Geodetic Institute (GIK)

Schätzung der Deformation im Gebiet des Oberrheingraben mittels GNSS

Der Oberrheingraben (ORG) bildet einen Teil des mitteleuropäische Riftsystems. Die Oberflächenbewegungen aufgrund sowohl seismischer als auch anthropogener Aktivitäten sind im Gebiet des ORG von großer Bedeutung. Aus diesem Grund wurde am GIK ein Projekt zur Untersuchung des heutigen Deformationszustandes eingerichtet. Im Rahmen dieses Projekts wird die Krustendeformation im Bereich des ORG und seiner Umgebungen mittels unterschiedlicher geodätischer Verfahren abgeleitet. Dazu gehören klassische geodätische Verfahren wie die Höhenbestimmung durch Präzisionsnivellement und moderne geodätische Verfahren basierend auf Satellitensignale, GNSS und Radarinterferometrie (InSAR).

Obwohl GNSS primär für die Positionsbestimmung im Navigationsbereich mittels Codebeobachtungen entwickelt wurde, ermöglichen die Phasenbeobachtungen über längere Messzeiten eine Positionsbestimmung mit cm Genauigkeit oder besser, welche für die geodätischen Anwendungen nötig ist. Dazu müssen die Phasenmehrdeutigkeiten auf ihre ganzzahligen Werte durch eine Netz-Lösung von mehreren Stationen aufgelöst werden oder mindestens mit höherer Genauigkeit nach PPP-Auswerteverfahren geschätzt werden. In diesem Zusammenhang müssen alle GNSS-Fehlereinflüsse mittels Modellen, relativer Messanordnung oder präzisen Produkten behandelt werden. Als Resultate erhält man die 3D Position mit einer Genauigkeit besser als 1 cm (siehe die Abbildung unten).

 

 

Für eine optimale Nutzung von GNSS zum Ableiten der Deformation im Gebiet des ORG wurde ein Netz von rund 100 Permanenten Stationen GURN (GNSS Upper Rhine Graben Network) als transnationales Kooperationsprojekt eingerichtet. Die Stationen liegen in Deutschland, Frankreich und in der Schweiz. Die Messreihen der verschiedenen Stationen weisen sehr unterschiedliche Zeitlängen auf. Einige davon (SAPOS in Baden-Württemberg) zeichnen seit 2002 GNSS-Beobachtungen auf. Die Andere starten zum späteren Zeitpunkt in 2004 (SAPOS Reihenland-Pfalz) oder 2009 (die Stationen in Frankreich). Die täglichen GNSS-Daten stehen im RINEX oder Hatanaka Format zur Verfügung. Reprocessing der GNSS-Daten mittels einer wissenschaftlichen Software, wie GNSS Bernese Software, zum Ableiten der täglichen Koordinaten ist unter anderem die Aufgabe des GIK. Weiter werden die resultierenden GNSS-Koordinatenzeitreihen analysiert, um die Oberflächengeschwindigkeiten für horizontale und vertikale Komponenten mit höherer Präzision und Zuverlässigkeit zu schätzen. Darüber hinaus können die herkömmlichen Plattentektonischen Bewegungen durch ein internationales oder lokales Modell bestimmt und von geschätzten Oberflächengeschwindigkeiten subtrahiert werden. Die resultierenden Geschwindigkeitsfelder liegen im Bereich von Millimeter pro Jahr und geben die Oberflächendeformation für die horizontalen und vertikalen Komponenten an. Die Abbildungen zeigen die horizintalen und vertikalen Geschwndigkeiten.

 

 

 

 

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