Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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Abb. 1.4: Das globale GPS-Bodennetz des GFZ Potsdam.
GFZ Potsdam’s global GPS network.
Variation, PCV). PCV und Offsets für Empfängerantennen
relativ zu einer Referenzantenne können aus GPS-
Beobachtungen zweier Stationen mit geringem Abstand
(etwa 10 Meter) bestimmt werden.
Absolute Kalibrierwerte werden einerseits durch Labormessungen
in einer anechoischen Kammer, andererseits
durch Feldmessungen mit einer auf einem Messroboter
befestigten Antenne gewonnen. Dieses Verfahren wurde
Abb. 1.5: Geometrie einer GPS-Empfangsantenne; als
Antennenoffset wird der Abstand zwischen dem mechanischen
Referenzpunkt und dem mittleren Phasenzentrum
bezeichnet. Phasenzentrumsvariationen beschreiben die
Lage des Phasenzentrums in Abhängigkeit der Richtung
des empfangenen Signals. Entsprechendes gilt für die Sendeantenne
des Satelliten.
Geometry of a GPS receiver antenna, the antenna offset
is defined by the distance between the antenna reference
point and the mean phase center. Phase center variations
describe the location of the antenna phase center in dependence
of the received signal. The geometry for the satellite
transmitter antenna is analog.
von der Universität Hannover und der Firma Geo++ entwickelt.
Werden diese absoluten PCV für die Empfängerantennen
in der Auswertung eines globalen Netzes verwendet,
so können PCV und Offsets für die Satellitenantennen
als zusätzliche Parameter geschätzt werden.
In Kooperation mit der Technischen Universität München
(TUM) hat das GFZ Potsdam aus reprozessierten GPS-
Daten der letzten elf Jahre Satellitenantennen-PCV für die
verschiedenen Satellitentypen (Block-I, BlockII/IIA,
Block IIR-A und Block IIR-B) sowie vertikale Antennenoffsets
für jeden individuellen Satelliten bestimmt. Die
jeweiligen Mittelwerte der beiden Analysezentren sind in
Abb. 1.6 dargestellt. Obwohl für die Parameterschätzung
unterschiedliche Beobachtungsnetze, Softwarepakete und
Auswertestrategien verwendet wurden, ist die Übereinstimmung
der von GFZ und TUM bestimmten Parameter
hervorragend. Insbesondere zeigen die neuesten GPS-
Satelliten des Blocks IIR-B die größten Phasenzentrumsvariationen,
deren Vernachlässigung systematische Fehler
in den entsprechenden Auswertungen verursachen würde.
Die Variationen der vertikalen Antennenoffsets innerhalb
eines Satellitentyps wiederum zeigen, dass sich die einzelnen
Satelliten signifikant voneinander unterscheiden
und diese Unterschiede für hochgenaue Analysen berücksichtigt
werden müssen.
Werden diese absoluten PCV und Offsets für globale GPS-
Lösungen verwendet, so ergeben sich deutliche Verbesserungen
gegenüber dem relativen Modell. So wird beispielsweise
die interne Konsistenz der Satellitenbahnen
verbessert und die Maßstabsänderung gegenüber dem
Referenzsystem ITRF2000 um mehr als die Hälfte verringert.
Inzwischen hat sich der IGS (International GPS
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