Kurzfassungen der Beiträge

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

Kurzfassung Die präzisen geodätischen Raumbeobachtungsverfahren erfassen viele Zustandsgrößen geophysikalischer Prozesse und ihre zeitlichen Veränderungen. Sie helfen deshalb, Vorgänge und Wechselwirkungen im System Erde besser zu verstehen und liefern damit wichtige Beiträge für andere Erdwissenschaften, z.B. Geophysik, Geodynamik, Astronomie, Ozeanographie, Meteorologie und Hydrologie. In diesem Beitrag werden die Zusammenhänge zwischen den geodätischen Messungen und den Komponenten des Systems Erde aufgezeigt. Die Verbindungen mit anderen Erdwissenschaften und Synergien verschiedener Messverfahren werden verdeutlicht durch die interdisziplinären Themen in zwei größeren DFG-Gemeinschaftsprojekten, an denen die Mitglieder der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie maßgeblich beteiligt sind. Dies sind die Forschergruppe "Erdrotation und globale dynamische Prozesse" sowie der Schwerpunkt "Massentransporte und Massenverteilungen im System Erde". Es werden Ergebnisse gegenwärtiger Forschungsarbeiten aus den Bereichen Geometrie, Erdrotation und Schwerefeld der Erde präsentiert, um den Beitrag geodätischer Messungen zur Erforschung des Systems Erde und die enge Verbindung zu anderen Erdwissenschaften zu veranschaulichen.

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.