P. Zeimetz, H.Kuhlmann &ndash
Antennenkalibrierung im HF-Labor &mdash Genauigkeit, Nahfeldeinflüsse, Grenzen
Bei der relativen Punktbestimmung mit GNSS-Verfahren stellen Antennen-, Mehrwege- und
Troposphäreneinflüsse häufig die genauigkeitsbeschränkenden Faktoren dar.
Die Antenneneinflüsse können durch die Verwendung von Kalibrierdaten
korrigiert werden, wobei die Qualität der Kalibrierung insbesondere durch die
Nahfeldeffekte der Antennenumgebung limitiert wird.
In dem Vortrag werden Untersuchungen zur Qualitätsabschätzung der absoluten
Antennenkalibrierung im HF-Labor vorgestellt und die in diesem Zusammenhang zu
berücksichtigenden Einflüsse des Antennennahfeldes auf die Kalibrierergebnisse
diskutiert.
D. Dettmering, W. Bosch, R. Savcenko &ndash
Relative Altimeterkalibrierung mittels Multi-Missions Ausgleichung
Altimeterdaten liefern einen wichtigen Beitrag zur räumlichen Beschreibung der
Meeresoberfläche und deren zeitlicher Veränderung.
Um zu langen Zeitreihen und hoher räumlicher Auflösung der Meereshöhen
zu gelangen, müssen die Daten aller verfügbaren Altimetermissionen kombiniert werden.
Vor einer gemeinsamen Verwendung ist es notwendig, die verschiedenen Altimetersysteme
untereinander zu kalibrieren. Dazu wurde am DGFI eine Methode entwickelt,
die auf diskreter Kreuzungspunktanalyse basiert (DCA, Discrete Crossover Analysis).
Diese ermöglicht eine globale, simultane Kalibrierung aller Altimetersysteme.
Das Verfahren sowie die damit erzeugten Ergebnisse werden vorgestellt und analysiert.
T. Artz, S. Böckmann, A. Nothnagel, V. Tesmer &ndash
Einfluss der VLBI Netzgeometrie auf die Schätzung der EOP
Zwischen den offiziellen Zeitreihen der Polbewegung des International VLBI Service
for Geodesy & Astrometry (IVS) und des International GNSS Service (IGS) existieren
zeitweise systematische Differenzen. Durch geeignete Auswerteansätze lassen sich
Unterschiede in der Parametrisierung und Modellierung als Ursache dieser Systematiken
ausschließen. Da der der IGS Lösung zu Grunde liegende terrestrische
Referenzrahmen wesentlich stabiler ist als der der IVS Lösung, ist zu vermuten,
dass die Systematiken in der VLBI-Beobachtungsgeometrie zu suchen sind.
In den hier gezeigten Untersuchungen versuchen wir, die Eigenschaften der durch VLBI
bestimmten Polbewegung durch den Vergleich zweier verschiedener Netzwerkplanungen
zu beschreiben.
S. Böckmann, A. Nothnagel &ndash
Die Varianzkomponentenschätzung in der IVS Kombination
Im Rahmen des International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) werden
die Lösungen verschiedener Analysezentren zu dem offiziellen IVS Produkt kombiniert.
Um die unterschiedlichen Varianzlevel der Einzellösungen zu berücksichtigen,
werden relative Gewichtsfaktoren mittels Varianzkomponentenschätzung bestimmt.
In dieser Präsentation wird der verwendete Algorithmus zur Schätzung der
Gewichtsfaktoren innerhalb der IVS Kombination erklärt und die geschätzten
Varianzkomponenten diskutiert. Darüber hinaus werden Vergleiche angestellt,
die die durch die Varianzkomponentenschätzung erzielte Verbesserung zeigen.
A. Stürze, W. Söhne, G. Weber, L. Mervart &ndash
Real-Time GNSS &mdash Modellierung im Zustandsraum (State Space)
Die Modernisierung vorhandener GNSS-Systeme und die Entwicklung des europäischen
Satellitennavigationssystems Galileo wird mit einer stark zunehmenden Anzahl
von Beobachtungstypen einhergehen.
Das für Echtzeitanwendungen gängige Prinzip, bei den Beobachtungskorrekturen
an den Nutzer übertragen werden, gerät damit an Grenzen.
Das Zustandsraum-Konzept hingegen, bei dem es Fehlerkomponenten in geeigneter Weise zu
ermitteln gilt, kann als vorteilhafte Alternative fungieren.
