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152 8. Neutrosphärische Refraktion
Die betreffenden Stützstellen liegen zwar außerhalb der GPS-Beobachtungszeiträume, sie sind jedoch dem Festland
zugehörig, deshalb erscheint eine eingehendere Analyse des Festlandgebiets angebracht. Eingang finden dabei die im
bisherigen Verlauf der Arbeit (Kapitel 8.2.3) als Festlandpunkte beschriebenen NCEP-Gitterpunkte, hierbei ergibt sich
als funktionaler Ansatz zur Berechnung der mittleren atmosphärischen Temperatur aus gegebener Oberflächentemperatur
Tm = 8. 208 K + 0.
939T0
. (8-127)
Der Unterschied dieses linearen Ansatzes gegenüber einem Polynom zweiten Grades ist, wie Abbildung 8-54 und
Tabelle 8-20 zu entnehmen ist, marginal. Weiterhin streut die reduzierte Stichprobe der Festlanddaten mehr, u.a. da die
glättende Wirkung des Meeres entfällt. Gleichung (8-127) erscheint somit als ein geeigneter funktionaler Zusammenhang
zur Berechnung der mittleren atmosphärischen Temperatur basierend auf der Oberflächentemperatur, bspw. bei
fehlenden Wettermodelldaten.
Tabelle 8-20: RMS-Werte der funktionalen Ansätze bzgl. Festlanddaten
Linear Quadratisch Bevis Braun
RMS [K] 1.817 1.815 3.107 3.372
Werden die mit Gleichung (8-14) und (8-114) gegebenen funktionalen Ansätze zur Berechnung der mittleren atmosphärischen
Temperatur verglichen, so sind bspw. für die Station VER1, für die zeitlich hoch aufgelöste Meteorologiemessungen
vorliegen, lediglich marginale Unterschiede (maximal 0.15 K) festzustellen, siehe hierzu Abbildung 8-55, in
der die mittlere atmosphärische Temperatur berechnet sowohl unter Verwendung von in der Nähe der GPS-Station
erfassten Oberflächenmeteorologie als auch basierend auf horizontal und vertikal interpolierten NCEP-Daten dargestellt
wird.
Abbildung 8-55: Mittlere atmosphärische Temperatur basiert auf gemessener und extrapolierter Oberflächenmeteorologie
unter Verwendung von Gleichung (8-114) und (8-127)
8.5.3.3 Validierung von NCEP-basierten Meteorologieparametern durch Werte der zenitalen neutrosphärischen Laufzeitverzögerung
Werden innerhalb eines diskreten Zeitraums (z.B. Messkampagne) konstante mittlere meteorologische Bedingungen
angenommen, wie bspw. bei GPS-Auswertungen, die in Ermangelung von meteorologischen Messwerten unter Verwendung
von Standardatmosphären durchgeführt werden, ergeben sich konstante Werte für die prädizierte zenitale
neutrosphärische Laufzeitverzögerung. Unter Verwendung von NCEP-Daten der Jahre 1995, 1998 und 2002 kann
alternativ dazu für jede Zeitepoche die zenitale Laufzeitverzögerung mittels Gleichung (8-27) durch nummerische Integration
berechnet werden. Werden dabei die Ruegerbest-Koeffizienten verwendet, die Realgasfaktoren berücksichtigt
und vorausgesetzt, dass der Einfluss der Instrumentenhöhe vernachlässigt werden kann, zeigt sich, dass die aus den