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Kombination geodätischer Weltraumverfahren

Schematische Darstellung der Kombination geodätischer Weltraumverfahren
(CC by: Jungang Wang, GFZ)

Die geodätischen Weltraumverfahren Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS), Global Navigation Satellite Systems (GNSS), Satellite Laser Ranging (SLR) und Very Long Baseline Interferometry (VLBI) werden kombiniert, um globale terrestrische Referenzrahmen (TRFs) zu bestimmen. Jede Technik hat ihre individuellen Stärken und Schwächen, und nur eine rigorose Kombination der Techniken ermöglicht die Generierung hochgenauer und stabiler globaler TRFs, welche als ein Hauptprodukt der Geodäsie verstanden werden können. TRFs sind die Realisierung globaler und regionaler terrestrischer Referenzsysteme und können als Koordinatensysteme der Erde verstanden werden. Sie liefern die absolute Referenz für die relativen geodätischen Messungen. Globale TRFs sind auch für das Erdsystemmonitoring unverzichtbar, z. B. für die Bestimmung und Prädiktion des globalen Meeresspiegelanstiegs. Der TRF sollte mindestens eine Größenordnung genauer sein als der beobachtete Effekt. Daher hat das Globale Geodätische Beobachtungssystem (GGOS) spezifische Anforderungen an globale TRFs mit einer Genauigkeit von 1 mm und einer Stabilität von 1 mm/Dekade festgelegt. Die derzeit verfügbaren globalen TRFs erfüllen diese Anforderungen noch nicht. Die Bedeutung genauer und stabiler globaler TRFs wird in der ersten Resolution der Vereinten Nationen (UN) zur Geodäsie hervorgehoben, die am 26. Februar 2015 angenommen wurde (UN-Resolution Nr. 69/266 "A Global Geodetic Reference Frame for Sustainable Development", https://ggim.un.org/documents/A_RES_69_266_E.pdf).

Limitierungen in den TRFs sind begründet in verbleibenden systematischen Effekten in den geodätischen Weltraumverfahren sowie in der Kombinationsstrategie. Wir untersuchen verschiedene Kombinationsstrategien, wie z. B. die klassischen (local and global ties) und innovative Konzepte wie space ties und tropospheric ties. Darüber hinaus untersuchen wir technologische und konzeptionelle Weiterentwicklungen im Bereich der geodätischen Weltraumverfahren. Wir nutzen dabei hauptsächlich Simulationen, aber auch die Analyse realer Daten. Wir leisten einen direkten Beitrag zum Thema 2 "Ozeane und Kryosphäre im Klimawandel" (https://www.gfz-potsdam.de/forschung/themen/unser-forschungsprogramm/forschungsprogramm-2021-2027) des Helmholtz-Forschungsprogramms "Changing Earth - Sustaining our Future" (https://earthenvironment.helmholtz.de/changing-earth/program/)

Forschungsschwerpunkte:

Verschiedene Kombinationsstrategien:

  • Local ties, e.g., Glaser et al. (2019b)
    Project: GGOS-SIM
  • Global ties, e.g., Glaser et al. (2015)
  • Space ties, e.g., Mammadaliyev et al (2021), Schreiner et al. (2021)
    Project: GGOS-SIM-2
  • Tropospheric ties, e.g., Wang et al. (2022)

Weiterentwicklungen in den geodätischen Weltraumverfahren:

  • Stationsnetzerweiterungen, e.g., Glaser et al (2019a)
    Project: GGOS-SIM
  • Next-generation GNSS, e.g., Giorgi et al. (2019), Glaser et al. (2020a)
    Project: ADVANTAGE , NextGNSS4GGOS

Ausgewählte Referenzen:

  • Giorgi G, Schmidt T, Mata-Calvo R, Fuchs C, Hoque M, Berdermaan J, Furthner F, Günther C, Schuldt T, Sanjuan J, Gohlke M, Braxmaier C, Balidakis K, Dick G, Flechtner F, Ge M, Glaser S, König R, Michalak G, Murböck M, Semmling M, and Schuh H (2019) Advanced Technologies for Satellite Navigation and Geodesy. Advances in Space Research, doi:10.1016/j.asr.2019.06.010
  • Glaser S, Fritsche M, Sośnica K, Rodríguez-Solano C J, Wang K, Dach R, Hugentobler U, Rothacher M, Dietrich R (2015) A consistent combination of GNSS and SLR with minimum constraints, Journal of Geodesy, DOI: 10.1007/s00190-015-0842-0
  • Glaser S, König R, Neumayer K H, Balidakis K, Schuh H (2019a) Future SLR station networks in the framework of simulated multi-technique terrestrial reference frames, Journal of Geodesy, DOI: 10.1007/s00190-019-01256-8
  • Glaser S, König R, Neumayer K H, Nilsson T, Heinkelmann R, Flechtner F, Schuh H (2019b) On the impact of local ties on the datum realization of global terrestrial reference frames, Journal of Geodesy, DOI: 10.1007/s00190-018-1189-0
  • Glaser S, Michalak G, Männel B, König R, Neumayer K H, Schuh H (2020a) Reference system origin and scale realization within the future GNSS constellation “Kepler”, Journal of Geodesy, DOI: 10.1007/s00190-020-01441-0
  • Glaser S, Schuh H, König R (2020b) Simulation globaler terrestrischer Referenzrahmen für das Globale Geodätische Beobachtungssystem GGOS (in German), zfv – Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, DOI: 10.12902/zfv-0308-2020
  • Mammadaliyev N, Schreiner P, Glaser S, Neumayer K H, Koenig R, Heinkelmann R, and Schuh H (2021) Potential of VLBI observations to satellites for precise orbit determination, EGU General Assembly 2021, online, 19–30 Apr 2021, EGU21-12458, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu21-12458
  • Schreiner P, Mammadaliyev N, Glaser S, König R, Neumayer K H, Schuh H, (2021) On multi-technique simulation studies to single-satellite space-ties to achieve the Global Geodetic Observing System goals, AGU2021, https://agu.confex.com/agu/fm21/meetingapp.cgi/Paper/934508
  • Wang J, Ge M, Glaser S, Balidakis K, Heinkelmann R, Schuh H (2022) Improving VLBI analysis by tropospheric ties in GNSS and VLBI integrated processing, Journal of Geodesy, 96, 32, DOI: 10.1007/s00190-022-01615-y

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