactions ondes électromagnétiques/ville virtuelle reposent d'une part sur un modèle de macro-diffusion à l'échelle des façades, (3CM (Three Component Model)), et d'autre part sur un modèle physique de masquage du trajet direct par les bâtiments. Les principales méthodes numériques sous-jacentes sont l'optique physique et la théorie uniforme de la diffraction. Le simulateur de canal SCHUN ouvre aujourd'hui des perspectives intéressantes pour la modélisation large bande du canal de propagation espace/Terre. Optimisé pour des temps de calcul raisonnables, alliant une composante statistique à une composante physique simplifiée, ce simulateur a été conçu et validé par des mesures expérimentales pour répondre à des besoins de simulation des systèmes à diversité de satellite, diversité de réception, diversité de polarisation ou encore diversité de fréquence pour des applications de navigation par satellite
This PhD work deals with land mobile satellite channel modelling and addresses the specific issue of satellite navigation systems in urban environments with a particular focus on multipath modelling and wide-band representation of the channel. The developed land mobile satellite channel simulator, SCHUN (Simplified CHannel for Urban Navigation), is based on a hybrid physical-statistical approach satisfying fast computation requirements. The statistical component of the modelling is mainly used during the virtual city synthesis step based on known statistical distributions of building height and street width. The rest of the modelling comes from deterministic methods using simplified electromagnetic interaction models reproducing building macro-scattering (3CM model (Three Component Model)) and building blockage of the direct path. The main underlying electromagnetic methods are the physical optics and the uniform theory of diffraction. The SCHUN simulator now opens interesting perspectives for the modelling of wide-band land mobile satellite propagation channel in dense urban environments. Optimised for pseudo real-time constraints, it uses both physical and statistical approaches. Furthermore, the SCHUN simulator has been designed and validated against measurements to answer specific needs of satellite diversity, receiving diversity, polarisation diversity or frequency diversity for satellite navigation applications
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Raimondi, Mathieu. "Développement et caractérisation de techniques de réduction d’interférences pulsées pour récepteurs GNSS embarqués." Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000275/.

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Abstract:
Les organismes de standardisation de l'aviation civile (OACI, RTCA, EUROCAE) mènent actuellement des études sur l'utilisation des systèmes de navigation par satellite fournissant une couverture globale, tels GPS ou Galileo, en tant que moyen de navigation embarque unique. L'OACI regroupe l’ensemble de ces systèmes de navigation satellitaires et de leurs systèmes d’augmentation sous la dénomination GNSS. Pour des raisons de sécurité évidentes, les performances des récepteurs GNSS embarques doivent garantir des minima propres à chaque phase de vol et chaque procédure d’approche. Ces exigences de performances sont spécifiées dans les spécifications des performances opérationnelles minimales, documents publiés (ou en cours de publication) par les autorités sus-citées. Le GNSS est en passe d'être amélioré par la diffusion de nouveaux signaux. Parmi eux, les signaux Galileo E5 et GPS L5 devraient permettre l'amélioration du service de navigation par satellite. Cependant, ces signaux seront émis dans une bande déjà utilisée par des systèmes radiofréquences. Il est donc primordial de s'assurer de la possibilité de la coexistence de ces systèmes. Plus particulièrement, il est nécessaire de s'assurer que les récepteurs GNSS embarqués utilisant les signaux sus-cités respectent les exigences de performance. La menace principale au bon fonctionnement des récepteurs GNSS utilisant les signaux E5/L5 a été identifiée comme étant les émissions pulsées des systèmes DME, TACAN, JTIDS et MIDS. Sans moyen de lutte contre ces interférences, les performances des récepteurs GNSS embarqués peuvent être dégradées de manières significatives, empêchant les récepteurs de se conformer aux exigences de sécurité sur l’ensemble du monde, et plus particulièrement sur des ≪ points chauds ≫ ayant été identifies comme les lieux ou l'impact de ces interférences sur lesdits récepteurs est la plus importante. Deux techniques de réduction d’interférences ont été proposées pour lutter contre cette menace, le Blanker temporel et le Frequency Domain Interference Suppressor (FDIS). Le Blanker temporel est une technique de traitement du signal consistant en un test de puissance, relativement simple a mettre en oeuvre et dont la capacité de rejection des interférences a été démontrée suffisante pour assurer les exigences de l’aviation civile dans toutes les phases de vols sur l’ensemble du monde pour les récepteurs GPS et Galileo utilisant respectivement les signaux L5 et E5, dans [Bastide, 2004]. Toutefois, cette technique permet de respecter les exigences avec une marge faible, dans les environnements les plus riches en interférences, autrement dit les « points chauds ». En revanche, le FDIS est une technique de lutte contre les interférences pulsées beaucoup plus exigeante en termes de ressources, puisque basée sur l’excision des interférences dans le domaine fréquentiel. Cependant, elle permet une amélioration sensible des performances du récepteur, et donc une augmentation des marges vis-à-vis des exigences fixées par l'Aviation Civile. Le FDIS a été propose comme une alternative au blanker temporel, mais ses problèmes d'implantation et ses performances n’ont été que peu étudies. La dissertation a pour but de participer a cette étude de performance afin de valider son intérêt. Le plan de la thèse est le suivant : tout d'abord, les signaux de navigation, Galileo E5a/E5b et GPS L5, les interférences pulsées, ainsi que leur impact sur les performances des récepteurs GNSS sont présentes. Ensuite, une description des techniques de suppression d’interférences (blanker temporel, FDIS), leurs caractéristiques théoriques et les dégradations de performances subies par un récepteur GNSS utilisant ces techniques en présence d'interférences pulsées sont présentées. Les conditions dans lesquelles ont été obtenues ces performances, c’est à dire le choix des scenarios joues ainsi que des paramètres observés, ou encore les outils de simulation sont décrits. La conclusion résume l’analyse des performances, les compare aux exigences de l’Aviation Civile, et propose des recommandations pour la conception de récepteurs GNSS embarqués
Civil Aviation standardisation bodies (ICAO, RTCA, EUROCAE) are currently investigating the use of the Global Navigation Satellite System (GNSS) as a stand-alone navigation solution for civil aircraft. For obvious safety reasons, on-board GNSS receivers must guarantee minimum performance requirements in given phases of flights. These requirements, dependent upon the system and signals used, are stated in the Minimum Operational Performance Specification (MOPS), published (or being published) by the corresponding authorities. With that respect, the future use of Galileo E5 and GPS L5 bands has raised, among others, interference issues. Indeed, pre-existent RF systems emit in this band, thus interfering with the E5/L5 signals. The main threat was identified as being DME/TACAN ground beacons pulsed emissions. Without any mitigation capability, these systems can disturb the proper operation of on-board GNSS receivers, preventing them from complying with safety requirements. Two Interference Mitigation Techniques (IMT) have been proposed to fight this threat, the Temporal Blanker and the Frequency Domain Interference Suppressor (FDIS). The Temporal Blanker technique offers a fairly simple implementation and was shown to provide enough benefits to ensure that the specified requirements were met in all phases of flight for a GPS L5 or Galileo E5 receiver. However, it was also demonstrated that the resulting performances were meeting the requirements by only a small margin on the worst DME/TACAN interference environment that can be found in Europe and USA, so called the European and USA “hot spots”. In contrast, the FDIS is a more demanding mitigation technique against pulsed interference in terms of required resources but improves the performances of the receiver, thus allowing larger margins with respect to the civil aviation requirements. The core of the study is the analysis of the performances of GNSS receivers using FDIS as IMT. The dissertation architecture is the following: first, the navigation signals, Galileo E5a/E5b and GPS L5, as long as the interferences that constitute a threat for GNSS navigation and their impact on GNSS receivers operations are presented. Then, a description of the studied IMTs (Temporal Blanker, FDIS), their theoretical characteristics and the theoretical derivations of the post-correlation C/N0 degradation suffered by a receiver using these techniques in presence of pulsed interference are depicted. Afterwards, all the results obtained concerning the IMTs performance assessments are presented. Firstly, the Figures Of Merit chosen to analyze the performance of both techniques are presented and their choice is motivated. Then, the chosen interference and signal scenarios, along with the simulation tools and means are finely detailed. Finally, a confrontation of Temporal Blanker and FDIS performances is given using the previously described FOMs. The conclusion summarizes the performances analysis, compares them to - 6 - civil aviation performances requirements, and proposes recommendations for on-board GNSS receivers design
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Wan, Tao. "Modélisation et implémentation de systèmes OLAP pour des objets mobiles." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2007. http://www.theses.fr/2007VERS0001.

