Home | english  | Impressum | Sitemap | KIT

Einfluß der Atmosphäre auf GPS-Ergebnisse am Beispiel des BMBF-Verbundprojektes Referenznetz Antarktis II.

Einfluß der Atmosphäre auf GPS-Ergebnisse am Beispiel des BMBF-Verbundprojektes Referenznetz Antarktis II.
Typ:Diplomarbeit
Datum:1999
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. B. Heck
Betreuer:
Dipl.-Ing. M. Mayer
Dr.-Ing. H. Kutterer

Bearbeiter:Depenthal, C.
Zusatzfeld:

IBNr: 827

mehr ...

Das BMBF-Verbundprojekt Referenznetz Antarktis II (1997 bis 1999) hat sich als wesentliche Zielstellung die Ableitung eines dreidimensionalen Bewegungsfeldes für den atlantischen Teil der Antarktis gesetzt. Im Rahmen der SCAR (Scientific Committee on Antarctic Research) GPS Campaign Epoch 98 wurde im antarktischen Sommer eine Meßkampagne (20.1.1998 - 10.2.1998) durchgeführt. Im Anschluß daran erfolgte am Geodätischen Institut Karlsruhe (GIK) die Auswertung der gesamten SCAR98-Daten mit der Berner GPS-Software Version 4.0.

 

Satellitensignale durchqueren auf ihrem Weg zur Empfänger-Antenne die Atmosphäre und unterliegen somit den physikalischen Gesetzen der Refraktion, wodurch atmosphärisch bedingte Laufzeitverzögerungen entstehen. Es wird dabei zwischen den Effekten einer elektrisch neutralen und einer ionisierten Atmosphäre unterschieden. Diese Auswirkungen werden in geeigneten Modellierungen berücksichtigt.

 

Gegenstand der Diplomarbeit war es zu untersuchen, inwieweit sich unterschiedliche Modellierungen der atmosphärischen Einflüsse auf GPS-Ergebnisse auswirken. Der Untersuchung wurden die SCAR98-Daten der Antarktischen Halbinsel zugrunde gelegt und als Soll-Lösung die Ergebnisse der Auswertung am GIK angehalten. Der Beobachtungszeitraum umfaßte 22 Tage mit einer täglichen Beobachtungsdauer von 24 Stunden.

Für die Ionosphärenmodellierung wurden die globalen Ionosphärenmodelle des CODE (Center of Orbit Determination in Europe) in die Ausgleichung eingeführt und den bisherigen Auswerteergebnissen, die auf lokalen Ionosphärenmodellen basieren, gegenübergestellt. Differenzen zwischen den lokalen und globalen Ionosphärenmodellen konnten erst im Submillimeterbereich festgestellt werden.

 

Bezüglich der unterschiedlichen Troposphärenmodellierungen wurden fünf Troposphärenmodelle unter gleichen Voraussetzungen ausgewertet. Verwendet wurde das erweiterte Saastamoinen-Modell, das modifizierte Hopfield-Modell von Goad und Goodman sowie die mapping functions von Davis, Herring und Niell. Die Ergebnisse wurden mit den bisher vorliegenden Resultaten, bei denen das Standard-Saastamoinen-Modell (Soll-Lösung) eingesetzt wurde, verglichen.

 

Bezüglich der Phasenmehrdeutigkeiten konnten keine signifikanten Differenzen zwischen den Modellen festgestellt werden. Eine Abweichung bei der Berechnung der troposphärischen Streckenkorrektur ergab sich nur beim modifizierten Hopfield-Modell (bis zu 2.5 cm). Bei einem Vergleich der Tageslösungen des erweiterten Saastamoinen-Modells mit der Soll-Lösung stellten sich an einigen Tagen Differenzen in den Koordinatenkomponenten einzelner Stationen heraus (max. 29 mm). Ebenso konnten geringfügige Abweichungen bei einem Vergleich der mapping function von Davis mit der Soll-Lösung festgestellt werden. Bei einer Helmertransformation der Gesamtlösungen kam nur bei dem modifizierten Hopfield-Modell eine leichte Signifikanz gegenüber der Soll-Lösung zum Ausdruck.

 

Die Untersuchung ergab, daß für zukünftige Auswertungen im Bereich der Antarktischen Halbinsel die mapping functions von Herring und Niell zu favorisieren sind, ebenso das bisher verwendete Standard-Saastamoinen-Modell.