Sektion 1.2: Globales Geomonitoring und Schwerefeld

Leiter der Sektion: Prof. Dr. Frank Flechtner

Unser primäres Forschungsfeld ist die präzise Vermessung der Figur der Erde, ihres statischen und zeitvariablen Schwerefeldes und ihrer Lage im Raum. Dazu entwickeln, betreiben und analysieren wir moderne Schwerefeld-Satellitenmissionen (CHAMP, GRACE, GOCE, GRACE-FO) und verwenden terrestrische und flugzeuggestützte Gravimetriedaten für regionale Auswertungen oder die Berechnung von höchstauflösenden Schwerefeldmodellen in Kombination mit Satellitendaten. Die verschiedenen GNSS (Global Navigation Satellite System) Signale werden für die präzise Bahnbestimmung diverser Low Earth Orbiting (LEO) Satelliten ausgewertet und zusätzlich benutzen wir die LAGEOS-Satelliten für die Bestimmung der langwelligen Anteile des Schwerefeldes oder der Koordinaten verschiedener global verteilter Bodenstationen.

Um die Bahnen der LEO-Satelliten zu bestimmen, betreiben wir eine Station die hochpräzise, absolute Entfernungsmessungen zu einer Vielzahl von Raumflugkörpern in niedrigen, mittleren und hohen Umlaufbahnen durchführt. Diese SLR (Satellite Laser Ranging) Station ist Teil des weltweiten Netzwerkes derartiger Observatorien, die innerhalb des „International Laser Ranging Service“ (ILRS) organisiert sind. Zusätzlich betreiben wir eine Satelliten-Empfangsstation in Ny-Ålesund auf Spitzbergen für den Datenempfang von Erdsatelliten auf nahezu polaren Umlaufbahnen (wie z.B. GRACE, TerraSAR-X, TanDEM-X). Aufgrund der hohen geografischen Breite der Station können Daten dieser Satelliten bei nahezu jedem Umlauf empfangen werden. Dies ermöglicht sowohl den schnellen Zugriff auf die Daten als auch eine kontinuierliche Überwachung des Betriebszustandes der Satelliten.

Weiterhin werten wir historische und aktuelle Altimetrie-Satellitenmissionen aus, um Meeresspiegeltrends ableiten. Dazu betreiben und analysieren wir ein Netz von Pegelstationen an Küsten als auch GPS-Bojen auf offener See. Dies erlaubt uns, die Beobachtungen der Altimetriesatelliten zu kalibrieren und damit Langzeitveränderungen im Meeresspiegel aufzudecken.

Wir entwickeln, implementieren und betreiben Frühwarnsysteme, z.B. in Indonesien oder im Oman, und tragen damit zur Beobachtung von globalen und lokalen Risiken bei. Dazu werten wir mit GPS und verschiedenen anderen Sensoren bestückte Bojen auf hoher See sowie GPS-kontrollierte Pegel aus und haben ein Nahezu-Echtzeit System zur Aufdeckung von horizontalen und vertikalen Verschiebungen entwickelt, welches durch Erdbeben verursachte Bodenbewegungen mit GPS aufdecken kann. Zusätzlich haben wir kleine und leichtgewichtige Flussbojen zur Überwachung von Überflutungen entwickelt, die z.B. im Mekong Bassin eingesetzt werden.

Schließlich tragen wir zur Errichtung und Betrieb eines hydrometeorologischen Netzes in Zentralasien und zum Global Change Observatory des GFZ auf Gletschern in Zentralasien durch Design, Installation und Betrieb eines hydrologischen Beobachtungssystems in dieser Region bei.

Die verschiedenen Projekte unserer Sektion sind in vier großen Themenfeldern gegliedert:

  1. Entwicklung, Betrieb und Auswertung von Schwerefeld-Satellitenmissionen
  2. Terrestrische und flugzeuggestütze Gravimetrie
  3. Erdsystemparameter und Bahndynamik
  4. Beobachtung von Naturgefahren mit geodätischen Verfahren

Weitere Details und zugehörige Projekte finden sich in den Seiten der Themenfelder.

Kontakt

Prof. Dr. Frank Flechtner

Leiter der Sektion 1.2:
Globales Geomonitoring und Schwerefeld

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