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Abstract:
Le développement considérable des techniques de géo localisation et des périphériques mobiles mène à une profusion de bases d'objet: mobiles et soulève la question de l'exploitation pour l'aide à la décision. Si les systèmes conventionnels d'analyse en ligne (OLAP) sont utilisés efficacement dans l'analyse des données basées sur la modélisation multidimensionnelle, ils ne sont pas adaptés aux bases d'objets mobiles. Ces objets possèdent outre les attributs descriptifs, une trajectoire variant continuellement dans des dimensions spatiales et temporelles. Dans cette étude, nous nous focalisons sur le problème de l'entreposage de tels objets. Ses contributions sont. , (1) deux modèles multidimensionnels permettant l'exploration analytique de tels objets en ligne; l'un offre une implémentation aisée, tandis que l'autre fournit un pouvoir d'expression puissant. (2) une implémentation optimisée afin de répondre efficacement aux requêtes de type d'agrégation par intervalle dans le contexte de systèmes OLAP
The rapid growth of gao-location techniques and mobile devices led to the profusion of Mobile Objects databases. This raises a new issu concerning their use for decision support. While conventional On-Line Analytical Processing (OLAP) systems are efficiently used in data analysi&tI:\aOks to their multidimensional modelling, they are not adapted to MOs which consider information that evolves continuously over time (e. G. , position). Ln this study, we focus on the problem of data warehousing such objects. The contributions are: (1) two multidimensional models allowing their on-line analytical processing; one offers a well-to-do implementation, whereas the other one supplies a powerful representation; (2) an optimized implementation dedicated to answer efficiently typical spatiotemporal OLAP queries in context of OLAP systems
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Sierro, Mercedes Clemente. "Modélisation et correction des effets ionosphériques sur les signaux GNSS." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2036.

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Abstract:
La propagation des ondes électromagnétiques dans l’ionosphère est influencée par le nombre d’électrons libres présent le long du trajet de propagation, représenté par le contenu électronique total (CET). La conception des signaux GPS, basée sur l’utilisation de deux fréquences porteuses, permet de corriger l’erreur ionosphérique au premier ordre, ce qui conduit à une élimination de plus de 99% du retard ionosphérique. Dans une première partie de ce travail on montre que pour des applications où une précision plus importante est attendue, l’élimination des ordres supérieurs s’avère nécessaire, car ils peuvent induire une erreur de plusieurs centimètres sur l’estimation de la distance satellite-récepteur. Pour diminuer cette erreur, on propose un modèle de correction, applicable aux systèmes bi-fréquence actuels ainsi qu’aux futurs systèmes tri-fréquence. Dans une deuxième partie du travail, on analyse l’utilisation de trois fréquences pour le système GPS et le futur système Galileo, ainsi que la précision des codes de ce dernier. Les premiers résultats obtenus à partir des mesures des signaux Giove-A montrent que le bruit de mesure d’un système tri-fréquence ne permet pas l’estimation en temps réel de l’effet des termes d’ordre supérieur. La correction de ces termes doit donc s’effectuer par l’utilisation d’un modèle. Finalement, on réalise une évaluation des effets de la correction du terme ionosphérique du deuxième ordre en suivant une stratégie basée sur le Positionnement Ponctuel Précis (PPP) en configuration mono-station ainsi qu’une autre stratégie basée sur le traitement GPS en réseau. Les différences observées sur l’estimation de la position et sur le retard troposphérique sont abordées de façon approfondie lors de perturbations ionosphériques présentant de forts CET. Une interprétation des résultats est présentée en fonction de la stratégie utilisée pour l’obtention de la solution en réseau
Electromagnetic wave propagation in the ionosphere is influenced by the number of free electrons present along the propagation path and represented by the Total Electron Content (TEC). GPS signals based on the use of two carrier frequencies enable one to reduce the ionospheric error to the first order, which implies an elimination of more than 99% of the ionospheric delay. Firstly we show in this work that for applications in which better precision is awaited, the elimination of higher order; proves to be necessary, because they can induce an error of several centimeters. To mitigate this error, we propose a correction model, applicable to current dual frequency systems as well as to triple frequency systems. Secondly, we analyze the use of three frequencies for the future GPS and Galileo systems, as well as the precision of the codes of the last one. First results obtained from Giove-A signals measurements show that the estimate of higher ionospheric terms is not possible in real time in a triple-frequency system due to the measurement noise. The model correction of the higher order terms is thus still appropriate. Finally, we evaluate the effects of the second-order term correction considering both Precise Point Positioning (PPP) in a single-station configuration and in the processing of data from a network of GPS receivers. In all cases we have taken into consideration ionospheric storm situations presenting very strong TEC values. Observed differences on position and tropospheric delay are carefully analyzed and the results are interpreted according to the strategy adopted for the processing of network data
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Jacquemin, Baptiste. "Architectures pour la mobilité et la qualité de service dans les systèmes satellites DVB-S2/RCS." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00509147.

