PDF-Download - Deutsche Geodätische Kommission

128 8. Neutrosphärische Refraktion
für die Temperaturmessung korrespondieren mit den Modellfehlern, die sich bspw. durch die Koeffizienten ki des
Ruegerbest-Modells ergeben.
In Abbildung 8-23 sind die Anforderungsfunktionen für die Druckmessung bzw. die Erfassung der relativen Feuchte
visualisiert. Beide Graphiken unterstreichen die großen Abweichungen der Modelle von Essen und Froome sowie Bevis
zum Ruegerbest-Modell.
Abbildung 8-23: Bei der Druck- bzw. Feuchteerfassung anzustrebende Genauigkeiten
8.4 Einfluss der Modellierung der Brechungszahl auf die neutrosphärische Laufzeitverzögerung
Die im vorigen Unterkapitel erläuterten Formeln zur Bestimmung der Brechungszahl N in Abhängigkeit von meteorologischen
Parametern und empirischen Konstanten sind nur orts- nicht jedoch richtungsabhängig. Die neutrosphärische
Laufzeitverzögerung ergibt sich, wie Gleichung (8-6) zu entnehmen ist, durch Integration von N längs des
Ausbreitungswegs unter Annahme von Modellen bzw. unter Verwendung von Profilen für die meteorologischen
Parameter p, T und rh bzw. e; somit resultiert die zenitale neutrosphärische Laufzeitverzögerung aus der Integration in
Abhängigkeit von (geopotentiellen) Höhen bzw. längs des Radiusvektors unter Annahme einer sphärischen Schichtung.
Zur Berechnung der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung werden u.a. Formeln und funktionale Zusammenhänge
benötigt, die im bisherigen Verlauf der Arbeit nicht angesprochen wurden. Sie sollen zu Beginn dieses Unterkapitels
beschrieben werden. Anschließend werden verschiedene Untersuchungsergebnisse basierend auf NCEP-Druckflächendaten
der Beobachtungszeiträume der SCAR95-, SCAR98- und SCAR2002-Kampagne präsentiert, um im Rahmen der
Berechnung der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung Entscheidungen hinsichtlich des Einflusses verschiedener
Modellierungsaspekte treffen zu können. Die NCEP-Datengrundlage wurde in Kapitel 8.2.3 erläutert.
8.4.1 Bestimmung der Oberflächenmeteorologie auf Basis von nummerischen Wettermodelldaten
Um die Einflüsse der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung bspw. basierend auf den Gleichungen (8-25) - (8-27)
berechnen zu können, sind u.a. repräsentative, auf die erdnahe Position der GPS-Antenne bezogene meteorologische
Startwerte notwendig; diese können entweder in der Nähe der GPS-Station von synoptischen Stationen erfasst werden
oder aus nummerischen Wettermodellen abgeleitet werden. Nummerische Wettermodelle liefern jedoch meteorologische
Daten bezogen auf standardisierte Druckflächen, die i.d.R. nicht mit Stationshöhen zusammenfallen. Die im
Bereich der Antarktischen Halbinsel verfügbaren meteorologischen Oberflächendaten weisen, wie in Kapitel 8.2.3 ausgeführt,
keine gleichbleibend gute Qualität auf. Deshalb sollte vom Verwenden der vorliegenden heterogenen Oberflächenmeteorologie
abgesehen werden. Mit NCEP-Daten steht hingegen eine Datengrundlage mit gleichbleibender
Qualität zur Verfügung. Im Folgenden soll untersucht werden, ob basierend auf NCEP-Druckflächendaten repräsentative
Werte für meteorologische Oberflächendaten der GPS-Beobachtungsstationen abgeleitet werden können, die sowohl
eine Grundlage für die direkte Bestimmung der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung mittels Gleichung (8-25) -
(8-27) darstellen können, als auch im Rahmen von GPS-Auswertungen als Eingangsgrößen für die beginnend mit