GNSS-mätning med nätverks-RTK är en satellitbaserad geodetisk mätningsmetod som reducerar inverkande felkällor genom relativ mätning mot ett nät av fasta referensstationer.I Sverige har Lantmäteriet upprättat ett nät av fasta referensstationer kallat Swepos med ca 70 km mellan referensstationerna. En förtätning av Swepos-nätet till ca 35 km mellan referensstationerna pågår och beräknas vara klar 2015. Det finns tidigare studier (Emardson m fl (2009) och Odolinski (2010 a)) kring osäkerheten vid mätning i områden med ca 70 km mellan referensstationerna och vid ett projektanpassat nät med ca 10-20 km mellan referensstationerna. Studierna undersöker också hur lång tid som behöver gå mellan två mätningar för att de ska anses oberoende av varandra (korrelationstid). Detta arbete beräknar standardosäkerhet och korrelationstider vid mätning i det förtätade 35 km-nätet baserat på statiska GNSS-mätningar på olika avstånd från närmaste referensstation samt data från en permanent monitorstation belägen i Växjö.Standardosäkerheten (68% konfidensnivå) för mätningarna, vid förhållandena i denna studie, var vid mätning 0,1 km från närmaste referensstation 3,8 mm i plan och 6,9 mm i höjd (höjd över ellipsoiden). Vid mätning 8,8 km från närmaste referensstation var standardosäkerheten 6,3 mm i plan och 9,6 mm i höjd (höjd över ellipsoiden) och 15,8 km från närmaste referensstation var motsvarande värden 6,3 mm i plan och 10,5 mm i höjd (höjd över ellipsoiden). Detta tyder på att avståndet från närmaste referensstation troligtvis har viss betydelse för standardosäkerheten vid GNSS-mätning med nätverks-RTK. Under förhållandena för mätningarna inom denna studie ökar standardosäkerheten med avståndet till referensstationen. Ökningen av standardosäkerheten verkar dock avta vid längre avstånd till närmaste referensstation.Växjö-monitorn gav klart högre osäkerhetsvärden (11,5 mm i plan och 19,8 mm i höjd) trots liknande avstånd till referensstationen som punkten längst från referensstationen. Detta indikerar att det även finns andra faktorer än just avståndet till närmaste referensstation som påverkar mätosäkerheten.Korrelationstider skattades utifrån månadslånga perioder av monitordata till ca 22-23 minuter för mätning med nätverks-RTK i Swepos 35 km-nät. Detta gäller både plan och höjd men ska ses som en ungefärlig uppskattning av tiden som krävs för att en mätning, vid återbesök av en punkt, ska anses vara oberoende av en tidigare mätning. Tar vi inte hänsyn till tidskorrelationen kan osäkerheten i mätningar nära varandra i tiden underskattas. Mätningar under en kortare tidsperiod med en låg standardosäkerhet, kan i själva verket innehålla en systematisk avvikelse beroende på att mätningarna är korrelerade och därmed påverkade av ett liknande fel.Det ska dock nämnas att det finns en rad andra parametrar som inverkar vid GNSS-mätningar som inte har behandlats i detta arbete, t ex den lokalt omgivande miljön vid mätplatsen, väder-förhållanden och osäkerhet i de lokala referensstationerna. Eventuella användarrelaterade fel, t ex centrings- och horisonteringsfel av antennen liksom osäkerhet vid mätning av antennhöjden, är inte heller inkluderade i de beräknade standardosäkerhetsvärdena.

Syftet med examensarbetet är att undersöka markstödens placeringar och fördelningar i plan och om höjden har en inverkan på noggrannheten i ortomosaik. En jämförelse genomförs mellan totalstation och UAV-koordinater. Först utfördes rekognosering i fält för att sedan placera ut åtta stycken markstödsplattor varpå ett av markstöden blev placerad på en högre höjd. En ytterligare variant av markstödstyp placerades ut i form av ett grönt kryss med sprayflaska. Markstöden och kontrollpunkterna mättes in med totalstation efter fristationsuppställning där tre bakåtobjekt används för att erhålla noggranna plana koordinater. En fixpunkt används för att erhålla stabila höjder.  I denna studie användes en UAV i form av DJI Phantom 4 Pro vid flygfotograferingen och en totalstation (Trimble S7) för inmätningarna. Inmätningen utfördes med totalstation mot kontrollpunkterna med samtliga markstöd som tillämpades sedan som facit. Slutligen utfördes UAV-flygning med en flygrutt på 60 m höjd och 90 graders vinkel för UAVkameran. Bildbearbetningen utfördes i programvaran Agisoft Metashape där fem stycken modeller genererades i form av ortomosaik och DEM. Sedan med hjälp av ortomosaiken exporterades koordinaterna till programvaran Microsoft Excel för vidare bearbetning och kontroll av avvikelser mellan UAV- och totalstationens koordinater. Resultaten från ortomosaikmodellerna visar att RMS i plan och höjd påverkas beroende på antalet markstöd. Modellen utan markstöd resulterar i en stor koordinatdifferens med RMS i plan på cirka 2 m. Vid användning av fyra markstöd ses en markant förbättring i noggrannhet för RMS i plan på cirka 0,008 m och i höjd på 0,045 m. För modellen med fem markstöd påvisas inga märkbara skillnader för RMS i plan, men för RMS i höjd erhålls betydligt lägre mätosäkerhet. Sista modellen med åtta markstöd resulterar i lägst mätosäkerhet i plan och höjd jämfört mot de andra modellerna, men skillnaden var oansenlig mellan fem och åtta markstöd. Utifrån frågeställningen och framtaget resultat kan det fastslås att ortomosaiksmodellen med fem markstöd är lämpligast för vidare användning vid flygfotografering. Markstödsplatta rekommenderas för noggrannare höjdkoordinater jämfört med märkspray. Om endast plana koordinater ska bearbetas kan antingen märkspray eller markstödsplatta utnyttjas för att erhålla likvärdigt resultat. / The objective of the bachelor thesis is to examine if ground control point (GCP) placing and allocation would impact the accuracy of an orthomosaic. A comparison between total station and UAV-coordinates is carried out. Reconnaissance was carried out in the field to deploy the GCP around the study area with one of them deployed on top of a pile. A different variant of GCP is deployed in the form of green-coloured cross that was applied with the help of a spray bottle. Both GCP and control points were measured with total station after the free station set-up where the three backsights and a fixed point were used to obtain a stable height. During the studies, a DJI Phantom 4 Pro UAV was used for aerial photography and a total station (Trimble S7) for the measurements. Before the flight, measurements were calculated with the total station to the control points and all GCP, which were then used as a record. GNSS-drone flying was performed with a flight route at a height of 60 meters and a 90 degrees angle for the UAV camera. Image processing was performed in software Agisoft Metashape where a total five orthomosaic models were generated. Then with the help of orthomosaic, the coordinates were transferred to the software Microsoft Excel for further processing and control of deviation between the coordinates of the UAV and the total station. Results from the orthomosaic models show that RMS in both plane and height do impact accuracy depending on the numbers of GCP used. A model without the use of GCP shows a huge coordinate difference for RMS in plane at approximately two meters. The use of four GCP models show a significant improvement in both RMS in plane at approximately 0,008 meters and the height at 0,046 meters. Five GCP models show a slight difference for RMS in plane but is considerable when the height was at 0,008 meters. Lastly, eight GCP models show some small significant improvements in both RMS plane and height.  Based on the questions and results, it can be stated that the orthomosaic models with five GCP are recommended for further use of drone surveying. The GCP wooden plate is to be preferred for a more accurate height compared to the green cross spray method. But if only planar coordinates are considered, both GCP wooden plate and green cross spray bottle can be used with equal accuracy.

No description available.