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Abstract:
Nos travaux de thèse ont pour objectif la conception, la mise en Suvre et l'évaluation d'architectures pour la mobilité et la qualité de service (QoS) dans des systèmes satellites DVB-S2/RCS. Ces systèmes peuvent constituer une solution alternative efficace aux réseaux terrestres dans des zones reculées à faible densité de population mais ils doivent pour cela offrir les mêmes services tout en tenant compte de leurs caractéristiques spécifiques, en particulier leur long délai de transmission qui peut s'avérer problématique dans le cadre d'applications multimédias interactives. Notre première contribution a donc été de développer une architecture de QoS adaptée à ce type d'applications, utilisant le modèle DiffServ et se basant essentiellement sur l'interaction entre l'architecture liée au protocole d'initiation de session SIP et différentes entités du système satellite. La QoS peut alors être configurée de façon précise au niveau des STs, par le biais de l'outil TC, en analysant les descripteurs de session SDP compris dans les messages SIP et en déduisant leurs caractéristiques (débit, gigue max, délai max, etc...) soit localement si elles sont connues, soit à partir d'un service Web que nous avons développé. Nous avons ensuite proposé et développé une solution de mobilité basée sur SIP, adaptée au système satellite ainsi qu'à la solution de QoS précédemment décrite. Les performances de cette solution ont alors été comparées, en termes de temps d'interruption et de consommation de ressources, avec celles obtenues par Mobile IPv6 et certaines de ses extensions, démontrant ainsi de réelles améliorations pour le cas des applications multimédias interactives. Enfin, notre dernière contribution a été de développer deux architectures couplant QoS et mobilité, une spécifiquement conçue pour les applications interactives et basée sur la combinaison de notre solution de mobilité SIP avec notre architecture de QoS SIP et une autre basée sur Mobile IPv6 ou FMI Pv6 et sur l'interaction d'un QoS Agent mobile avec les entités de QoS du système satellite. Ces architectures ont été évaluées et comparées sur la plateforme d'émulation PLATINE développée dans le cadre du projet SATSIX.
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Benoist, Clément. "Apport de la prise en compte de la dépendance spatiotemporelle des séries temporelles de positions GNSS à l'estimation d'un système de référence." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEO011.

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Abstract:
Tout positionnement global précis nécessite un repère de référence tel le repère international de référence terrestre (ITRF). La détermination de l’ITRF s’appuie sur des séries temporelles de positions d’instruments géodésiques, en particulier des stations GNSS permanentes. Les séries temporelles de positions de stations GNSS sont corrélées temporellement et spatialement. De nombreuses études ont caractérisé la dépendance temporelle de ces séries et son impact sur la détermination de repères de référence. En revanche, les corrélations spatiales (entre stations proches) des séries GNSS n’ont jusqu’à présent jamais été prises en compte dans le calcul de repères de référence. L’objectif de cette thèse est donc de proposer une méthodologie pour la prise en compte de ces corrélations spatiales et d’évaluer son apport.Les dépendances spatiales entre les séries de 195 stations GNSS sont tout d’abord évaluées à l’aide de variogrammes empiriques confirmant l’existence de corrélations jusqu’à des distances d’environ 5000 km. Des modèles de covariance exponentielle ne dépendant que de la distance inter-stations sont ajustés sur ces variogrammes empiriques.Une méthodologie basée sur un filtre de Kalman est ensuite développée pour prendre en compte les dépendances spatiales des séries GNSS dans le calcul d’un repère de référence. Trois modèles de dépendance spatiale sont proposés : un modèle ne tenant pas compte de la dépendance spatiale (cas actuel du calcul de l’ITRF), un modèle basé sur les covariances empiriques entre séries de différentes stations, et un modèle basé sur les fonctions de covariance exponentielle mentionnées ci-dessus. Ces différents modèles sont appliqués à trois jeux tests d’une dizaine de stations chacun situés en Europe, aux Caraïbes et sur la côte est des États-Unis. Les trois modèles sont évalués à l’aune d’un critère de validation croisée, c’est-à-dire sur leur capacité à prédire les positions des stations en l’absence de données. Les résultats sur les jeux tests d’Europe et des États-Unis montrent une amélioration considérable de cette capacité prédictive lorsque la dépendance spatiale des séries est prise en compte. Cette amélioration est maximale lorsque le modèle de covariance exponentielle est utilisé. L’amélioration est nettement moindre, mais toujours présente sur le jeu test des Caraïbes.Les trois modèles sont également évalués sur leur capacité à déterminer des vitesses de déplacement exactes à partir de séries temporelles de positions courtes. L’impact de la prise en compte de la dépendance spatiale des séries sur l’exactitude des vitesses estimées est significatif. Comme précédemment, l’amélioration est maximale lorsque le modèle de covariance exponentielle est utilisé.Cette thèse démontre ainsi l’intérêt de la prise en compte des dépendances spatiales entre séries GNSS pour la détermination de repères de référence. La méthodologie développée pourra être utilisée pour le calcul de futures versions de l’ITRF
Any global and precise positioning requires a reference frame such as the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). The determination of the ITRF relies on the position time series of various geodetic instruments, including in particular permanent GNSS stations. GNSS station position time series are known to be temporally and spatially correlated. Many authors have studied the temporal dependency of GNSS time series and its impact on the determination of terrestrial reference frames. On the other hand, the spatial correlations (i.e., between nearby stations) of GNSS time series have so far never been taken into account in the computation of terrestrial reference frames. The objective of this thesis is therefore to develop a methodology to account for the spatial correlations of GNSS time series, and evaluate its benefits.The spatial dependencies between the position time series of 195 GNSS stations are first evaluated by means of empirical variograms, which confirm the existence of correlations up to distances of about 5000 km. Exponential covariance models, depending only on the distance between stations, are adjusted to these empirical variograms.A methodology based on a Kalman filter is then developed to take into account the spatial dependencies of GNSS time series in the computation of a terrestrial reference frame. Three models of spatial dependency are proposed: a model which does not account for the spatial dependency between GNSS time series (current case of the ITRF computation), a model based on the empirical covariances between the time series of different stations, and a model based on the exponential covariance functions mentioned above.These different models are applied to three test cases of ten stations each, located in Europe, in the Caribbean, and along the east coast of the US. The three models are evaluated with regard to a cross-validation criterion, i.e., on their capacity to predict station positions in the absence of observations. The results obtained with the Europe and US test cases demonstrate a significant improvement of this predictive capacity when the spatial dependency of the series is taken into account. This improvement is highest when the exponential covariance model is used. The improvement is much lower, but still present with the Caribbean test case.The three models are also evaluated with regard to their capacity to determine accurate station velocities from short position time series. The impact of accounting for the spatial dependency between series on the accuracy of the estimated velocities is again significant. Like previously, the improvement is highest when the exponential covariance model is used.This thesis thus demonstrates the interest of accounting for the spatial dependency of GNSS station position time series in the determination of terrestrial reference frames. The developed methodology could be used in the computation of future ITRF versions
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Traore, Moussa. "Privacy-preserving and secure location authentication." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2015. http://oatao.univ-toulouse.fr/14595/1/traore.pdf.

