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GNSS-Referenzstation KARL

Seit 20. März 1997 betreibt das Geodätische Institut des KIT (GIK) in Kooperation mit dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG, ehemals IfAG, Institut für Angewandte Geodäsie) eine GNSS-Permanentstation mit der Bezeichnung KARL. Die auf dem Messdach des GIK installierte Empfangsanlage besteht aus einer hochpräzisen, absolut kalibrierten Chokering-Antenne mit Radom (LEIAR25.R4 LEIT), einem geodätischen GNSS-Empfänger (JPS LEGACY), einem Kontrollrechner, einer meteorologischen Station, der notwendigen Netzwerkinfrastruktur und einer Notstromversorgung. Der Empfänger zeichnet permanent 24 Stunden am Tag alle von GNSS-Satelliten ankommenden Signale auf und leitet diese an das Daten- und Auswertezentrum des BKG in Frankfurt/Main weiter. Während zunächst nur die Signale des amerikanischen Satellitennavigationssystems GPS registriert wurden, ist die Anlage heute darüber hinaus in der Lage die Signale des russischen GLONASS-, des europäischen Galileo- und des chinesischen Beidou-Systems, somit aller existierenden globalen Satellitennavigationssysteme (GNSS), zu empfangen.

Die Station mit der Bezeichnung KARL00DEU ist seit 30.08.1998 in das europäische EPN (EUREF Permanent GNSS Network)-Netz eingebunden und dient unter anderem der Festlegung des europäischen geodätischen Referenzsystems, in welches die Systeme der nationalen Landesvermessungen eingehängt sind. Bis Oktober 2010 war die Station KARL darüber hinaus in das Satellitenpositionierungssystem der deutschen Landesvermessungen (SAPOS) integriert, wo sie als Referenz für lokale Vermessungen z.B. im Kataster und in der Ingenieurvermessung benutzt wurde. Auch in dem für die regionale Überwachung von Bodenbewegungen im Bereich des Oberrheingrabens verwendeten, grenzüberschreitenden GNSS-Netz GURN (GNSS Upper Rhine Graben Network) ist die Station KARL ein wesentlicher Bestandteil. Die Station KARL ist darüber hinaus Bestandteil der nationalen und internationalen Netze ascos, DREFonline und GREF.

Die an der Station KARL aufgezeichneten GNSS-Daten werden online in das GNSS Data Center (GDC) übertragen und dort in unterschiedlichen zeitlichen Auflösungen gespeichert. Standardmäßig werden die Daten mit einer Datenrate von 30 s archiviert. Für einen begrenzten zurückliegenden Zeitraum werden auch hochaufgelöste Daten (1 Hz) von KARL gespeichert, welche von ftp://igs.bkg.bund.de/EUREF/highrate/ heruntergeladen werden können. An dieser Stelle befindet sich ein Ordner des aktuellen Jahres indem sich die Unterordner der einzelnen DoY (Day of Year) befinden. Darin existieren jeweils Unterordner a - x für diesen Tag, welche Daten der einzelnen Stunden a = 0:00:00 - 0:59:59, ... enthalten. In diesen Ordnern liegen vier Dateien für jede Station, welche Viertelstunden-Daten enthalten. Die dort abgelegten Dateien sind doppelt komprimiert: gnuzip und hatanaka. Um die einzelnen Viertelstunden-Daten zusammenzufassen, kann beispielsweise das Modul mergeRinObs des GPSToolKit genutzt werden.

Die aus den Messungen jeweils eines gesamten Tages berechneten Koordinaten des Antennenstandpunktes bilden nunmehr Jahrzehnte lange Zeitreihen, in denen nicht nur die tektonischen Bewegungen der eurasischen Platte, sondern weitere, insbesondere jahresperiodische Änderungen sichtbar sind, die wahrscheinlich temperaturbedingte Bewegungen des Gebäudes widerspiegeln. Da die von den Satelliten abgestrahlten elektromagnetischen Signale die Erdatmosphäre durchlaufen und deren Laufzeit u.a. durch den jahreszeitlich variierenden Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre beeinflusst wird, ergibt sich ferner die Möglichkeit klimatologische Faktoren wie zeitliche Veränderungen der Atmosphäre zu erfassen.

Seit über 20 Jahren nimmt die GNSS-Permanentstation KARL einen festen Platz in Forschung und Lehre am GIK ein. Bis heute ist das GIK das einzige deutsche Hochschulinstitut mit direktem Zugang zu einer solchen GNSS-Referenzstation.

Fragen zur GNSS-Referenzstation KARL richten Sie bitte an Kurt Seitz oder Michael Illner.