No description available.

Railway traffic is one of the most used transportation methods in today's society both for freight transports and transportation of people. A necessity for this to function is that the tracks upon which the trains travel are functional. This includes both that the tracks have been constructed correctly and that the tracks have not experienced wear and tear to the level that their functionality is in jeopardy. This requires that the tracks are thoroughly maintained and thus a continuous knowledge about the state of the tracks is required. One way to obtain knowledge about the current track geometry is to measure the tracks using laser scanners to establish the tracks geographical position. This in turn leads to the possibility to notice changes in the tracks. These laser scanners can be mounted on trains or modified vehicles where they scan the tracks while the vehicle is moving along the tracks. However, the scanned points also have to be precisely located in a coordinate system so that they can be compared to the scanned geometry of the initial tracks. The precise locations can be acquired by using Global Navigation Satellite Systems (GNSS) along with Inertial Measurement Systems (INS) and odometers, which are then used as input in a Kalman filter. The GNSS and INS complement each other in a good way since INS have very high positional accuracy and a large temporal error while GNSS has an acceptable positional accuracy and no temporal error. In locations where there is sufficient GNSS availability, this method reaches positional accuracies around the low cm level. The aforementioned method does however struggle when there is subpar GNSS availability, for example in tunnels or in dense forests. This necessitates the use of additional data, and in this work the use of ground control points (GCP) have been examined. The GCPs have been implemented in simulated GNSS-free areas where a temporal distance of 2, 5, 10, 20 and 40 seconds between GCPs has been used. Based on these experiments, an estimated positional accuracy from 0.5 cm to 30 cm in GNSS-free environments has been acquired depending on the distance between points. The authors recommend an implementation of GCPs in a tightly coupled approach every 5-10 seconds to achieve a reliable positional precision on the mm-cm level. The disadvantages of GCPs are quite large since they have to be established and maintained, which costs a fair amount of money and time. It is therefore of utmost importance to minimize the need for GCPs. This can be accomplished either by using alternative solutions such as implementations of track alignment in the Kalman filter, but also by increasing the efficiency of the GCPs. The way that this thesis recommends this to be researched is to use the same GCPs multiple times by either using more advanced sensors for locating the GCPs or by increasing the number of sensors as well as spreading them out across the vehicle. / Tågtrafik är ett av de mest använda transportsätten idag vare sig det gäller godstransporter eller persontransporter. En nödvändighet för att detta ska fungera är att rälsen som tågen färdas på är funktionella. Detta inkluderar att rälsen är korrekt konstruerad, men även att rälsen inte har blivit skadade av bland annat kontinuerlig användning. Därmed behöver rälsen underhållas, och för att kunna göra det krävs kunskap om i vilket skick rälsen är. Ett sätt att införskaffa kunskap om rälsens skick är att mäta rälsen med hjälp av laserskanners. Dessa laserskanners kan monteras på tåg eller rälsanpassade fordon så att de kan mäta in rälsen samtidigt som fordonet färdas längs med rälsen. De inmätta punkterna måste emellertid även vara kända i ett koordinatsystem så att de kan jämföras med punkterna som mättes in när rälsen initialt skannades. Den precisa platsinformationen som krävs för detta kan införskaffas genom att använda Global Navigation Satellite Systems (GNSS) samt Inertial Measurement Systems (INS) och odometer, som sedan används som input i ett Kalmanfilter. GNSS och INS kompletterar varandra på ett bra vis eftersom INS har en väldigt hög platsnoggrannhet samt ett högt tidsberoende fel medan GNSS har relativt hög platsnoggrannhet och inget tidsberoende fel. Denna metod kan därmed nå noggrannheter runt cm-nivån när det är bra GNSS-förutsättningar. Metoden som beskrevs ovan fungerar emellertid inte bra när det är dåliga GNSS-förutsättningar, till exempel i tunnlar eller i täta skogar. Då behövs det annan data, och i detta arbete har användningen av kända punkter analyserats. De kända punkterna har implementerats under en sträcka med simulerad avsaknad av GNSS där ett tidsbaserat avstånd på 2, 5, 10, 20 och 40 sekunder mellan kända punkter har använts. Baserat på dessa experiment har en precision på 0,5 cm till 30 cm uppnåtts beroende på avståndet mellan de kända punkterna. Författarna rekommenderar att kända punkter ska implementeras i en tightly coupled beräkningsmetod var 5-10 sekund för att nå en noggrannhet på mm-cm nivå. Nackdelarna med kända punkter är däremot flertaliga eftersom de måste etableras och underhållas, vilket kräver både tid och pengar. Det är därför viktigt att minimera behovet av kända punkter. Det kan åstadkommas genom att till exempel implementera rälsdata i Kalmanfiltret, men även genom att öka effektiviteten i användandet av de kända punkterna. I det här arbetet rekommenderas det att undersöka hur det går att använda samma kända punkt flertalet gånger. Detta genom att antingen använda mer avancerade sensorer för att lokalisera de kända punkterna eller genom att öka antalet sensorer samt att sprida ut dem över fordonet.

The increasing threat of Global Navigation Satellite System (GNSS) spoofing attacks necessitates the development of robust defense mechanisms and the testing of potential vulnerabilities. In this project, we present the development and testing of an ultraportable Global Positioning System (GPS) spoofer using an Software Defined Radio (SDR) platform, BladeRF. The spoofer enables users to initiate synchronous spoofing attacks with kilobyte-level files, facilitating synchronous attacks. The project comprises two primary components: an acquisition block based on a serial-search algorithm and a GPS signal simulator. The design emphasizes module reuse, allowing for cost-effective implementation on a relatively small and affordable Field Programmable Gate Arrays (FPGA). This project provides a foundation for both GPS spoofing research and defense algorithm testing, proving the ease of developing a spoofer. / Det ökade hotet från GNSS-förfalskningsattacker kräver utveckling av robusta försvarsmekanismer och testning av potentiella sårbarheter. I det här projektet presenterar vi utvecklingen och testningen av en ultraportabel GPSförfalskare med hjälp av en mjukvarudefinierad radio, BladeRF. Förfalskaren möjliggör att användare kan initiera synkrona förfalskningsattacker med kilobytenivåfiler, vilket underlättar synkrona attacker. Projektet består av två primära komponenter: en samplingsblock baserad på en sekventiell sökalgoritm och en GPS-signalsimulator. Designen betonar återanvändning av moduler, vilket möjliggör kostnadseffektiv implementering på en relativt liten och prisvärd FPGA. Detta projekt ger en grund för både forskning om GPS-förfalskning och testning av försvarsalgoritmer och visar på enkelheten att utveckla en förfalskare.