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Abstract:
With the advent of Location-Based-Systems, positioning systems must face new security requirements: how to guarantee the authenticity of the geographical positon announced by a user before granting him access to location-restricted! resources. In this thesis, we are interested in the study of ! security ! protocols that can ensure autheniticity of the position announced by a user without the prior availability of any form of trusted architecture. A first result of our study is the proposal for a distance-bounding protocol based on asymmetric cryptography which allows a node knowing a public key to authenticate the holder of the associated private key, while establishing confidence in the distance between them. The distance measurement procedure is sufficently secure to resist to well-known attacks such as relay attacks, distance-, mafia- and terrorist-attacks. We then use such distance-bounding protocol to define an architecture for gathering privacy friendly location proofs. We define a location proof as a digital certificate attesting of presence of an individual at a location at a given time. The privacy properties we garanty through the use of our system are: the anonymity of users, un-linkability of their actions within the system and a strong binding between each user ! and the localization proof it is associated. on last property of our system is the possibility to use the same location proof to demonstrate different granularity of the associated position.
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La, Tosa Vincenzo. "Ultra Wideband multipath exploitation for anchor-less localization and indoor environment characterization." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S194.

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Abstract:
Dans le contexte générale des réseaux de capteurs, cette thèse présente des algorithmes exploitant la diversité multitrajet des signaux Ultra Large Bande reçus afin de déterminer conjointement la position des noeuds radio au sein d'une pièce et de caractériser cette dernières, sans infrastructure préalable. En accord avec une approche à complexité croissante, un scénario de plus en plus réaliste est adopté tout au long du travail (e. G. On part d'une pièce carrée avec des noeuds statiques et on termine avec une pièce rectangulaire où les noeuds sont mobiles). Les performances des algorithmes ont été évaluées par simulation numérique et permettent de conclure que l'estimation de la dimension principale de la pièce est assez fiable, alors que les coordonnées des noeuds restent affectées par une dispersion significative. Ces résultats sont d'autant plus intéressants qu'ils ont été obtenus avec des antennes existantes et, pour certains, dans le cadre du standard IEEE 802. 15. 4a
In the context of Wireless Sensor Networks (WSNs), this thesis presents some algorithms exploiting the multipath diversity of received Impulse Radio - Ultra Wide Band (IR-UWB) signals for joint anchor-less localization and environment characterization, relying on standard communications. According to the stated problem, the proposed algorithms only involve Single Input Single Output (SISO) links and two communicating nodes. The multipath scenario is addressed with increasing complexity (e. G. From static nodes in a square room to mobile nodes in a rectangular room). For different algorithms, estimation performance is assessed through simulations, highlighting a globally low errors for the estimation of the main room dimension, whereas estimated nodes coordinates can be affected by a significant dispersion. These performances are all the more interesting that they are obtained considering realistic antennas and, in the last part of the work, in the frame of the IEEE 802. 15. 4a standard
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Debèse, Nathalie. "Recalage de la navigation par apprentissage sur les données bathymètriques." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD538.

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Abstract:
L'utilisation d'un sondeur multifaisceaux dans la cartographie des fonds marins souligne l'insuffisance d'une correction de la navigation à l'estime basée uniquement sur l'introduction d'un positionnement par satellite. La fiabilité des cartes bathymétriques nécessite la correction des décalages entre les différentes observations que l'on réalise d'une même zone géographique à chaque passage du navire. L'automatisation de la correction des points navigation s'impose pour réduire le temps passé par les cartographes pour effectuer cette opération, pour obtenir des cartes précises, et enfin pour enrichir les campagnes existantes des données nouvellement acquises. Le problème du recalage se ramène à la recherche d'une isométrie permettant de passer d'une famille de courbes planes à une autre famille dont les paramètres sont estimées à partir de données discrètes, incertaines et entachées d'erreurs. Une modélisation des incertitudes dans un système de voisinage a été introduite dans un test du rapport de vraisemblance pour dégager une classe de transformations admissibles de recalage. Une représentation topographique par un modèle numérique de terrain (facettes triangulaires) permet alors de préciser la correction. Les études de cas proposées montrent que la procédure ainsi élaborée est efficace.
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Tao, Zui. "Autonomous road vehicles localization using satellites, lane markings and vision." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2261/document.

