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8.6 Kettenbruch-basierte Modelle 169
Tabelle 8-24: Charakteristika und Einflussparameter der untersuchten Mapping-Funktionen
Met. Parameter 1. Ordn. Met. Parameter 2. Ordn.
Min. E [°] Atmosphäre p0 T0 e0 β H T ϕ0 H0 t
Chao 10 d / w
CfA 5 h X X X X X
Ifadis 2 h / nh X X X
MTT 3 h / nh X X X
Niell 3 h / nh X X X
Werden die Mapping-Funktionen von Chao, Davis (CfA), Herring (MTT) und Niell hinsichtlich der Signifikanz der o.g.
Einflussfaktoren beurteilt, so kann für E´ ≥ 10° im untersuchten Anwendungsfall ausgesagt werden, dass
• eine Unterscheidung hinsichtlich der unterschiedlichen Atmosphärenbestandteile (trocken und feucht bzw.
hydrostatisch und nicht-hydrostatisch) notwendig erscheint, da bspw. die Abweichungen zwischen der
CfA-Mapping-Funktion und den Mapping-Funktionen für den nicht-hydrostatischen Anteil von Herring
oder Niell für mittlere meteorologische Bedingungen nahezu 2 cm betragen,
• Mapping-Funktionen, die meteorologische Parameter 1. Ordnung (p0, T0, e0) nicht berücksichtigen, den
durch diese Parameter quantifizierten Variationen der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung (∆NEU >
1.5 cm) keine Rechnung tragen können und somit weniger geeignet erscheinen, um die neutrosphärische
Laufzeitverzögerung ausreichend genau zu modellieren,
• die Einflüsse von meteorologischen Parametern 2. Ordnung (β, H T ), die an die im Untersuchungsgebiet
herrschenden Bedingungen angepasst sind, auf die unter Verwendung der CfA-Mapping-Funktion berechneten
neutrosphärischen Laufzeitverzögerungen i.d.R. kleiner als 1 cm sind und damit vernachlässigt
werden können,
• die Beeinflussung der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung, berechnet u.a. mittels MTT- bzw. Niell-
Mapping-Funktionen, auf Grund der geographischen Lage (ϕ0, H0) maximal wenige Millimeter beträgt,
wodurch eine Berücksichtigung dieses Einflussfaktors sowie der Geoidundulation nicht notwendig ist, und
• eine Berücksichtigung der zeitlichen Abhängigkeiten der Niell-Mapping-Funktion vernachlässigt werden
kann.
Sollen GPS-Beobachtungen aus niedrigen Elevationen (E´ ≥ 5°) verarbeitet werden, nimmt der Einfluss der o.g.
Faktoren deutlich zu:
• Die Vernachlässigung einer zweigeteilten Modellbildung für die Erdatmosphäre (trocken und feucht bzw.
hydrostatisch und nicht-hydrostatisch) kann dabei zu Differenzen der neutrosphärischen Laufzeitverzögerung
führen, die mehrere Dezimeter betragen. Ebenso differieren die ermittelten neutrosphärischen
Laufzeitverzögerungen der untersuchten Mapping-Funktionen um bis zu 15.5 cm (2.5 cm) für den hydrostatischen
(nicht-hydrostatischen ) Anteil.
• Die Einflüsse der meteorologischen Parameter 1. und 2. Ordnung können wenige Zentimeter annehmen.
• Die Abhängigkeit der ermittelten neutrosphärischen Laufzeitverzögerung von der Position (ϕ0, H0) der
Beobachtungsstation ist für den hydrostatischen Anteil größer als für den nicht-hydrostatischen, nimmt jedoch
lediglich Werte kleiner 1.5 cm an. Somit kann die Berücksichtigung dieses Einflussfaktors sowie der
Geoidundulation vernachlässigt werden.
• Die Modellierung der zeitlichen Variation im Rahmen der Verwendung der Niell-Mapping-Funktion zur
Berechnung neutrosphärischer Laufzeitverzögerungen ist weiterhin nicht notwendig.
Somit ist nach den obigen Ausführungen die Verwendung der Kettenbruch-basierten Mapping-Funktion von Herring zu
bevorzugen, wobei die Abweichungen zu den beiden Mapping-Funktionen von Niell und Davis gering sind. Daneben
wird in GPS-Auswertungen teilweise die lediglich in höheren und mittleren Elevationen die Realität ausreichend
approximierende Abbildungsfunktion 1/cos(z) bzw. 1/sin(E‘) eingesetzt. In Abbildung 8-75 und Abbildung 8-76 ist
diese sowohl für hydrostatische als auch für nicht-hydrostatische Anteile angewandte Mapping-Funktion vergleichend
zu den Niell-Mapping-Funktionen den MTT- und den Chao-Mapping-Funktionen sowie der CfA-Mapping-Funktion
gegenübergestellt.
Dabei ist unabhängig vom Elevationswinkel v.a. für die hydrostatischen Anteile festzustellen, dass die Mapping-
Funktion 1/sin(E‘) deutlich von den Werten der übrigen Abbildungsfunktionen abweicht. Wird bei Analysen der nichthydrostatischen
Komponente die ursprünglich für hydrostatische Atmosphärenbestandteile entwickelte CfA-Mapping-
Funktion nicht berücksichtigt, so weist die Mapping-Funktion 1/sin(E‘) unabhängig vom Elevationswinkel gegenüber
der Niellnh-Mapping-Funktion die größten Abweichungen auf. Somit erscheint die Verwendung dieser Mapping-
Funktion im Rahmen einer optimierten GPS-Auswertung nicht sinnvoll.