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Annonce

5 avril 2018

Traitement des signaux de réflectométrie GNSS aéroportée par drone


Catégorie : Doctorant


Projet de thèse sur financement région.

Date de début envisagée : 1er octobre 2018.

Date limite de candidature : 31 mai 2018.

Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'Informatique, Signal et Image de la Côte d'Opale (LISIC), Calais.

 

Objectifs du projet

La réflectométrie GNSS (GNSS-R) est une technique radar bi-statique qui consiste en l'utilisation des signaux de radionavigation (GPS, Galileo...) perçus en provenance directe de l’ensemble des satellites GNSS en vue d'une part et après réflexion par l’environnement du récepteur d'autre part. En comparant le signal direct avec le signal réfléchi, il est possible de mesurer des paramètres de la surface de réflexion tels que sa hauteur ou son taux d'humidité.

Le LISIC a déjà développé des techniques de traitement du signal permettant l'obtention d'une précision centimétrique en hauteur [4-6], pour des durées d'intégration de l'ordre de dix secondes, dans le cas d'un récepteur statique placé à une dizaine de mètres du sol. L'objectif du doctorat est de faire évoluer ces techniques au cas d'un système de réception aéroporté à une centaine de mètres, en mouvement,et à démontrer l'intérêt d'une telle approche pour la surveillance des zones inondables par drone.

Contexte théorique

Dans l'approche utilisée, l'observable consistera en la différence de phase entre le signal GNSS arrivant directement au système de réception et le signal GNSS arrivant après réflexion sur la surface étudiée. Cette observable est un angle qui évolue périodiquement en fonction des paramètres de hauteur d'eau et d'état de mer à estimer. Les méthodes de traitement de signal à développer et appliquer se baseront donc sur la statistique angulaire de von Mises [1-3] et seront des techniques de régression angulaire-angulaire. De plus, la réflectométrie GNSS permet d'observer simultanément plusieurs empreintes satellitaires différentes depuis un même système de réception. Les méthodes de régression à développer inclueront donc des opérateurs de fusion des informations disponibles sur les différentes empreintes, dans le but à la fois d'augmenter la précision et la robustesse des estimations, mais également de résoudre l'ambiguïté de phase GNSS-R.

Contexte expérimental

Le LISIC dispose d'un drone octocoptère, du matériel scientifique nécessaire à la réception et à la numérisation des signaux de réflectométrie GNSS mais aussi à la détermination de la position du drone (antennes spécifiques, récepteurs GNSS scientifiques, carte de numérisation GNSS multivoies, centrale inertielle...). L'utilisation d'un tel matériel nécessite une expertise qui a été développée au sein de l'équipe et qui sera transmise à l'étudiant durant le projet. Le doctorat fera également l'objet de l'étude de la trajectoire optimale à faire suivre au drone pour minimiser les contraintes de vol et maximiser la qualité des observations. Un Système d'Information Géographique sera utilisé dans ce cadre. La trajectoire du drone en vol sera déterminée par une solution de Positionnement Précis par la Phase.

Profil recherché

Diplômé d'un M2 (ou équivalent) dans les domaines du traitement du signal et télécommunications. Une connaissance des GNSS et de la télédétection est un plus.

Contact

Georges Stienne : georges.stienne@univ-littoral.fr

Sujet détaillé

http://www-lisic.univ-littoral.fr/~stienne/PHD/Doctorat_GNSSR_LISIC_2018.pdf

Références

[1] G. Stienne, S. Reboul, M. Azmani, J.B. Choquel, and M. Benjelloun. GNSS dataless signal tracking with a delay semi-open loop and a phase open loop. Signal Processing, 93(5) : p. 1192–1209, 2013.

[2] G. Stienne, S. Reboul, J.B. Choquel, and M. Benjelloun. Cycle slip detection and repair with a circular on-line change-point detector. Signal Processing, 100 : p. 51–63, 2014.

[3] G. Stienne, S. Reboul, M. Azmani, J.B. Choquel, and M. Benjelloun. A multi-temporal multi-sensor circular fusion filter. Information Fusion, 18 : p. 86–100, 2014.

[4] M.A. Ribot, J.C. Kucwaj, C. Botteron, S. Reboul, G. Stienne, J. Leclère, J.B. Choquel, P.A. Farine, and M. Benjelloun. Normalized GNSS Interference Pattern Technique for Altimetry. Sensors, 14 : p. 10234–10257, 2014.

[5] J. C. Kucwaj, G. Stienne, S. Reboul, J. B. Choquel, and M. Benjelloun. Accurate Pseudorange Estimation by Means of Code and Phase Delay Integration : Application to GNSS-R Altimetry. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(10) : p. 4854–4864, 2016.

[6] J. C. Kucwaj, S. Reboul, G. Stienne, J. B. Choquel, and M. Benjelloun. Circular Regression Applied to GNSS-R Phase Altimetry. Remote Sensing, 9(7), 2017.

 

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