PDF-Download - Deutsche Geodätische Kommission

84 7. Das Ausbreitungsmedium Ionosphäre
zu den im Folgenden beschriebenen lokalen Modellen - i.d.R. durch eine Fixierung der Zeit behoben. Teilweise sind in
der Fachliteratur alternativ zu Gleichung (7-9) Funktionen in Abhängigkeit von der geographischen Breite zu finden.
Der internationale wissenschaftliche Dienst IGS, im Speziellen das Analysezentrum CODE 7-5 , erforscht basierend auf
satellitengeodätischen Beobachtungen die Erdatmosphäre. Am CODE (http://www.aiub.unibe.ch/ionosphere.html)
werden seit dem 1. Jan. 1995 täglich globale Ionosphärenkarten ermittelt und im sonnenfesten Bezugssystem im
IONEX 7-6 -Format über das Internet zur Verfügung gestellt. Im Rahmen der Gesamtlösung des IGS werden globale
Ionosphärenkarten seit dem 1. Jan. 1997 erzeugt. Diese von der jeweiligen Auswertestrategie abhängigen Produkte
enthalten für jeden Tag zwölf VTEC-Karten (Gültigkeitsdauer: 2 h) sowie satellitenspezifische Differenzen der P-Codes
beider Frequenzen. Wird diese Information bspw. beim Lösen der Phasenmehrdeutigkeiten eingeführt, so kann dies zur
signifikanten Steigerung der Genauigkeit führen (z.B. ROTHACHER (1999b), SCHAER (1996)). Allerdings sollte bei
Nutzung dieser Produkte für Anwendungen, die vorrangig auf Daten von Stationen der südlichen Hemisphäre zurückgreifen,
beachtet werden, dass ein großes Nord-Süd-Gefälle (75% zu 25%) bei der Stationsverteilung des IGS vorherrscht.
Hierauf wurde in Kapitel 5.1 eingegangen. Analysiert man beispielhaft VTEC-Karten und die ebenfalls verfügbaren
zugehörigen Genauigkeiten, so fällt auf, dass für das Gebiet der Antarktischen Halbinsel, auf das in Kapitel
7.4 vertieft eingegangen wird, i.d.R. geringe absolute VTEC-Werte (ca. 10 TECU) mit vergleichend zu anderen Erdgebieten
sehr schlechten korrespondierenden Genauigkeiten (ca. 10 TECU) geschätzt werden, siehe hierzu Abbildung
7-2. Diese Genauigkeiten sind unabhängig von der Tageszeit, was v.a. am Fehlen von Beobachtungsmaterial im antarktischen
und ozeanischen (Atlantik, Pazifik) Bereich liegt. Somit lässt sich vermuten, dass für solche Gebiete unter
Berücksichtigung von regional erfassten GPS-Beobachtungen eine Genauigkeitssteigerung möglich ist. Hierbei
erscheint eine Modellierung mit beschränkter räumlicher Ausdehnung sinnvoll, welche bspw. durch den im Folgenden
beschriebenen Taylorreihenansatz möglich ist.
Abbildung 7-2: VTEC-Werte (links) und korrespondierendes Genauigkeitsmaß (rechts) der globalen Ionosphärenmodelle
des CODE (Quelle: http://www.aiub.unibe.ch/ionosphere.html)
Von einer bspw. in STEIGENBERGER ET AL. (2006) oder FRITSCHE ET AL. (2005) beschriebenen Reprozessierung aller
IGS-Beobachtungsdaten unter Verwendung einer einheitlichen Auswertestrategie sowie der damit möglichen Neuberechnung
von ionosphärischen Produkten können regionale Verdichtungsnetze profitieren, da einerseits die Berücksichtigung
ionosphärischer Einflüsse höherer Ordnung möglich ist und andererseits, wie z.B. in STEIGENBERGER ET AL.
(2006) gezeigt, stabilere und damit besser interpretierbare Ergebnisse erhalten werden können.
Neben globalen phasenbasierten Modellen zur Kompensation der ionosphärischen Refraktion werden bspw. von WILD
(1994) kleinräumige Modelle mit beschränktem Gültigkeitsbereich angeführt, welche mittels zweidimensionalen
Taylorreihenentwicklungen bestimmt werden. Lokale Ionosphärenmodelle werden aus den Beobachtungsdaten einer
oder mehrerer Zweifrequenzempfängerstationen geschätzt. Der diskrete Gültigkeits- bzw. Ausdehnungsbereich ist
durch die Entfernung zwischen dem Empfängerstandpunkt und den subionosphärischen Punkten festgelegt. Die Lage
des subionosphärischen Punktes ist wiederum abhängig von der gewählten Höhe der Ionosphärenschicht hION in Zenitrichtung
und der jeweiligen Zenitdistanz z. Bei einer Ionosphärenhöhe von 400 km und einer Zenitdistanz von 75° entsteht
eine Entfernung zwischen Empfänger und subionosphärischem Punkt von ca. 1070 km (WANNINGER 1999). Demnach
besitzt ein solches lokales Ionosphärenmodell einen Gültigkeitsbereich mit einem Radius von ca. 1070 km. Die
7-5 Center of Orbit Determination, Europe, Astronomisches Institut, Universität Bern, Schweiz
7-6 Ionosphere exchange; Formatbeschreibung siehe ftp://cddisa.gsfc.nasa.gov/pub/gps/ionex.