Global Navigation Satellite Systems (GNSS) for vehicle navigation and timing are widely relied upon by many users in a variety of different sectors such as transit, financial, military, and many others. There are a number of ways for an agent to purposefully degrade a GNSS user's navigation performance. One such attack is a spoofing attack where the agent transmits signals with the same signal structure as GNSS signals, but they are modified to produce an incorrect navigation solution. Resiliency to these attacks is important for GNSS navigation. Two methods for GNSS resiliency are explored in this dissertation. The first method uses a Controlled Reception Pattern Antenna and receiver in order to obtain direction of arrival estimates of all visible signals and their computed pseudoranges. Two contributions were produced for this method. The first contribution is an optimization of a DoA cost metric that use DoA estimates along with known GNSS ephemerides to distinguish authentic signals from spoofed signals. The second contribution of this work is a combined DoA/pseudorange cost metric to improve the classification of authentic signals from spoofed signals as well as improve its robustness to multi-transmitter spoofing attacks. The second method uses a method known as Chimera, which involves authenticating the civilian L1C GPS signal using a digital signature in the navigation message and punctures in the spreading code. This method can be used to distinguish authentic and spoofed signals, however, a delay between the time the signal is tracked by the receiver and the time when it can be determined authentic is inherent in Chimera and degrades navigation performance. This delay can range from 2 seconds to 3 minutes. Four additional contributions have been made in support of Chimera. The first Chimera contribution is the design and evaluation of a navigation system for Chimera using a tightly coupled GPS/INS extended SRIF that accounts for the Chimera authentication delays. The second Chimera contribution is an investigation into staggering of the authentication times of the GPS satellites in order to improve navigation results. The third Chimera contribution is the development of a RMS or maximum steady-state position error metric to compare the accuracy achieved by different authentication group designs when used in conjunction with the previously discussed filter from the first Chimera contribution. The fourth Chimera contribution investigates different authentication group designs to find groups that will produce low value metrics. These investigations included local authentication group optimization, synthesizing a global design using local designs, and the effects of time and IMU grade. Each of these contributions has a significant impact on improving either the resilience of a GPS receiver to spoofing or the navigation accuracy of a GPS receiver that is inherently resilient to spoofing. / Doctor of Philosophy / Global Positioning System (GPS) navigation and timing plays a pivotal role in a variety of different sectors such as transit, financial, military, and many others. There have been instances where a signal is purposefully generated to look similar to a GPS signal in order to mislead a GPS user of their true position, velocity, and timing. This type of attack is known as a spoofing attack. This dissertation discusses two methods to identify these spoofed signals so that they are not used to disrupt nominal navigation and timing. The first method uses multiple GPS antennas to determine the direction of all visible signals. This dissertation provides an algorithm to distinguish the authentic GPS signals from the spoofed signals using the determined signal directions. The second method is for the GPS satellites to watermark the GPS signal they transmit, using modern encryption techniques, to be able to authenticate incoming signals. This method, however, produces a delay between when the signal is received by a GPS user and when it can be deemed authentic. This delay is a problem for navigation. This dissertation develops techniques for dealing with this delay by incorporating an Inertial Measurement Unit (IMU). This dissertation also proposes the idea to stagger the time that the digital signature, which is needed for signal verification, is sent from different GPS satellites. Lastly, this dissertation investigates how different staggered groupings of GPS satellites improve navigation performance and provides a metric for quantifying the navigation performance of different groupings. Overall, the dissertation's contributions to the first method improve the resilience of a receiver to spoofing attacks while the contributions to the second method improve navigation performance of an inherently resilient method.

