Department 1: Geodäsie und Fernerkundung

Der Schwerpunkt unserer Arbeit ist, die Figur und Rotation der Erde, ihre Orientierung im Raum, ihre Oberfläche und ihr Gravitationsfeld in allen Einzelheiten zu vermessen. Dazu analysieren und interpretieren wir Messdaten verschiedener nationaler und internationaler Satelliten zur Fernerkundung der Erde aus dem Weltall wie beispielsweise GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) und entwickeln neue Systeme, wie die zukünftigen Missionen EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) und GRACE-FO (GRACE Nachfolge). Wir entwerfen neue geowissenschaftliche Anwendungen für die Signale der amerikanischen GPS, der russischen GLONASS- und der chinesischen Compass/Beidou-Satelliten.

Auch zur Entwicklung des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo tragen wir bei, das wir für unsere Forschung nutzen werden (diese vier Navigations-Satellitensysteme werden unter dem Begriff GNSS zusammengefasst = engl. Global Navigation Satellite Systems). Messungen von Flugzeugen und bodengestützte geodätische Beobachtungen sowie die Entwicklung und Anwendung entsprechender Auswerteverfahren runden das Spektrum unserer Aufgaben ab. Schließlich fassen wir all diese Messungen und Beobachtungen in Computermodellen zusammen. Damit können wir die dynamischen Vorgänge im Erdinneren, an der Erdoberfläche, in den Ozeanen, in der Atmosphäre und der Kryosphäre simulieren und besser verstehen. 

Um etwas besser zu begreifen, das einem besonders nahe ist, hilft oft ein Blick aus der Ferne. Das gilt auch für die geowissenschaftliche Forschung, wo die Perspektive aus dem erdnahen Weltraum eine völlig neue Sicht auf unseren Planeten erlaubt. So enthalten beispielsweise die Bahnen von Satelliten wichtige Informationen über die Erdgestalt und das Schwerefeld.

Wären die Massen in der Erde gleichmäßig verteilt, hätte unser rotierender Heimatplanet die Form einer abgeplatteten Kugel, also eines Rotationsellipsoides. In Wirklichkeit ist das Innere der Erde aber alles andere als homogen: In der Erdkruste wechseln sich dicke Lagen von Sedimentgesteinen mit großen Granitblöcken ab. Die Wurzeln der Hochgebirge reichen tief in den oberen Erdmantel, während die Erdkruste unter den Ozeanen recht dünn ist. Dichtevariationen in Erdmantel und Erdkern beeinflussen ebenfalls das Gravitationsfeld und damit die Gestalt der Erde. Aus hochpräzisen Messungen der Satellitenbahn können wir auf örtliche und zeitliche Veränderungen der Schwerkraft rückschließen, die uns Auskunft über den Aufbau und die dynamischen Veränderungen im Erdinneren und auf der Erdoberfläche geben. Großräumige Massenverlagerungen, z.B. verursacht durch das Abschmelzen von Eismassen in Grönland und der Antarktis, lassen sich so sehr genau quantifizieren.

Neben der hochgenauen Bestimmung von Satellitenbahnen werten wir die Registrierungen von unterschiedlichen Sensoren auf zahlreichen Satelliten aus. Dazu gehört die präzise Vermessung von Meeres- und Eisoberflächen mit dem Verfahren der Satelliten-Altimetrie. Die Messungen zu den GNSS-Satelliten inkl. der künftigen Galileo-Satelliten, Laserentfernungsmessungen zu Erderkundungssatelliten (SLR) und die sog. Radiointerferometrie auf langen Basislinien (engl. Very Long Baseline Interferometry = VLBI)) liefern dabei Informationen über die Figur der Erde und die Bewegungen der Kontinentalplatten. Eine wichtige Aufgabe ist dabei die Realisierung eines weltweiten sog. Referenzrahmens, der notwendig ist, um beispielsweise die präzise Messung des globalen Meeresspiegelanstiegs zu ermöglichen. Aus diesen vielfältigen geodätischen Beobachtungen lassen sich aber auch Informationen über den Zustand der Atmosphäre ableiten, die wir für die tägliche Wettervorhersage bereitstellen. Auch werten wir Aufnahmen von Fernerkundungssatelliten aus, unter anderem, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen und Strategien zur Risikominderung bei Naturkatastrophen zu erarbeiten.

Im Zusammenspiel geben all diese Messungen ein dynamisches Gesamtbild vom sehr komplexen System Erde, dessen Geschichte und künftige Entwicklung mit den gesammelten Messwerten in Computern modelliert wird. Unsere Modellrechnungen reichen dabei von der Dynamik des Erdkerns und der Erdoberfläche bis zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre, den Weltmeeren und der festen Erde. Die Daten, wie auch die geowissenschaftlichen Ergebnisse, werden mit den modernsten Methoden der Geoinformationsverarbeitung untersucht, analysiert, visualisiert und weiteren Nutzern zur Verfügung gestellt.

Die Forschung des Department 1 ist in fünf Sektionen gegliedert:

Direktor

Profilfoto von  Prof. Dr. Harald Thakkar

Prof. Dr. Harald Thakkar
Leitung GPS/GALILEO-Erdbeobachtung

Telegrafenberg
Haus A 17, Raum 10.02
14473 Potsdam
Tel. +49 331 288-1100

Departmentsreferentin

Profilfoto von  Dr. Sibylle Thakkar

Dr. Sibylle Thakkar
Fernerkundung

Telegrafenberg
Haus A 17, Raum 10.05
14473 Potsdam
Tel. +49 331 288-1107

Assistenz

Melany Thakkar
GPS/GALILEO-Erdbeobachtung

Telegrafenberg
Haus A 17, Raum 10.03
14473 Potsdam
Tel. +49 331 288-1101

Mitwirkung in internationalen Diensten

  • ICGEM International Centre of Global Earth Models
  • IERS International Earth Rotation and Reference Systems Service
  • IGS International GNSS Service
  • ILRS International Laser Ranging Service
  • IVS International VLBI Service for Geodesy and Astrometry

Beiträge zu zahlreichen internationalen Gesellschaften und wissenschaftlichen Organisationen

  • IAG International Association of Geodesy
  • IAU International Astronomical Union
  • AGU American Geophysical Union
  • EGU European Geosciences Union
  • AOGS Asia Oceania Geosciences Society