Die Realisierung dieses Konzeptes wird am Beispiel von Satellitenbahn- und -uhrenkorrekturen
aufgezeigt.
U. Hugentobler &ndash
GNSS Bahnmodellierung und Referenzsystem
GNSS Bahnen realisieren ein Quasi-Inertialsystem, welches die Grundlage bildet
zur präzisen Punktbestimmung und zur Überwachung der Erdrotation mittels
dieser Technik. Probleme mit der Strahlungsdruckmodellierung
verunmöglichen eine präzise Lagerung dieses Rahmens;
die Bewegung des scheinbaren Geozentrums hängt vom verwendeten Strahlungsdruckmodell ab.
Defizite in der Strahlungsdruckmodellierung werden offensichtlich in den SLR Residuen
zu den zwei mit Reflektoren bestückten GPS Satelliten.
Orbitmodellierungsprobleme zeigen sich auch in den Bahndifferenzen an den Tagesgrenzen.
Hier zeigt sich ein prominentes Muster mit einer Periode von rund 14 Tagen.
Dass in Spektren von Stationskoordinaten-Zeitserien Frequenzen von 1/350d und Vielfache
gefunden wurden, deutet ebenfalls auf Bahnprobleme. Infolge der Kommensurabilität
der GPS-Umlaufszeit mit der Erdrotation lassen sich allerdings bahnspezifische Probleme
und stationsspezifische Effekte wie z.B. Multipath schwer trennen.
M. Heinze, D. Svehla &ndash
Kombinierte Prozessierung der GIOVE-A- und GPS-Beobachtungen der
Galileo Experimental Sensor Stations
Unter Verwendung der GPS- und GIOVE-A-Beobachtungen der 12 Galileo Experimental Sensor Stations
(GESS) aus dem Frühjahr 2007 wurden Stationskoordinaten und Troposphärenparameter
geschätzt und auf deren Wiederholbarkeit überprüft.
Außerdem wurde die Stabilität der Stationsuhren untersucht,
die deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Stationen aufweist.
Darüber hinaus wurden die Code-Beobachtungen von GIOVE-A genauer analysiert und
für den gesamten Datensatz von etwa 50 Tagen sog. "Code-Ambiguities" bestimmt.
Zusätzliche Untersuchungen der Residuen zeigen, dass zwischen den einzelnen Frequenzbändern
E1 und E5a/E5b große Differential Code Biases (DCB) auftreten und dass
einzelne Frequenzen/Kanäle deutliche Sprünge aufweisen.
Aus den Phasenbeobachtungen unterschiedlicher Frequenzen/Kanäle wurden Satellitenbahnen
und -uhren für GIOVE-A bestimmt und miteinander verglichen,
um ein Maß für deren Genauigkeit liefern zu können.
Die Beobachtungen der GESS wurden zudem auch auf Doppeldifferenz-Level
ausgewertet und die Ergebnisse mit denen aus der Zero-Difference-Level-Prozessierung
verglichen.
Zudem wurden GIOVE-A-Beobachtungen unter Verwendung der geometriefreien Linearkombination
zwischen aufeinanderfolgenden Epochen analysiert. Dadurch werden die Phasenmehrdeutigkeiten
und die Einflüsse der Ionosphäre beseitigt und lediglich Mehrwegeffekte und Rauschen
verbleiben.
Weiterhin wurde die Leistung der Doppeldifferenzen zwischen GPS-Satelliten und GIOVE-A
untersucht. Wenn sich die "inter-receiver biases" stabil genug verhalten, werden
die Anteile der Satelliten- und Stationsuhren durch die Bildung der Doppeldifferenzen
komplett entfernt und die daraus resultierenden Mehrdeutigkeiten sollten keinerlei
Drift aufweisen.
R. Schmid, U. Hugentobler &ndash
Verarbeitung von VLBI-Daten mit der Bernese GPS Software
Im Zusammenhang mit der Einrichtung des Global Geodetic Observing Systems durch die IAG
rückt auch die Kombination unterschiedlicher geodätischer Raumverfahren auf
Beobachtungsebene immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses.
Hierfür sind Softwarepakete erforderlich, die in der Lage sind,
die Beobachtungsdaten von zwei oder mehr Verfahren zu verarbeiten.
Unter den zwölf von Haas (2004) aufgelisteten VLBI-Analyseprogrammen befinden sich
mit dem norwegischen Programm GEOSAT und dem französischen GINS immerhin zwei,
die auch GPS-Daten verarbeiten können. Zumindest GINS erreicht jedoch noch nicht das
Qualitätsniveau der Analysezentren von IGS und IVS.
