21. Oktober 2024, 14:00 bis 15:00

Rigorosum Džana Halilović

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Parameterbestimmung auf Basis globaler multi-GNSS Referenznetz-Beobachtungsdaten

Die Geodäsie hat mit dem Aufkommen moderner Weltraumgeodätischer Techniken eine tiefgreifende Veränderung durchlaufen. Diese Methoden ermöglichen präzise Messungen der Form, der Rotation und der Orientierung der Erde im Raum. Zudem spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Überwachung der Erdatmosphäre und der Beobachtung geophysikalischer Phänomene. Sie dienen sowohl der wissenschaftlichen Forschung als auch praktischen Anwendungen.Im Rahmen dieser Arbeit wurden GNSS-basierte Anwendungen genutzt. Diese nehmen eine herausragende Stellung unter den Weltraumgeodätischen Techniken ein. Sie ermöglichenpräzise Schätzungen der Polkoordinaten (x, y) und der Tageslänge (LoD), die gemeinsamals Erdrotationsparameter (ERPs) bezeichnet werden. Hochgenaue ERP-Zeitreihen sind unerlässlich,um komplexe Dynamiken der Erde zu verstehen und genaue Referenzsysteme zu etablieren. Davon profitieren die meisten Anwendungen in der Navigation und Positionierung.Dank eines umfangreichen Netzwerks weltweit aktiver GNSS-Stationen ist eine globale Abdeckung gewährleistet, welche eine beispiellos genaue Bestimmung der ERPs ermöglicht. Allerdings sind mehrere Fehlerquellen, welche die GNSS-Signallaufzeit zwischen Satellitund Empfänger beeinflussen, zu beachten. Eine Hauptfehlerquelle ist die Ionosphäre, ein für Mikrowellen dispersives Medium das Signalverzögerungen verursacht, wenn die Signaledurch die Erdatmosphäre zu bodengebundenen Empfängern gelangen. Durch die Nutzungvon Beobachtungen auf 2 Frequenzen ist es allerdings möglich, mit der sogenanntenionosphärenfreien Linearkombination einen erheblichen Teil dieser Verzögerung zu eliminieren. Andererseits ermöglicht die geometriefreie Linearkombination von Mehrfrequenzbeobachtungendie Erstellung von Ionosphärenmodellen und damit die Beschreibung vonionosphärischen Zustandsgrößen. Diese Modelle können anschließend verwendet werdenum Laufzeitkorrekturen für Beobachtungen von Massenmarkt- Einfrequenz-Empfängern zuberechnen.Das Ziel dieser Arbeit war es, die bereits erwähnten Erdrotationsparameter (ERPs) als auch ionosphärische Informationen in Form von VTEC-(Vertical Total Electron Content)-Kartenzu schätzen und zu analysieren. Hierfür wird insbesondere eine Kombination aus GPS- undGalileo-Beobachtungen prozessiert, um zu beurteilen, inwieweit diese Lösungen durch dieVerwendung von Multi-GNSS-Kombinationen im Gegensatz zu einzig auf GPS Daten basierendenBeobachtungen verbessert wurden.Besondere Aufmerksamkeit gilt dem europäischen Galileo-System. Seit dem Start seinesersten Testsatelliten im Dezember 2005 hat Galileo eine entscheidende Rolle als Ergänzungzu etablierten GNSS-Systemen wie dem US-amerikanischen GPS und dem russischen GLONASS gespielt. Es kann gezeigt werden, dass die Kombination von Galileo- mit GPSBeobachtungeneine deutlich verbesserte Genauigkeit bei der präzisen Parameterabschätzungliefert, sofern für Galileo hochpräzise Bahndaten basierend auf neuen Strahlungsdruckmodellen zur Verfügung stehen.Die Methodik dieser Forschung umfasste die Verarbeitung von Beobachtungs-daten in der Bernese GNSS Software Version 5.2 (BSW). Beobachtungen von einem weltweit verteilten Netzwerk von GNSS IGS-Stationen wurden verwendet, um ERP-Zeitreihen (Erdrotationsparameter) zu schätzen. Je nach Kombination der Beobachtungen (nur GPS oder kombiniertes GPS+Galileo) und dem verwendeten Strahlungsdruckmodell wurden sechs Lösungen über 1-Tages- und 3-Tages-Bögen berechnet. Zusätzlich wurde ein detailliertes regionalesIonosphärenmodell für die mittleren Breiten Europas mithilfe von Daten von GNSS IGS und EPOSA-Permanentstationen (Echtzeit Positionierung Austria) erstellt, wobei die modifizierte Single-Layer-Mapping-Funktion (MSLM) und die geometriefreie lineare Kombination verwendet wurden. Die Ergebnisse wurden anhand einer Gegenüberstellung mit etablierten Modellen validiert. Dabei konnten erhebliche Verbesserungen bei der Integration von Multi-GNSS-Daten hervorgehoben werden.Der Beitrag dieser Studie spiegelt sich in der Demonstration einer verbesserten Genauigkeit wider, die durch die Integration von Multi-GNSS erreicht werden kann, in diesem Fall bei ERP- und Ionosphärenmodellierung. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen die Bedeutung der Verwendung mehrerer GNSS-Systeme für präzise geodätische Anwendungen. Es wird daher empfohlen, auf kombinierte Beobachtungsdaten zurückzugreifen, um künftige Verbesserungen gewährleisten zu können. Die Genauigkeitssteigerung für ERPs liegt bei ungefähr 25%, während die VTEC Schätzungen im Sommer um etwa 60% und im Winter bis zu 80% im Vergleich zu externen Referenzmodellen verbessert werden konnten.

Kalendereintrag

Veranstaltungsort

FH Hörsaal 7 (gelber Bereich, 2. Stock)
1040 Wien
Wiedner Hauptstraße 8

 

Veranstalter

TU Wien

 

Öffentlich

Ja

 

Kostenpflichtig

Nein

 

Anmeldung erforderlich

Nein