Precise and robust positioning through Global Navigation Satellite Systems (GNSS) is instrumental to a wide gamut of modern systems. The integrity of GNSS signals is increasingly compromised by Radio Frequency (RF) interference, presenting a substantial threat to the performance of GNSS receivers. This vulnerability is of particular concern for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), whose critical functionalities depend heavily on reliable GNSS positioning. Given their complex designs and high maneuverability, UAVs present a distinctive and powerful platform for the exploration and mitigation of GNSS RF interference. This work investigates two complementary but related aspects: (i) the detection of internal RF interference with the GNSS receiver and (ii) the localization of external RF interference sources, utilizing the advanced capabilities of UAV platforms. The detection methodology (i) synthesizes insights from existing literature by selecting RF interference detection methods compatible with observables from standard GNSS receivers. It also innovatively employs ideal spectral masks to estimate the impact of interference. In addition, the localization methodology (ii) introduces a novel UAV-centric technique that leverages the characteristics of GNSS antennas and UAV maneuverability. A concept of radiation heatmap has been developed to transform the antenna’s radiation pattern into a heatmap, indicating a possible bearing toward an RF interference source. Subsequently, a concept of triangular intersection is introduced to fuse multiple radiation heatmaps into a single localization heatmap, indicating the locations of interfering transmitters. Through this work, a comprehensive framework has been established, allowing UAVs equipped with GNSS receivers to detect internal interference and localize external RF interference sources. This dual approach contributes significantly to the monitoring of the GNSS spectrum and enhances the performance of GNSS-dependent applications. / Exakt och robust positionering genom Globala Navigationssatellitsystem (GNSS, från engelskans Global Navigation Satellite Systems) är avgörande för en mångfald av moderna system. Integriteten hos GNSS-signaler hotas alltmer av interferens från radiofrekvenser (RF, från engelskans Radio Frequency), vilket utgör ett betydande hot mot prestandan hos GNSS-mottagare. Denna sårbarhet är särskilt bekymmersam för obemannade luftfartyg (UAV, från engelskans Unmanned Aerial Vehicle), vars kritiska funktioner är starkt beroende av tillförlitlig GNSS-positionering. Med tanke på deras komplexa konstruktioner och höga manövrerbarhet utgör UAV:er en distinkt och kraftfull plattform för utforskning och mitigering av GNSS RF-interferens. Detta arbete undersöker två kompletterande men relaterade aspekter: (i) detektion av intern RF-interferens i GNSS-mottagaren och (ii) lokalisering av externa källor till RF-interferens, med användning av avancerade UAVplattformar. Metoden för detektion (i) syntetiserar insikter från befintlig litteratur genom val av metoder för upptäckt av RF-interferens som är kompatibla med observerbar data från standarden för GNSS-mottagare. Den använder dessutom “ideala spektralmasker” (från engelskans “ideal spectral masks”) innovativt för att uppskatta interferensens påverkan. Dessutom introducerar lokaliseringstekniken (ii) en ny UAV-centrerad teknik som utnyttjar egenskaperna hos GNSS-antenner och UAV:ers manövrerbarhet. Ett koncept för strålningsvärmekarta har utvecklats för att omvandla antennens strålningsmönster till en värmekarta, vilket indikerar en möjlig riktning mot en källa till RF-interferens. Därefter introduceras ett koncept för triangulär skärning för att sammanfoga flera strålningsvärmekartor till en enskild lokalisationsvärmekarta, vilket indikerar placeringen av störande sändare. Genom detta arbete har ett omfattande ramverk etablerats, vilket möjliggör för UAV:er utrustade med GNSS-mottagare att upptäcka intern interferens samt lokalisera externa källor till RF-interferens. Denna dubbla strategi bidrar avsevärt till observationen av GNSS-spektrumet och förbättrar prestandan för GNSS-beroende applikationer. / Presné a robustné určovanie polohy pomocou globálnych navigačných satelitných systémov (GNSS, z angl. Global Navigation Satellite System) je kľúčové pre široké spektrum moderných systémov. Integrita signálov GNSS je čoraz viac ohrozovaná vysokofrekvenčnou elektromagnetickou (RF, z angl. Radio Frequency) interferenciou, čo predstavuje významnú hrozbu pre výkonnosť prijímačov GNSS. Táto zraniteľnosť je obzvlášť znepokojujúca pre bezpilotné lietadlá (UAV, z ang. Unmanned Aerial Vehicle), ktorých kritické funkcionality sú vo veľkej miere závislé od spoľahlivého určenia polohy. Vzhľadom na ich zložitý dizajn a vysokú manévrovateľnosť, UAV predstavujú výnimočnú a bohatú platformu pre skúmanie a mitigáciu RF interferencie. Táto práca skúma dva komplementárne, ale súvisiace aspekty: (i) detekciu vnútornej RF interferencie s využitím prijímača GNSS a (ii) lokalizáciu zdrojov vonkajšej RF interferencie s využitím pokročilých schopností UAV platformy. Metodika detekcie (i) syntetizuje poznatky z existujúcej literatúry výberom metód detekcie RF interferencie, ktoré sú kompatibilné s pozorovaniami zo štandardných prijímačov GNSS. Taktiež inovatívne využíva ideálne spektrálne masky na odhad vážnosti vplyvu interferencie. Okrem toho, metodika lokalizácie (ii) predstavuje nový prístup zameraný na UAV, využívajúci charakteristiku antén GNSS a manévrovateľnosť UAV. V rámci tejto práce bol vyvinutý koncept radiačnej teplotnej mapy, ktorý transformuje radiačný vzor antény na teplotnú mapu, indikujúcu smer k možnému zdroju RF interferencie. Následne bol predstavený koncept trojuholníkovej priesečnosti, spájajúci viaceré radiačné teplotné mapy do jednej lokalizačnej teplotnej mapy, indikujúcej polohy rušiacich vysielačov. Prostredníctvom tejto práce bol vytvorený komplexný rámec, umožňujúci UAV, ktoré sú vybavené prijímačmi GNSS, detekovať vnútornú interferenciu a lokalizovať zdroje vonkajšej RF interferencie. Tento duálny prístup významne prispieva k možnosti monitorovania GNSS spektra a zvyšovania výkonnosti aplikácií závislých od GNSS.