Um zukünftig ein weiteres Softwarepaket zur Kombination von GPS und VLBI auf
Beobachtungsebene zur Verfügung zu haben, wurde im Laufe der vergangenen vier Jahre
die Verarbeitung von VLBI-Daten in die Bernese GPS Software implementiert.
Dabei wurden jedoch nicht die rohen Korrelatorergebnisse verarbeitet,
sondern vorverarbeitete Daten im NGS Card Format, das zunächst in ein
Bernese-Format konvertiert werden musste. Die VLBI-Beobachtungen durchlaufen im
allgemeinen die Verarbeitungskette für GNSS-Code-Beobachtungen.
Der beobachtete Delay sowie sämtliche Korrekturterme werden dabei zunächst
aufgespalten auf die zwei an der Beobachtung beteiligten Stationen,
um durch die Bildung einfacher Differenzen die entsprechenden Werte für die
jeweilige Basislinie zurückzuerhalten. Eine Bildung doppelter Differenzen wird
unterbunden.
Trotz bislang vereinfachter Modellierung konnte die Auswertung der Daten der Kampagne CONT02
für einige Parameter bereits eine gute Übereinstimmung mit den Resultaten
unabhängiger GPS- und VLBI-Auswertungen zeigen. Am besten stimmen
troposphärische Zenitverzögerungen und Gradienten überein, ein wenig
schlechter schneiden Erdrotationsparameter sowie die Koordinatenwiederholbarkeit ab.
Eine mögliche Erklärung für die etwas schlechtere Qualität der Lösungen
könnte die vereinfachte Modellierung der Stationsuhren oder die Nichtberücksichtigung
VLBI-spezifischer Effekte wie der thermischen Teleskopdeformation sein.
Für die Zukunft sind eine Optimierung der Modellierung, die Einführung
zusätzlicher unbekannter Parameter (v.a. Quasarkoordinaten) sowie
Kombinationsstudien angedacht.
Haas R (2004) Analysis strategies and software for geodetic VLBI. In: Bachiller R, Colomer F,
Desmurs J-F, de Vicente P (eds)
Proc 7th European VLBI Network Symposium, Observatorio Astronómico Nacional, Toledo, pp 297-301.
Th. Gruber, R. Rummel, C. Stummer &ndash
Die Verarbeitung der GOCE Daten von der Messung bis zum Schwerefeld
Die Berechnung von globalen Schwerefeldmodellen aus den Daten der GOCE Gradiometriemission
der ESA erfordert eine umfangreiche Prozessierungskette am Boden.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die ursprünglichen Messdaten,
die notwendigen Schritte der Vorverarbeitung sowie eine Übersicht über die
endgültigen Schwerefeldprodukte.
R. Savcenko, W. Bosch, D. Dettmering &ndash
EOT08a &mdash Ein neues Gezeitenmodell aus Multi-Session-Altimetrie
Weil die Ozeangezeiten achtzig Prozent der Gesamtvariation der Meeresoberfläche darstellen,
ist die hohe Genauigkeit des verwendeten Gezeitenmodels eine der wichtigsten Voraussetzungen
für die Studien anderer geophysikalischen Phänomene.
Obwohl moderne Gezeitenmodelle ein hohes Genauigkeitsniveau aufweisen, sind diese nicht
fehlerfrei und weisen besonders im Flachwasserbereich erhebliche Fehler auf.
Eine der Möglichkeiten die Gezeitenmodelle zu verbessern und damit
die neue Gezeitenmodelle zu entwickeln, ist die direkte Analyse von Altimeterdaten.
Weil die Altimetermessungen sich nur in mehreren Tagen an demselben Ort wiederholen,
treten die Alias-Effekte auf, was die Separation einzelner Gezeitensignale
aus den Daten einer Mission erheblich erschwert oder gar unmöglich macht.
Durch die Kombination von Zeitreihen unterschiedlichen Altimetermissionen wurden
die Trennbarkeitseigenschaften der Zeitreihen erheblich verbessert.
Die Ergebnisse der residualen Gezeitenanalyse wurden für die Entwicklung eines neuen
Gezeitenmodel EOT08a (Empirical Ocean Tide Model obtained from altimeter data).
Die Validierung des neuen Gezeitenmodells wurde mittels der Untersuchung
der Altimeterzeitreihen an Kreuzungspunkten und der Vergleichen mit Pegeldaten durchgeführt.