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Abstract:
L'estimation de la pose (position et l'attitude) en temps réel est une fonction clé pour les véhicules autonomes routiers. Cette thèse vise à étudier des systèmes de localisation pour ces véhicules en utilisant des capteurs automobiles à faible coût. Trois types de capteurs sont considérés : des capteurs à l'estime qui existent déjà dans les automobiles modernes, des récepteurs GNSS mono-fréquence avec antenne patch et une caméra de détection de la voie regardant vers l’avant. Les cartes très précises sont également des composants clés pour la navigation des véhicules autonomes. Dans ce travail, une carte de marquage de voies avec une précision de l’ordre du décimètre est considérée. Le problème de la localisation est étudié dans un repère de travail local Est-Nord-Haut. En effet, les sorties du système de localisation sont utilisées en temps réel comme entrées dans un planificateur de trajectoire et un contrôleur de mouvement pour faire en sorte qu’un véhicule soit capable d'évoluer au volant de façon autonome à faible vitesse avec personne à bord. Ceci permet de développer des applications de voiturier autonome aussi appelées « valet de parking ». L'utilisation d'une caméra de détection de voie rend possible l’exploitation des informations de marquage de voie stockées dans une carte géoréférencée. Un module de détection de marquage détecte la voie hôte du véhicule et fournit la distance latérale entre le marquage de voie détecté et le véhicule. La caméra est également capable d'identifier le type des marquages détectés au sol (par exemple, de type continu ou pointillé). Comme la caméra donne des mesures relatives, une étape importante consiste à relier les mesures à l'état du véhicule. Un modèle d'observation raffiné de la caméra est proposé. Il exprime les mesures métriques de la caméra en fonction du vecteur d'état du véhicule et des paramètres des marquages au sol détectés. Cependant, l'utilisation seule d'une caméra a des limites. Par exemple, les marquages des voies peuvent être absents dans certaines parties de la zone de navigation et la caméra ne parvient pas toujours à détecter les marquages au sol, en particulier, dans les zones d’intersection. Un récepteur GNSS, qui est obligatoire pour le démarrage à froid, peut également être utilisé en continu dans le système de localisation multi-capteur du fait qu’il permet de compenser la dérive de l’estime. Les erreurs de positionnement GNSS ne peuvent pas être modélisées simplement comme des bruits blancs, en particulier avec des récepteurs mono-fréquence à faible coût travaillant de manière autonome, en raison des perturbations atmosphériques sur les signaux des satellites et les erreurs d’orbites. Un récepteur GNSS peut également être affecté par de fortes perturbations locales qui sont principalement dues aux multi-trajets. Cette thèse étudie des modèles formeurs de biais d’erreur GNSS qui sont utilisés dans le solveur de localisation en augmentant le vecteur d'état. Une variation brutale due à multi-trajet est considérée comme une valeur aberrante qui doit être rejetée par le filtre. Selon le flux d'informations entre le récepteur GNSS et les autres composants du système de localisation, les architectures de fusion de données sont communément appelées « couplage lâche » (positions et vitesses GNSS) ou « couplage serré » (pseudo-distance et Doppler sur les satellites en vue). Cette thèse étudie les deux approches. En particulier, une approche invariante selon la route est proposée pour gérer une modélisation raffinée de l'erreur GNSS dans l'approche par couplage lâche puisque la caméra ne peut améliorer la performance de localisation que dans la direction latérale de la route
Estimating the pose (position and attitude) in real-time is a key function for road autonomous vehicles. This thesis aims at studying vehicle localization performance using low cost automotive sensors. Three kinds of sensors are considered : dead reckoning (DR) sensors that already exist in modern vehicles, mono-frequency GNSS (Global navigation satellite system) receivers with patch antennas and a frontlooking lane detection camera. Highly accurate maps enhanced with road features are also key components for autonomous vehicle navigation. In this work, a lane marking map with decimeter-level accuracy is considered. The localization problem is studied in a local East-North-Up (ENU) working frame. Indeed, the localization outputs are used in real-time as inputs to a path planner and a motion generator to make a valet vehicle able to drive autonomously at low speed with nobody on-board the car. The use of a lane detection camera makes possible to exploit lane marking information stored in the georeferenced map. A lane marking detection module detects the vehicle’s host lane and provides the lateral distance between the detected lane marking and the vehicle. The camera is also able to identify the type of the detected lane markings (e.g., solid or dashed). Since the camera gives relative measurements, the important step is to link the measures with the vehicle’s state. A refined camera observation model is proposed. It expresses the camera metric measurements as a function of the vehicle’s state vector and the parameters of the detected lane markings. However, the use of a camera alone has some limitations. For example, lane markings can be missing in some parts of the navigation area and the camera sometimes fails to detect the lane markings in particular at cross-roads. GNSS, which is mandatory for cold start initialization, can be used also continuously in the multi-sensor localization system as done often when GNSS compensates for the DR drift. GNSS positioning errors can’t be modeled as white noises in particular with low cost mono-frequency receivers working in a standalone way, due to the unknown delays when the satellites signals cross the atmosphere and real-time satellites orbits errors. GNSS can also be affected by strong biases which are mainly due to multipath effect. This thesis studies GNSS biases shaping models that are used in the localization solver by augmenting the state vector. An abrupt bias due to multipath is seen as an outlier that has to be rejected by the filter. Depending on the information flows between the GNSS receiver and the other components of the localization system, data-fusion architectures are commonly referred to as loosely coupled (GNSS fixes and velocities) and tightly coupled (raw pseudoranges and Dopplers for the satellites in view). This thesis investigates both approaches. In particular, a road-invariant approach is proposed to handle a refined modeling of the GNSS error in the loosely coupled approach since the camera can only improve the localization performance in the lateral direction of the road. Finally, this research discusses some map-matching issues for instance when the uncertainty domain of the vehicle state becomes large if the camera is blind. It is challenging in this case to distinguish between different lanes when the camera retrieves lane marking measurements.As many outdoor experiments have been carried out with equipped vehicles, every problem addressed in this thesis is evaluated with real data. The different studied approaches that perform the data fusion of DR, GNSS, camera and lane marking map are compared and several conclusions are drawn on the fusion architecture choice
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Bin, Ahmad Khairol Amali. "Surveillance de la fiabilité du positionnement par satellite (GNSS) pour les applications de véhicules terrestres dans les milieux urbains." Thesis, Toulouse, ISAE, 2015. http://www.theses.fr/2015ESAE0007/document.

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Abstract:
Cette thèse porte sur les défis en matière de surveillance de la fiabilité de la navigation par GNSS pour les applications de véhicules terrestres dans les milieux urbains. L'objectif principal de cette recherche est de développer des méthodes de positionnement avec confiance en utilisant des mesures GNSS et des mesures de confiance pour l'utilisateur dans des environnements urbains contraintes. Dans la première partie de la thèse, les erreurs NLOS en milieu urbain sont caractérisées par un modèle 3D de l'environnement urbain. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons proposé une technique de surveillance de la fiabilité dans le domaine des mesures GNSS pour l'environnement urbain en utilisant un capteur de vitesse fiable. Enfin, nous avons développé une nouvelle expérimentale de surveillance de l'intégrité pour le positionnement en milieu urbain. En surveillant de la statistique de test contre un seuil spécifique, l'intégrité et la continuité de positionnement sont fixés à un certain niveau de confiance. En outre, le calcul de niveau de protection horizontale (HPL) en utilisant une approche composite a également été proposé
This thesis addresses the challenges in reliability monitoring of GNSS aided navigation for land vehicle applications in urban environments. The main objective of this research is to develop methods of trusted positioning using GNSS measurements and confidence measures for the user in constrained urban environments. In the first part of the thesis, the NLOS errors in urban settings are characterized by means of a 3D model of the urban surrounding. For the second part of the thesis, the work proposes a reliability monitoring technique in the range domain for urban environ ment using a trusted velocity sensor. Finally, the research developed a novel experimental scheme in integrity monitoring for positioning in urban environment. By monitoring the test statistic against a specific threshold, the positioning integrity and continuity are met at a certain level of confidence. In addition, the Horizontal Protection Level (HPL) computation using a composite approach has also been proposed
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Lassoued, Khaoula. "Localisation de robots mobiles en coopération mutuelle par observation d'état distribuée." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2289/document.

