Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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Die Messungen der Schwerefeldgradienten dieses Satellitengradiometers,
zusammen mit klassischen Bahnstörungsanalysen
auf der Basis der gleichzeitig durchgeführten GPS-
Messungen, gestatten eine bisher unerreichte Genauigkeit
bei der Bestimmung des globalen Schwerefeldes. Das Ziel
der GOCE-Mission ist die Bestimmung des Geoids (Äquipotentialfläche
des Erdschwerefeldes) mit einer Genauigkeit
von ein bis zwei Zentimetern und die Erfassung der
Anomalien des Erdschwerefeldes mit einer Genauigkeit von
1 mGal (1 mGal = 10 –5 m/s 2 ) bei einer räumlichen Auflösung
besser als 100 km. GOCE wird voraussichtlich Anfang 2007
vom russischen Kosmodrom Plesetsk gestartet. Die von der
GOCE-Mission erwarteten hochgenauen Informationen
über das Schwerefeld werden zu einem besseren Verständnis
von geophysikalischen Prozessen im Erdinneren beitragen,
wie z. B. die mit Vulkanismus und Erdbeben verbundenen
physikalischen Vorgänge. Außerdem werden von
GOCE Beiträge zur Erforschung der Ozeanzirkulationen,
der postglazialen Landhebungen, von Eismassenbilanzen
und von Meerespiegeländerungen erwartet.
Im Rahmen des GOCE-Projekts haben zehn europäische
geowissenschaftliche und geodätische Forschungseinrichtungen
das „European GOCE Gravity Consortium“ (EGG-
C) gegründet. Unter der Leitung dieses Konsortiums wird
seit einigen Jahren die „GOCE High-Level Processing
Facility“ (GOCE-HPF) aufgebaut, ein über ganz Europa
verteiltes Datenverarbeitungssystem zur Schwerefeldbestimmung.
Nach dem Start des Satelliten wird die HPF im
Auftrag der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA die Prozessierung
der GOCE-Messdaten durchführen. Dabei ist
vorgesehen, die GOCE-Messungen gleichzeitig nach verschiedenen
Algorithmen auszuwerten. Das GFZ Potsdam
bildet einen Teil des EGG-C und ist innerhalb der HPF in
Zusammenarbeit mit dem Centre National d’Etudes Spatiales
(CNES) in Toulouse, Frankreich für die Bestimmung
des Erdschwerefelds direkt aus den GOCE-Messungen
(„direct method“) zuständig. Dazu sind vom GeoForschungsZentrum
Techniken für die Verarbeitung der Gradiometer-
und GPS-Messungen sowie deren Filterung und
Gewichtung entwickelt worden. Außerdem wurden die bei
CHAMP und GRACE erfolgreich angewandten Techniken
der Schwerefeldbestimmung aus Bahnstörungen auf der
Basis von GPS-Messungen an die erwarteten Bedingungen
der GOCE-Mission angepasst.
Ein wichtiger Meilenstein beim Aufbau der HPF war der
erfolgreiche „Acceptance Review 1 Test“ im Sommer 2005
– ein vollständiger Leistungstest aller Datenübertragungs-,
Archivierungs- und Prozessierungssysteme unter den
zeitlich realistischen Anforderungen des späteren Missionsbetriebs.
Da es noch keine realen Messungen eines
Satellitengradiometers gibt, wurde dieser Test mit simulierten
Messdaten durchgeführt – ein in der Satellitengeodäsie
bewährtes Verfahren zum Testen komplexer Softwaresysteme.
Dafür standen 30 Tage mit dem Erdschwerefeldmodell
EGM96 simulierte GOCE-Messdaten von der
ESA zur Verfügung. Die Schwerefeldbestimmung an diesen
Daten ergab das in die Simulation hineingesteckte
Schwerefeldmodell mit einer Genauigkeit, die dem Missionsziel
von GOCE entspricht.
Beobachtungen mit Supraleitgravimetern – Station
Sutherland in Südafrika
Das Supraleitgravimeter (SG) an der vom GFZ betriebenen
Station Sutherland (SAGOS) in Südafrika registriert
seit 2000 kontinuierlich Schwerevariationen in hoher Qualität.
Die Station ist Bestandteil des Global Geodynamic
Project (GGP), das weltweit 20 SG-Stationen umfasst. Die
Daten werden sowohl im GFZ Potsdam als auch von internationalen
Institutionen ausgewertet. Aus den am GFZ
durchgeführten Datenanalysen sollen zwei Ergebnisse vorgestellt
werden.
Abb. 1.28: „Dual Sphere“ Supraleitgravimeter-Installation
an der Station Sutherland, (Foto: Neumeyer,
GFZ).
„Dual Sphere“ Superconducting Gravimeter installation
at station Sutherland.
Abb. 1.29: Eingang des „South African Geodynamic
Observatory Sutherland“, SAGOS (Foto: Neumeyer, GFZ).
Entrance of „South African Geodynamic Observatory
Sutherland“, SAGOS.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam