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Integrierter Wasserdampf - Auf dem Weg zur externen Referenz bei Untersuchungen hinsichtlich der optimalen Auswertestrategie von GPS-Messungen.

Integrierter Wasserdampf - Auf dem Weg zur externen Referenz bei Untersuchungen hinsichtlich der optimalen Auswertestrategie von GPS-Messungen.
Typ:Diplomarbeit
Datum:2003
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. B. Heck
Betreuer:
Dipl.-Ing. M. Mayer
Dipl.-Met. C. Schmitt

Bearbeiter:Benner, M.
Zusatzfeld:

IBNr: 881

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Im Rahmen dieser Arbeit wurde u. a. ein MATLAB - Programm erstellt, welches aus ausgewerteten GPS-Beobachtungen den integrierten Wasserdampf in der Atmosphäre oberhalb der Beobachtungsstation berechnet. Die Auswertung der GPS-Messungen erfolgte mit der BERNER Software. Nach der Fertigstellung des Programms wurden unterschiedliche Auswertestrategien und deren Einflüsse auf die Berechnungen des Wasserdampfes untersucht, die im schriftlichen Teil der Arbeit, neben dem formalen Weg der Berechnungen des Wasserdampfes, beschrieben werden.

Die verwendeten Testdaten stammten aus der Messkampagne der Antarktis 2002. Es wur-den je fünf Beobachtungstage der drei Basislinien DAL1_OHG1, DAL1_VER1 und OHG1_VER1 mit drei unterschiedlichen Auswertevarianten untersucht. Die drei Varianten unterscheiden sich wie folgt einmal in der Wahl der Atmosphärenmodelle zur Auswertung der GPS-Beobachtungen und einmal in dem gewählten Zeitintervall der stationsspezifischen Troposphärenverbesserungen:

Atmosphärenmodell:
Zeitintervall der Verbesserungen: 
NIELL
1/2 Stunde 
Atmosphärenmodell:
Zeitintervall der Verbesserungen: 
SAASTAMOINEN
4 Stunden 
Atmosphärenmodell:
Zeitintervall der Verbesserungen: 
SAASTAMOINEN
1/2 Stunde 

Die Vergleiche der Ergebnisse, also der berechneten Wasserdampfmengen, der drei Varianten untereinander zeigen eine deutliche Abhängigkeit der Genauigkeit des Wasserdampfgehaltes von den Längen der jeweiligen Basislinien. Bei der kürzesten der drei Basislinien, DAL1_OHG1 (um ca. 300 km kürzer als die beiden anderen Basislinien), sind die Unterschiede zwischen G - S und G - A mit durchschnittlich 5 - 10 mm am größten. Bei den beiden Basislinien DAL1_VER1 und OHG1_VER1, die annähernd gleich lang sind, sind die Unterschiede zwischen G - S und G - A mit nur durchschnittlich 1 - 2 mm minimal. Keine signifikanten Auswirkungen auf die Ergebnisse haben die unterschiedlich gewählten Zeitintervalle der Troposphärenverbesserungen, was in den gleich bleibenden, ruhigen meteorologischen Verhältnissen begründet sein könnte.

Hier müssen weitere Tests durchgeführt werden, um bei unterschiedlich langen Basislinien für speziell die kürzeren das optimale Atmosphärenmodell zu finden.

Aussagen über die absolute Genauigkeit der aus GPS-Beobachtungen berechneten Wasserdampfmengen konnten nicht gemacht werden, da hierfür Vergleichsdaten aus meteorologischen Messungen benötigt wurden, welche aus zeitlichen Gründen nicht mehr in dieser Arbeit untersucht werden konnten.