California has experienced an unusually dry past two decades punctuated by three intense multi-year droughts from 2007-2010, 2012-2015, and 2020-2022. A portion of the water lost during these two decades is due to intense groundwater overdraft of the Central Valley Aquifer. This groundwater overdraft has led to poroelastic compaction of the aquifer system and subsidence of the land surface. Water mass loss also causes elastic deformation of the solid Earth, an opposite and smaller amplitude response than the poroelastic deformation of aquifer systems. These mass changes can disturb the regional stress field, which may influence earthquake activity. Both the elastic and poroelastic deformation responses can be observed using satellite-based geodetic tools including Global Navigation Satellite System (GNSS) station displacements and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR). In this dissertation, I model aquifer-system compaction at depth using InSAR-based vertical land motion during the 2007-2010 drought and evaluate hazards related to Earth fissures, tensional cracks that form at the edges of subsidence zones. Next, I forward-calculate the predicted elastic deformation response to groundwater mass loss over the same period and calculate crustal stress change to evaluate what, if any, impact this has on seismicity in California. In addition to modeling deformation caused by water storage change, I also introduce a new method to jointly invert elastic vertical displacements at GNSS stations with water storage anomalies from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) to solve for water storage changes from 2003-2016 over California. Finally, I expand on this joint inversion framework to include poroelastic deformation measured using InSAR over the Central Valley aquifer-system to solve for a change in water storage and groundwater storage over water years 2020-2021, the most recent drought period in California. / Doctor of Philosophy / Changes in the hydrologic system can have wide-reaching societal, geopolitical, economic, ecological, and agricultural impacts. Proper water management, particularly in places that have water scarcity concerns due to overuse, water pollution, or recurrent drought conditions, is essential to ensure this resource is available to future generations. Current projections of climate change scenarios point to more intense and frequent extreme hydroclimate events. With accelerating population growth in many urban centers across the world, measuring water storage changes has never been more important to ensure resiliency of our cities, energy sector, and agricultural systems. Furthermore, water storage changes deform the Earth, which may create or alter geophysical hazards such as subsidence, the development of Earth fissures, and seismicity. Today, a multitude of space-based geodetic tools allow us to monitor changes in the Earth system, including changes in terrestrial water content and associated deformation, with higher spatial and temporal resolution than ever before. These datasets have provided an unprecedented understanding of hydroclimatic hazards and have resolved constraints arising from sparse and infrequent in-situ measurements. Here, I use space-based geodetic tools and geophysical models to measure water storage fluctuations, deformation, and evaluate associated hazards in California, a region that has experienced an unprecedented nearly continuous two-decades long drought. In general, I find that 21st century droughts have caused significant water storage loss, especially groundwater storage loss, in California, which has exacerbated some geophysical hazards including land subsidence and Earth fissure hazards.