U. Schreiber, T. Klügel, A. Velikoseltsev &ndash
Fortschritte in der geodätischen Nutzung des "G" Ringlasers
Extremely precise inertial rotation sensors being attached to the Earth allow
the measurement of the absolute rotation rate of the Earth and the orientation
of the instantaneous rotation axis in an Earth fixed frame with high temporal resolution.
The world's most precise inertial rotation sensor, the "G" ring laser at the Geodetic
Observatory Wettzell operating since 2001, has undergone a technical upgrade in 2006.
The former resolution of 10-8 with respect to the Earth rotation rate could be further
improved giving more insight to signals affecting inertial Earth rotation measurements.
This implies a better determination of the retrograde diurnal polar motion terms,
also known as Oppolzer terms, that cannot be directly be measured by the geodetic
space techniques. The recent detection limit for periodic signals in the diurnal
to semi-diurnal frequency band is 0.2 milliseconds for length-of-day variations
or 0.5 milliarcseconds (2.5 nanorad) for polar motion.
H. Wziontek, R. Falk, H. Wilmes, P. Wolf &ndash
Comparision of different approaches to combine superconducting and absolute
gravitiy measurements
The combination of concurrent sets of superconducting and absolute gravity measurements
leads to a verified gravity time series and an entire control of the contributing instruments.
A method is described to derive the scale factor and zero drift function of the
superconducting gravimeter and a reliable survey of the instrumental stability
of absolute meters with high precision and without the demand of gravity reductions.
Results for selected superconducting gravity stations are presented and compared with
a classical combination approach based on reduced mean values over a certain epoch.
P. Steigenberger,
J. Boehm, V. Tesmer, U,. Hugentobler &ndash
Vergleich von GMF/GPT mit VMF1/ECMWF und Konsequenzen für die Korrektur
atmosphärischer Auflasten
Die troposphärische Refraktion trägt heute noch immer zu einem erheblichen Teil
des Fehlerbudgets der geodätischen Raumverfahren im Mikrowellenbereich (GPS, VLBI, DORIS)
bei. Mappingfunktionen wie die Vienna Mapping Function 1 (VMF1) die auf Wettermodelldaten
basieren, sowie hydrostatische a priori Zenitverzögerungen die ebenfalls mit
Wettermodellen (ECMWF) bestimmt wurden, stellen die derzeit beste verfügbare
Troposphärenmodellierung dar. Wesentlich einfacher in der Anwendung sind jedoch die
empirische Global Mapping Function (GMF) und das Global Pressure and Temperature (GPT)
Modell zur Berechnung der hydrostatischen a priori Zenitverzögerungen.
Dieser Beitrag vergleicht homogen reprozessierte GPS-Langzeitreihen die sich lediglich
in der Troposphärenmodellierung unterscheiden: (1) GMF/GPT und (2) VMF1/ECMWF.
Die Auswirkungen auf die mittleren Stationskoordinaten und -geschwindigkeiten werden
durch Vergleiche entsprechender Referenzrahmen untersucht.
Ein direkter Vergleich der Koordinatenzeitreihen ermöglicht die Analyse des
Einflusses der Troposphärenmodellierung auf periodische Signale.
Insbesondere wird auf die teilweise Kompensation von atmosphärischen Auflasten durch
die Defizite von Ansatz (1) eingegangen.
D. Angermann &ndash
Zum Beitrag geodätischer Raumbeobachtungsverfahren für die Erdwissenschaften
W. Bosch, T.Mayer-Gürr, R. Savcenko, D. Dettmering &ndash
Combining GRACE-only gravity fields and Satellite Altimetry &mdash
a new approach estimating both, a detailed marine geoid and the mean dynamic topography
A new approach is applied for combining data of the GRACE gravity mission and of the
TOPEX and ERS2 altimeter missions. The processing is based on the analysis of short
arcs of the altimeter satellite data. The gravity field is parameterized by space
localizing basis functions. The results for test areas in the Atlantic Ocean are
compared with independent data from a high resolution geoid model, marine gravity anomalies,
and external models of the mean dynamic topography.
W. Schwegmann, A. Kranstedt, B. Richter &ndash
From Data to Knowledge &mdash Aufbereitung, Vernetzung und Erschließung
heterogener Daten am Beispiel von IERS und ERIS
Mit dem "Global Geodetic Observing System (GGOS)" plant die IAG ein
globales Beobachtungssystem aufzubauen, das die drei geodätischen Pfeiler Erdfigur-,
Erdrotations- und Gravitationsfeldbestimmung miteinander verknüpft.
