Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

weltweit verteilten Stationen werden mit nur geringer zeitlicher
Verzögerung aus den Teillösungen von mehreren
Analysezentren kombiniert. Untersuchungen am GFZ und
anderen Forschungseinrichtungen haben aber gezeigt,
dass diese Produkte nur eingeschränkt für die Kombination
mit Pegelmessungen nutzbar sind.
Vom IGS wurde 2001 die Einrichtung eines Pilotprojekts
„Tide Gauge Benchmark Monitoring Pilot Project“ (TIGA)
beschlossen, das sich dieser Thematik widmet. Dieses
Pilotprojekt unter der Leitung des GFZ Potsdam hat sich
seit dieser Zeit erfolgreich entwickelt. Aktuell stellen
über 100 Stationen die GPS-Daten, Pegeldaten und die
notwendigen Verbindungsmessungen zur Verfügung
(http://op.gfz-potsdam.de/tiga/). Das Hauptziel von
TIGA ist die Prozessierung und Neuprozessierung von
GPS-Daten an Pegelstationen, allerdings mit einer hohen
zeitlichen Verzögerung. So wird sichergestellt, dass eine
möglichst große Anzahl von Stationen ausgewertet werden
kann und dass im Rahmen der Neuprozessierung auch
Inhomogenitäten in den bisher vom IGS verbreiteten Zeitserien
vermieden werden können. Insgesamt tragen zu
dem Pilotprojekt sechs Analysezentren bei. Im Hinblick
auf eine bestmögliche Konsistenz aller Koordinaten der
GPS-Stationen und daran angeschlossenen Pegel ist eine
Kombination der Lösungen aller Analysezentren nötig.
Nur dadurch kann gewährleistet werden, dass die abgeleiteten
Zeitreihen der Stationskoordinaten für alle Stationen
in einem einheitlichen globalen Referenzsystem
gegeben, untereinander konsistent und vergleichbar sind.
Bisher stand im Rahmen des TIGA-Projekts keine derartige
Kombination zur Verfügung sondern lediglich die
individuellen Lösungen der einzelnen Analysezentren.
Deshalb wurde am GFZ Ende 2005 damit begonnen, die
Einzellösungen der Analysezentren auf einer wöchentlichen
Basis zu kombinieren. Die ersten Tests beschränkten
sich auf Daten eines Jahres (23.12.2001 bis 28.12.2002).
Von den sechs Analysezentren wurden zunächst nur vier
in die Kombination einbezogen. Die beiden anderen Lösungen
weisen einige Besonderheiten auf, die im Hinblick
auf etwaige negative Auswirkungen auf das Kombinationsergebnis
noch näher untersucht werden müssen. Die
berücksichtigten Analysezentren sind das GFZ Potsdam
mit einer globalen Stationsüberdeckung, eine Lösung für
die Region Australien-Pazifik-Antarktis der GeoScience
Australia (AUSLIG), eine Atlantik-Lösung des Deutschen
Geodätischen Forschungsinstituts (DGFI) und das Bundesamt
für Kartographie und Geodäsie (BKG) mit einer
Lösung europäischer Stationen. Die Qualität einer individuellen
Lösung lässt sich sehr gut anhand der Wiederholbarkeiten
der Stationskoordinaten beurteilen. Diese drücken
aus, wie gut das zugrunde liegende Referenzsystem
von Woche zu Woche realisiert wurde und wie stabil diese
Realisierung über den gesamten Zeitraum ist (Abb. 1.39).
Insgesamt zeigt sich, dass die Lage mit einer Genauigkeit
von 2 bis 3 mm realisiert werden kann, während für die
Höhe nur etwa eine Genauigkeit von 7 mm erreicht wird.
Die Wiederholbarkeit der Höhe ist für GPS-Lösungen
typischerweise etwa um einen Faktor drei schlechter als
Abb. 1.39: Vergleich der Wiederholbarkeiten der Stationskoordinaten
für die einzelnen Analysezentren und die
wöchentliche Kombination (aufgeteilt in die drei Komponenten
Nord, Ost und Höhe).
Repeatabilities of station coordinates for the different analysis
centers and the combined solution with the three components
north, east and height.
die Lage. Allerdings stellen die unterschiedlichen Skalenfaktoren
in den einzelnen GPS-Lösungen ein Problem
dar (Abb. 1.40). Sie resultieren aus den unterschiedlichen
Verarbeitungsstrategien und -modellen und hängen auch
von der Netzgröße ab. Diese Skalierungsdifferenzen führen
dazu, dass die Kombination keine optimalen Höhenkomponenten
liefert. Daher soll zukünftig der Maßstab
des kombinierten globalen Netzes durch lediglich eine
Einzellösung (idealerweise einer globalen Lösung, z. B.
GFZ) definiert werden, während für alle anderen Einzellösungen
ein Skalierungsfaktor geschätzt wird. Durch die-
Abb. 1.40: Skalierungsfaktoren der einzelnen Analysezentren
gegenüber der jeweiligen wöchentlichen Kombinationslösung
aller Analysezentren. 1 ppb entspricht dabei
einer Höhenänderung von ca. 6 mm auf der Erdoberfläche.
Scaling between the networks of the individual analysis
centres and the combined solution for each week. 1 ppb
corresponds to about 6 mm difference in height at the Earth's
surface.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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