Sverige är uppbyggt av fastigheter och en fastighet avgränsas med hjälp av punkter, exempelvis dubb i berg eller rör i mark. Fastighetsgränsers fysiska läge stämmer inte alltid överens med koordinaterna i referenssystemet, vilket resulterar i avvikelser. Genom åren har flera referenssystem använts och vid varje byte genomförs en transformation mellan till- och frånsystemet. Idag är SWEREF 99 det mest tillämpade referenssystemet i Sverige vid mätning i plan. Syftet med studien var att utreda gränspunkter och stompunkter i del av området Ammenäs, Uddevalla kommun. Frågor som besvaras är: Hur väl stämmer de angivna, transformerade, koordinaterna i referenssystemet SWEREF 99 med gränspunkters och stompunkters fysiska läge? Vad kan vara orsaken till eventuella avvikelser? Påverkar eventuella avvikelser detpraktiska arbetet och vad kan de ge för effekter samt går det att komma till rätta med dem? Genom studien har både kvalitativ och kvantitativ metod tillämpats. Den kvalitativa metoden har används för faktainsamling, både via litteratur och genom intervjuer samt mailkontakt med personal på Uddevalla kommun. Den kvantitativa metoden användes för inmätning av fastighetsgränser och stompunkter. Insamlad mätdata jämfördes med de angivna koordinaterna i referenssystemet SWEREF 99. Resultatet har visat att avvikelser finns mellan de fysiska gränspunkterna och de angivnakoordinaterna i referenssystemet SWEREF 99. Stompunkterna i området stämmer dock väl överens med referenssystemet och därför kan det uteslutas att stompunkterna i systemet gett upphov till gränsernas avvikelser. Under studien har det framkommit att spänningar existerade redan under 1940-talet och de har sedan följt med i de olika referenssystemsbyten som gjorts genom åren. Spänningar kan uppkomma vid sammankoppling av olika stomnät och ge upphov till avvikelser vid mätning. Stomnätet i området är etablerat efter att de första fastigheterna bildades. Inför transformationen till SWEREF 99 utfördes stödmätning endast på stompunkterna, sålunda har alla gränspunkter transformerats tillsammans med punkterna. För att komma tillrätta med gränsernas avvikelser krävs en ny transformation där stödmätning görs även på gränspunkter. Då avvikelserna inte påverkar det praktiska arbetet i Ammenäs finns dock inga planer på att en sådan process ska genomföras för området. / Sweden is made up of properties and a property is bounded by means of markings, such as stud in rock or pipes in the ground. The physical location of a property's bounds does not always correspond with the coordinates in the reference system, resulting in discrepancies. Through the years, several reference systems has been used, and with each change implemented, a transformation between the old and the new system is done. Today SWEREF 99 is the most applied reference system in Sweden when measuring in the plane.The purpose of this study was to investigate the boundary markers and reference points in part of the area of Ammenäs in Uddevalla municipality. Questions to be answered is: How well does the physical boundary markers and the reference points correspond with the transformed coordinates in the reference system SWEREF 99? What can be the cause ofdifferences? How do deviations affect the practical work with ordinances in the area and how can these be overcome? Through the study, both qualitative and quantitative methodology were applied. The qualitative method has been used for fact collection, both through literature and through interviews and e-mail contact with staff at Uddevalla municipality. The quantitative method was used for the measurement of property boundaries and reference points. Collected data were compared with the coordinates in the reference system SWEREF 99. The results have shown discrepancies between the physical boundary markers and the transformed coordinates in the reference system SWEREF 99. Reference points in the area are consistent with the reference system. The gist of the result is that reference points in part of the area has not given rise to the boundary deviations. The study has revealed that discrepancies existed already in the 1940s, the deviations have since followed in the different reference system changes made over the years. Discrepancies can occur at the interconnection of different core networks and can cause differences in the measurement. The reference network was established in the area after the first properties were formed. Before the SWEREF transition only support measurement on the reference points was performed. To deal with the discrepancies, a new transformation which also supports measurements at boundary markings are needed. Since the deviations do not affect the practical work in Ammenäs, such a process will not take place.