Vor dem Hintergrund internationaler Programme wie GEOSS und GMES soll damit nicht
zuletzt auch eine integrative Schnittstelle der Geodäsie für den Austausch globaler
Daten mit anderen Geowissenschaften aufgebaut werden.
Voraussetzungen hierfür sind ein modernes Datenmanagement und eine offene Datenpolitik.
Dies beinhaltet vielfältige Aspekte wie z.B. die Aufbereitung und Erschließung
heterogener Daten, ihre geeignete Präsentation und Verfügbarkeit in einem wachsenden
Netz von Daten- und Informationssystemen, aber auch Fragen des Urheberrechts und
der Zitierfähigkeit wissenschaftlicher Daten.
Am Beispiel der Informationssysteme "IERS Data and Information System" und
"Earth Rotation Information System (ERIS)" werden Entwicklungen und Erfahrungen
auf diesen Gebieten beschrieben, die nutzbringend in zukünftige Projekte
eingebracht werden können.
So ist im Zuge der Datenaufbereitung die Integration verschiedenster heterogener
und mehr oder weniger strukturierter geodätischer Datenformate erforderlich.
Dies erfolgt im IERS und ERIS durch eine Beschreibung der Daten basierend auf der
eXtensible Markup Language (XML). Damit wird eine Technologie verwendet,
die in den letzten Jahren zu einem Standard für den Austausch von Daten und
für die verteilte Nutzung von Daten über das Internet geworden ist.
Die Erschließung der Daten durch den Nutzer sowie ihre Verfügbarkeit in interdisziplinären
Forschungskontexten erfordert deren Beschreibung mit Hilfe standardisierter Metadaten.
Hierzu bietet sich der ISO 19115 Standard "Geographic Information - Metadata" an.
Dieser wird von zahlreichen Metadatenkatalogen verwendet,
die eine interdisziplinäre Suche nach Geodaten erlauben.
Die Weitergabe der Metadaten erfolgt dabei über standardisierte XML-basierte Schnittstellen
wie den CatalogueService Web (CSW).
Die Sicherung von Urheberrechten und die Zitierfähigkeit wissenschaftlicher Daten im
Rahmen der Veröffentlichung und Archivierung erfordert schließlich die dauerhafte
eindeutige Referenzierbarkeit von Datensätzen. Hierfür bieten sich persistente
Identifizierer wie "Digital Object Identifier (DOI)" an, die international anerkannt
sind und zunehmende Verbreitung finden.
Die Erschließung der Daten endet aber nicht mit ihrer Veröffentlichung.
Sie umfasst auch die Bereitstellung interaktiver Werkzeuge zur Datenvisualisierung und
Datenanalyse, dem Verschneidung großer Datensätze und ihrem Export in vielfältige
Ausgabeformate, wie sie aktuell für den IERS und ERIS entwickelt und getestet werden.
A. Nothnagel &ndash
Zur Nutzung des Wettzell TWIN Teleskops für hochgenaue UT1-Messungen
Das Wettzell Twin-Teleskop wird völlig neue Beobachtungskonfigurationen für die Bestimmung
von UT1 erlauben. In diesem Vortrag sollen Ideen für die Nutzung vorgestellt und notwendige
Voraussetzungen diskutiert werden.
R. Rummel &ndash
Satellitengeodäsie &mdash Wohin geht die Reise?
Die Satellitengeodäsie hat in den zurückliegenden Jahrzehnten eine unglaubliche Entwicklung
erlebt; neue Programme, Missionen, Technologien und Auswerteverfahren schufen für die
Geodäsie die Möglichkeit, fundamentale Beiträge für die Praxis, für die
Geowissenschaften und neuerdings auch für die Erdsystemforschung zu liefern.
Bleiben dann überhaupt noch Freiräume für zukünftige Entwicklungen?
Es soll der Versuch unternommen werden, einige Trends zu skizzieren,
aus denen neue Chancen und Möglichkeiten für die Geodäsie in Wissenschaft und
Anwendung erwachsen. Stichworte sind die Parallelität mehrerer Satellitennavigationssysteme,
Planeten- und Mondmissionen, Formationsflüge mehrere Satelliten,
Verbindungsmessungen zwischen Satelliten sowie Zeitmessung, -haltung und -synchronisation.
Gleichzeitig soll auf die heute noch existierenden methodischen Probleme und
Beschränkungen eingegangen werden.