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Abstract:
On étudie dans cette thèse des méthodes de localisation coopérative de robots mobiles sans utilisation de mesures extéroceptives relatives, comme des angles ou des distances entre robots. Les systèmes de localisation considérés sont basés sur des mesures de radionavigation sur des balises fixes ou des satellites. Pour ces systèmes, on observe en général un écart entre la position observée et la position réelle. Cet écart systématique (appelé biais) peut être dû à une mauvaise position de la balise ou à une différence entre la propagation réelles des ondes électromagnétiques par rapport aux conditions standard utilisées pour établir les modèles d’observation. L’influence de ce biais sur la localisation des robots est non négligeable. La coopération et l’échange de données entre les robots (estimations des biais, estimations des positions et données proprioceptives) est une approche qui permet de corriger ces erreurs systématiques. La localisation coopérative par échange des estimations est sujette aux problèmes de consanguinité des données qui peuvent engendrer des résultats erronés, en particulier trop confiants. Lorsque les estimations sont utilisées pour la navigation autonome à l’approche, on doit éviter tout risque de collision qui peut mettre en jeu la sécurité des robots et des personnes aux alentours. On doit donc avoir recours à un mécanisme d’intégrité vérifiant que l’erreur commise reste inférieure à une erreur maximale tolérable pour la mission. Dans un tel contexte, il est nécessaire de caractériser des domaines de confiance fiables contenant les positions des robots mobiles avec une forte probabilité. L’utilisation des méthodes ensemblistes à erreurs bornées est considérée alors comme une solution efficace. En effet, ce type d’approche résout naturellement le problème de consanguinité des données et fournit des domaines de confiance fiables. De surcroît, l’utilisation de modèles non-linéaires ne pose aucun problème de linéarisation. Après avoir modélisé un système coopératif de nr robots avec des mesures biaisées sur des balises, une étude d’observabilité est conduite. Deux cas sont considérés selon la nature des mesures brutes des observations. En outre, des conditions d’observabilité sont démontrées. Un algorithme ensembliste de localisation coopérative est ensuite présenté. Les méthodes considérées sont basées sur la propagation de contraintes sur des intervalles et l’inversion ensembliste. La coopération est effectuée grâce au partage des positions estimées, des biais estimés et des mesures proprioceptives.L’échange des estimations de biais permet de réduire les incertitudes sur les positions des robots. Dans un cadre d’étude simple, la faisabilité de l’algorithme est évaluée grâce à des simulations de mesures de distances sur balises en utilisant plusieurs robots. La coopération est comparée aux méthodes non coopératives. L’algorithme coopératif ensembliste est ensuite testé sur des données réelles en utilisant deux véhicules. Les performances de la méthode ensembliste coopérative sont enfin comparées avec deux méthodes Bayésiennes séquentielles, notamment une avec fusion par intersection de covariance. La comparaison est conduite en termes d’exactitude et d’incertitude
In this work, we study some cooperative localization issues for mobile robotic systems that interact with each other without using relative measurements (e.g. bearing and relative distances). The considered localization technologies are based on beacons or satellites that provide radio-navigation measurements. Such systems often lead to offsets between real and observed positions. These systematic offsets (i.e, biases) are often due to inaccurate beacon positions, or differences between the real electromagnetic waves propagation and the observation models. The impact of these biases on robots localization should not be neglected. Cooperation and data exchange (estimates of biases, estimates of positions and proprioceptive measurements) reduce significantly systematic errors. However, cooperative localization based on sharing estimates is subject to data incest problems (i.e, reuse of identical information in the fusion process) that often lead to over-convergence problems. When position information is used in a safety-critical context (e.g. close navigation of autonomous robots), one should check the consistency of the localization estimates. In this context, we aim at characterizing reliable confidence domains that contain robots positions with high reliability. Hence, set-membership methods are considered as efficient solutions. This kind of approach enables merging adequately the information even when it is reused several time. It also provides reliable domains. Moreover, the use of non-linear models does not require any linearization. The modeling of a cooperative system of nr robots with biased beacons measurements is firstly presented. Then, we perform an observability study. Two cases regarding the localization technology are considered. Observability conditions are identified and demonstrated. We then propose a set-membership method for cooperativelocalization. Cooperation is performed by sharing estimated positions, estimated biases and proprioceptive measurements. Sharing biases estimates allows to reduce the estimation error and the uncertainty of the robots positions. The algorithm feasibility is validated through simulation when the observations are beacons distance measurements with several robots. The cooperation provides better performance compared to a non-cooperative method. Afterwards, the cooperative algorithm based on set-membership method is tested using real data with two experimental vehicles. Finally, we compare the interval method performance with a sequential Bayesian approach based on covariance intersection. Experimental results indicate that the interval approach provides more accurate positions of the vehicles with smaller confidence domains that remain reliable. Indeed, the comparison is performed in terms of accuracy and uncertainty
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Harbaoui, Nesrine. "Diagnostic adaptatif à l'environnement de navigation : apport de l'apprentissage profond pour une localisation sûre et précise." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2022. http://www.theses.fr/2022ULILB041.

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Abstract:
Pour un système de transport terrestre autonome, la capacité de déterminer sa position est essentielle afin de permettre à d'autres fonctions, telles que le contrôle ou la planification de trajectoire, d'être exécutées sans danger. Ainsi, la criticité de ces fonctions génère des exigences importantes en termes de sûreté (intégrité), de disponibilité, de justesse et de précision. Pour les véhicules terrestres, la satisfaction de ces exigences est liée à divers paramètres tels que la dynamique du véhicule, les conditions météorologiques, ou encore le contexte de navigation, qui comprend à la fois l'environnement de fonctionnement et le comportement du véhicule ou de l'utilisateur. Toutes ces circonstances peuvent constituer un obstacle à la réception des signaux des systèmes mondial de positionnement par satellite GNSS Global Navigation Satellite System étant donné que l'environnement détermine le type et la qualité des signaux électromagnétiques disponibles pour le positionnement. Bien que de nombreuses techniques de navigation et de positionnement ont été développées, aucune n'est capable de fournir une position fiable et précise dans tous les contextes. Par conséquent, afin de déployer une fonction de localisation capable de fonctionner dans différents types de contextes, basée sur des capteurs à faible coût, principalement le GNSS et le système de navigation inertielle (IMU), il est nécessaire, dès la phase de conception, de développer des stratégies permettant de résoudre à la fois l'antagonisme de certaines exigences, et l'adaptation au changement d'environnement dynamique. Dans ce contexte, cette thése propose une couche de diagnostique qui s'adapte par des méthodes d'apprentissage profond aux changements du contexte et ajuste le compromis entre les exigences fonctionnelles. Cette couche est integrée dans un formalisme de fusion de données tolérant aux fautes par l'intermédiaire d'une divergence informationnelle, α-Rényi Divergence, connue par sa généralisation d'autres divergences notamment la divergence de Kullback-Leibler, Bhattacharyya distance, .... Dans l'optique de détecter et isoler les défauts des capteurs, cette divergence basée sur la génération des résidus, nous offre la solution de sélectionner le résidu adéquat à chaque situation par la fixation de la valeur du paramètre α par l'apport des technologies d'intelligence artificielle afin d'augmenter la détectabilité des défauts.En vue d'augmenter la disponibilité du système tout en gardant un niveau acceptable de sûreté de fonctionnement, un seuil adapatatif au contexte qui ajuste le compromis entre la probabilité de fausse alarme et la probabilité de détection manquée est proposée. Pour tester et valider les approches proposées deux sortes de données ont été fournies; réelles par la plateforme PRETIL du laboratoire CRIStAL et simulées/emulées par le logiciel Stella NGC dans la cadre du projet ANR LOCSP
For an autonomous terrestrial transport system, the ability to determine its position is essential in order to allow other functions, such as control or perception, to be safely controlled or perceived. Thus, the criticality of these functions generates important requirements in terms of safety (integrity), availability, accuracy and precision. For land vehicles, meeting these requirements is related to various parameters such as vehicle dynamics, weather conditions, or the navigation context, which includes both the operational environment and the behavior of the host vehicle or user. All of these circumstances can be an obstacle to the reception of Global Navigation Satellite System (GNSS) signals since the environment determines the type and quality of electromagnetic signals available for positioning.Although many navigation and positioning techniques have been developed, none is capable of providing a reliable and accurate position in all contexts. Therefore, in order to deploy a localization function capable of operating in different contexts, based on low cost sensors, mainly GNSS and Inertial Navigation system (IMU), it is necessary, from the design phase, to develop strategies that solve both the antagonism of certain requirements and the adaptation to changing environment/dynamics. In this context, this thesis proposes a diagnostic layer that adapts by deep learning methods to changes in the context and adjusts the trade-off between functional requirements. This layer is integrated in a fault-tolerant data fusion framework through an informational divergence, the α-Rényi divergence, known by its generalization of other divergences such as the Kullback-Leibler divergence, the Bhattacharyya distance. In order to detect and isolate the divergence faults based on the generation of residuals, we offer the solution of selecting the appropriate residual for each situation by fixing the value of the parameter α using artificial intelligence technologies in order to increase the detectability of the defects. In order to increase the availability of the system while maintaining an acceptable level of operational safety, a context-sensitive threshold that adjusts the trade-off between the probability of false alarm and the probability of missed detection is proposed. To test and validate the proposed approaches, two types of data have been provided; real by the PRETIL platform of the CRIStAL laboratory and simulated by the Stella NGC simulator as a part of the ANR LOCSP project
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Al, Hage Joelle. "Fusion de données tolérante aux défaillances : application à la surveillance de l’intégrité d’un système de localisation." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10074/document.

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Abstract:
L'intérêt des recherches dans le domaine de la fusion de données multi-capteurs est en plein essor en raison de la diversité de ses secteurs d'applications. Plus particulièrement, dans le domaine de la robotique et de la localisation, l'exploitation des différentes informations fournies par les capteurs constitue une étape primordiale afin d'assurer une estimation fiable de la position. Dans ce contexte de fusion de données multi-capteurs, nous nous attachons à traiter le diagnostic, menant à l'identification de la cause d'une défaillance, et la tolérance de l'approche proposée aux défauts de capteurs, peu abordés dans la littérature.Nous avons fait le choix de développer une approche basée sur un formalisme purement informationnel : filtre informationnel d'une part, et outils de la théorie de l'information d'autre part. Des résidus basés sur la divergence de Kullback-Leibler sont développés. Via des méthodes optimisées de seuillage, ces résidus conduisent à la détection et à l'exclusion de ces défauts capteurs. La théorie proposée est éprouvée sur deux applications de localisation. La première application concerne la localisation collaborative, tolérante aux défauts d'un système multi-robots. La seconde application traite de la localisation en milieu ouvert utilisant un couplage serré GNSS/odométrie tolérant aux défauts
The interest of research in the multi-sensor data fusion field is growing because of its various applications sectors. Particularly, in the field of robotics and localization, the use of different sensors informations is a vital step to ensure a reliable position estimation. In this context of multi-sensor data fusion, we consider the diagnosis, leading to the identification of the cause of a failure, and the sensors faults tolerance aspect, discussed in limited work in the literature. We chose to develop an approach based on a purely informational formalism: information filter on the one hand and tools of the information theory on the other. Residuals based on the Kullback-Leibler divergence are developed. These residuals allow to detect and to exclude the faulty sensors through optimized thresholding methods. This theory is tested in two applications. The first application is the fault tolerant collaborative localization of a multi-robot system. The second application is the localization in outdoor environments using a tightly coupled GNSS/odometer with a fault tolerant aspect
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Drevelle, Vincent. "Étude de méthodes ensemblistes robustes pour une localisation multi-sensorielle intègre : application à la navigation des véhicules en milieu urbain." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1986.

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Abstract:
On cherche dans cette thèse à caractériser un domaine de confiance pour la localisation d’un véhicule, en utilisant des méthodes ensemblistes robustes par intervalles. La localisation est essentielle à la navigation en robotique mobile, en particulier pour les véhicules intelligents. Lorsque la position est utilisée dans un contexte pouvant mettre en jeu la sécurité des personnes, tel que la navigation autonome, on doit avoir recours à un mécanisme d’intégrité vérifiant que l’erreur commise reste inférieure à l’erreur maximale tolérable pour la mission. Dans le domaine aéronautique, on définit ainsi un niveau de protection associé à un risque d’intégrité. Dans un esprit similaire aux niveaux de protections utilisés en aéronautique, ce travail vise à déterminer un domaine de confiance, dans lequel l’utilisateur est garanti de se trouver avec un risque d’intégrité donné. L’utilisation de méthodes ensemblistes robustes permet de calculer un domaine de localisation tenant compte de l’éventuelle présence de mesures aberrantes. Les mesures provenant de capteurs ainsi que les paramètres des modèles sont entachés d’erreurs, souvent modélisées par leur distribution de probabilité. Dans le cadre ensembliste, on peut représenter ces erreurs par des intervalles. Quand les bornes ne sont pas spécifiées ou trop pessimistes, on peut déterminer des bornes associées à un risque, et propager ce risque au domaine de confiance calculé. Les systèmes de navigation par satellites permettent un positionnement absolu avec une bonne précision en milieu ouvert. Cependant, les mesures de pseudodistance GPS sont sujettes aux problèmes de trajets multiples ou réfléchis en zone urbaine. Une robustesse aux valeurs aberrantes est donc nécessaire. Pour compenser le manque de satellites en milieu à visibilité satellitaire réduite, des contraintes sur la position sont apportées par la cartographie 3D de l’espace roulable et l’intégration des capteurs proprioceptifs présents sur les véhicules modernes. Trois méthodes de localisation, basées sur un algorithme robuste d’inversion ensembliste par intervalles associé aux mesures GPS sont présentées dans ce document. La première consiste en un calcul époque par époque, fusionnant les mesures de pseudodistance d’un récepteur GPS avec l’information d’un modèle numérique de terrain. La seconde s’appuie sur une carte surfacique précise de « l’espace roulable » en trois dimensions, ainsi que l’observation de la dérive de l’horloge du récepteur. Enfin, la troisième méthode concerne l’estimation de la pose du véhicule à partir d’un historique fini de positions et de mesures proprioceptives. Ces trois méthodes ont été implémentées en temps-réel, et testées sur des données réelles acquises dans des environnements difficiles pour la localisation par satellites
In this thesis, confidence domains for vehicle localization are characterized by using robust interval methods. Positioning is of prime importance in mobile robotics and more specifically for intelligent vehicle applications. When position information is used in a safety-critical context, like autonomous vehicle navigation, an integrity method is needed to check that the positioning error stays within the limits specified for the mission. In aeronautical navigation, protection levels are defined as bounds on the position error associated to a given integrity risk. This work aims to compute a confidence domain in which the user in guaranteed to be located with a given integrity risk. The possible presence of outliers is handled by the use of robust set-membership methods. Sensor measurements and model parameters are prone to errors, which are often modeled by their probability distribution. In the set-membership working frame,errors can be represented by intervals, thus making the assumption of bounded errors. When guaranteed error bounds are unknown or too pessimistic, error bounds associated with a risk can be used. The risk taken on measurements is then propagated to the computed confidence domain. Global navigation satellite systems enable high precision absolute positioning in open sky environments, but measurements suffer from multipath and non-line-ofsight propagation in urban areas. Robustness to outliers is thus needed. To counter the lack of visible satellites in urban canyons, position is constrained by a 3D map of the drivable space and by using the proprioceptive sensors embedded in recent vehicles. This document presents three positioning methods based on a robust set inversion via interval analysis with GPS pseudorange measurements : Snapshot computation of a position confidence domain, with GPS measurements and altitude constraint from a digital elevation model. Use of a precise 3D model of the drivable space as a positioning constraint, and observation of the GPS receiver’s clock drift. Robust pose estimation from a sliding horizon of positions and proprioceptive measurements, constrained by a 3D map. These positioning methods have been implemented in real-time and tested with real data in difficult environments for satellite positioning
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Lopez, Remy. "Développement d'une nouvelle algorithmie de localisation adaptée à l'ensemble des mobiles suivis par le système ARGOS." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949319.

