PDF-Download - Deutsche Geodätische Kommission

190 8. Neutrosphärische Refraktion
Den Nachweis, dass die Modellierung von horizontalen Gradienten im Rahmen von globalen VLBI-Auswertungen zu
deutlichen Verbesserungen führen kann, erbringen bspw. CHEN UND HERRING (1997) oder MACMILLAN (1995). Das
Berücksichtigen von horizontalen neutrosphärischen Gradienten im Auswertegang führt insbesondere zu einer Beeinflussung
der Ergebnisse der Lagekomponente (HERRING (1992) oder MACMILLAN (1995)). MACMILLAN (1995), BAR-
SEVER ET AL. (1998) und ROTHACHER ET AL. (1998) weisen bspw. eine deutliche Verbesserung der erzielten Wiederholbarkeiten
(Maximum: Faktor 2) nach. Jedoch wird durch diese Modellerweitertung auch ein Einfluss auf die
vertikale Komponente ausgeübt (EMARDSON UND JARLEMARK 1999), welcher bei ROTHACHER ET AL. (1998) mit
20-40% beziffert wird. Bei der Modellierung von horizontalen Gradienten resultiert nach DODSEN ET AL. (1996) eine
deutliche Verbesserung der Wiederholbarkeit der Höhenkomponente. Ähnliches weisen CHEN UND HERRING (1997)
einschränkend für 3°- und 5°-Elevationsmasken nach. Die Beeinflussung der Koordinaten kann nach ROTHACHER
(2001b) deutlich größer sein, als die Wiederholbarkeiten vermuten lassen. Neben der Verbesserung der Wiederholbarkeiten
der Positionsbestimmung kann die Modellierung von horizontalen Neutrosphärengradienten auch zur Reduktion
des Einflusses von Ausreißern führen, somit kann der Einsatz von horizontalen neutrosphärischen Gradienten zu einer
Verbesserung der Stabilität und somit ebenfalls der Interpretierbarkeit der Lösungen beitragen. Die Genauigkeit der
Gradienten betrachtend lässt sich eine Reduzierung um den Faktor 2-3 beim Übergang von 10° auf 3° als gewählten
Cut-off-Winkel feststellen. DAVIS ET AL. (1993) ermitteln maximale Gradientenbeträge von nahezu 8 mm. Es sind jedoch
auch Untersuchungen bekannt, bei denen keine signifikanten Gradienten geschätzt werden konnten (BAR-SEVER
ET AL. 1998).
In globalen Netzen weisen die Nordkomponenten i.d.R. eine deutliche Breitenabhängigkeit auf. Maximale Gradienten
werden in mittleren Breiten angenommen. Die Beträge der Nordkomponenten sind deutlich größer als die der Ostanteile.
I.Allg. zeigen die Gradienten zum Äquator und weisen für lange Zeitreihen einen deutlichen Jahresgang sowie
eine jahreszeitliche Abhängigkeit (Minimum: Winter; Maximum: Sommer) auf. In mittleren Breiten treten in globalen
Netzen für niedrige Elevationsmasken (E = 10°) dominierende NS-Gradienten von ca. 1 cm (Jahresmittel) auf, wobei
deutlich größere Tageswerte (ca. 5 cm) beobachtbar sind (CHEN UND HERRING 1997). Weiterhin stellte MACMILLAN
(1995) fest, dass ein horizontaler Gradient von 1 mm einen 3-4 mm großen systematischen Einfluss auf die vertikale
Koordinatenkomponente von VLBI-Auswertungen hat.
Grundvoraussetzung für die Modellierung von horizontalen neutrosphärischen Gradienten sind jedoch Beobachtungsdaten
niedriger Elevationen (E ≤ 7°, siehe hierzu BAR-SEVER ET AL. (1998)), wodurch der hydrostatische Anteil
dominant wird. Dabei stehen bei der Verwendung von in niedrigen Elevationen erfassten GPS-Beobachtungen zwar
einerseits deutlich mehr Daten zur Verfügung (ca. 13% Datenzugewinn beim Übergang von 15° auf 5°), was für eine
deutliche Verbesserung der Beobachtungsgeometrie sorgt, allerdings treten anderseits verstärkt Einflussfaktoren in den
Vordergrund, die in höheren Elevationen weniger dominant sind (z.B. Mehrwegeeffekte, Neutrosphärenmodellbildung).
Bspw. ist der Einfluss der Neutrosphäre für einen Cut-off-Winkel von 5° um den Faktor 11.5 größer als im Zenit.
Für den Bereich der Antarktischen Halbinsel wird von der Schätzung von horizontalen Neutrosphärengradienten abgesehen,
da u.a. auf Grund der angehaltenen minimalen Elevation von 10° keine signifikante Bestimmung dieser Zusatzparameter
möglich ist.