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Abstract:
Depuis 1978, le système ARGOS assure à l'échelle mondiale la collecte de données et la localisation de plateformes pour des applications liées au suivi d'animaux, à l'océanographie et à la sécurité maritime. La localisation exploite le décalage Doppler affectant la fréquence de porteuse des messages émis par les plateformes et réceptionnés par des satellites dédiés. Au cours des vingt dernières années, les puissances d'émission des plateformes se sont réduites pour des conditions d'utilisation toujours plus extrêmes, augmentant le nombre de localisations de moindre qualité. Paradoxalement, les utilisateurs ont cherché à identifier des comportements à des échelles de plus en plus petites. L'objectif de ce projet est de développer un algorithme de localisation plus performant dans le contexte actuel afin de remplacer le traitement temps réel historique basé sur un ajustement par moindres carrés. Un service hors ligne, permettant de déterminer des localisations encore plus précises, est proposé dans un second temps. Le problème est reformulé comme l'estimation de l'état d'un système dynamique stochastique, tenant compte d'un ensemble de modèles de déplacement admissibles pour les plateformes. La détermination exacte de la loi a posteriori de l'état présente alors une complexité exponentiellement croissante avec le temps. Le filtre "Interacting Multiple Model" (IMM) est devenu l'outil standard pour approximer en temps réel la loi a posteriori avec un coût de calcul constant. Pour des applications hors ligne, de nombreuses solutions sous-optimales de lissage multi-modèle ont aussi été proposées. La première contribution méthodologique de ce travail présente l'extension du cadre initial de l'IMM à un ensemble de modèles hétérogènes, c.-à-d. dont les vecteurs d'état sont de tailles et de sémantiques différentes. En outre, nous proposons une nouvelle méthode pour le lissage multi-modèle qui offre une complexité réduite et de meilleures performances que les solutions existantes. L'algorithme de localisation ARGOS a été réécrit en y incorporant le filtre IMM en tant que traitement temps réel et le lisseur multi-modèle comme service hors ligne. Une étude, menée sur un panel de 200 plateformes munies d'un récepteur GPS utilisé comme vérité terrain, montre que ces stratégies améliorent significativement la précision de localisation quand peu de messages sont reçus. En outre, elles délivrent en moyenne 30% de localisations supplémentaires et permettent de caractériser systématiquement l'erreur de positionnement.
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Faurie, Frédéric. "Algorithmes de contrôle d’intégrité pour la navigation hybride GNSS et systèmes de navigation inertielle en présence de multiples mesures satellitaires défaillantes." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14447/document.

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Abstract:
La navigation par satellite pour les applications critiques telles que l'aviation civile nécessite un dispositif de contrôle d'intégrité pour garantir un certain niveau de précision et de fiabilité des informations fournies au pilote. Au delà des informations de position, le système de navigation doit donc fournir des alertes lorsque les exigences opérationnelles ne sont pas respectées. Cette perte de performance peut être due aux dysfonctionnements des satellites. Cette thèse traite donc du contrôle d'intégrité des systèmes de navigation en présence de pannes satellite multiples. Le contexte étudié est celui où les mesures satellitaires sont hybridées avec les données cinématiques provenant d'une centrale inertielle. Les contributions apportées à cette problématique sont diverses. Différents algorithmes sont proposés en tenant compte des contraintes de charge de calcul limitée liées aux applications embarquées. Parmi eux, l'utilisation de la fusion d'informations permet d'améliorer les performances de contrôle d'intégrité. Les imperfections du modèle d'erreur de mesure sont également traitées dans cette thèse. D'une part, nous proposons de détecter et de compenser les potentiels sauts de variance du bruit de mesure. D'autre part, des approches robustes sont utilisés afin d'améliorer le contrôle d'intégrité en présence de bruit de mesure non-gaussien
Critical applications such as civil aviation require a navigation system including an integrity monitoring function to provide accurate and reliable information. Thus, the navigation system has to raise an alert when the operational requirements are not met. This loss of performance can be due to satellite failures. This thesis deals with integrity monitoring of navigation system assuming multiple satellite failures. Moreover, we consider herein the satellite measurements are hybidized with the kinematic information providing by an inertial navigation system.The contributions to this issue are manifold. Several algorithms are proposed accounting for the limited computing load of the embedded applications. Among them, information fusion allows to improve the integrity monitoring performance. Errors in measurement noise model are also treated in this thesis. On the one hand, we propose to detect and compensate the measurement noise variance jumps. On the other hand, robust approaches are used to improve the integrity monitoring when the measurement noise is not gaussian distributed
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Ribaud, Florian. "Analysis of Multipath Channel Reduction Models for the Testing of Realistic GNSS Receivers." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/17680/1/Ribaud_Florian.pdf.

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Abstract:
This PhD work relates the development of multipath channel reduction methods, putting the emphasis on the preservation of the signal tracking performances of satellite navigation systems. It aims at adapting the land mobile channel models to the realistic testing of GNSS receivers, by reducing drastically the number of multipaths of the original channel model (from thousands to less than 10 typically) all by conserving the pseudo-range error. Three types of methods have been investigated in order to cover all different possibilities of reduction processes. As a first approach, a multipath aggregation method has been considered, through the clustering of the multipaths according to the delay and Doppler dimensions, weighted by their power. Even if this method allows a good preservation of the delay and Doppler characteristics of the original channel, a second approach has been investigated, oriented toward the optimization of the parameters of the reduced channel (delay, Doppler shift, phase and amplitude) in order to minimize the difference between the original channel correlation function and the reduced one. Even if this approach gives good performances in terms of pseudorange error preservation, it leads to the instability of the reduced channel echoes. Therefore, a statistical method has been implemented, considering that the delays of the reduced channel evolve according to a first order Markov process. These three approaches have been compared through the preservation of the discriminator open loop error. In particular conditions concerning the number of echoes in the reduced channel or the elevation of the emitter satellite, the clustering technique implemented in first approach appears to equal the performances of the parametric method, the statistical approach giving systematically the worst performances. The invariance of this hierarchy as adding tracking loops to the simulation or changing the signal model (modulation and RF bandwidth) allows extending the conclusion. Being given the significant advantage of the clustering on the parametric method in terms of computation time, the use of this method is preconized to address the channel reduction problem. In particular, the weighted clustering technique developed in this thesis offers the possibility to reproduce the wide-band characteristics of a channel model composed of thousands of multipaths with less than 10 echoes. Moreover, it constitutes an interesting tradeoff between computational effort and GNSS systems pseudo-range error conservation, approaching the performances of parametric methods, and even overcoming them in some conditions, with a computation time close to the real time.
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