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Institut für Erdmessung – Universität Hannover 207
präzise bestimmen zu können. In 2003 wurden folgende
Referenzmessungen mit dem FG5-220 durchgeführt:
– 5 Stationsbestimmungen am Institut für Geophysik, TU
Clausthal (IfE-Referenzstation), im Januar, März, Mai,
Juni und Oktober;
– 2 Bestimmungen in der Referenzstation des BKG in Bad
Homburg (Parallelbeobachtungen mit FG5-301 des BKG
auf jeweils 2 Punkten, kontinuierlich registrierendes
Supraleitgravimeter), im Februar und November;
– 1 Bestimmung im Underground Laboratory of Geodynamics,
European Center for Geodynamics and
Seismology, in Walferdange, Luxemburg (Parallelmessungen
mit 14 anderen Absolutgravimetern aus
Europa, Nord- und Südamerika auf jeweils 3 Punkten),
im November;
– 1 Bestimmung in der Referenzstation des Finnischen
Geodätischen Instituts in Metsähovi (Parallelmessungen
mit Pfeilertausch simultan mit FG5-221 des FGI auf 2
benachbarten Punkten, Supraleitgravimeter), im August;
– 2 Bestimmungen im direkten Vergleich mit FG5-221
des FGI (2 Geodynamikstationen in Vaasa bzw. 20 km
außerhalb von Vaasa, Finnland), im August.
Lokales gravimetrisches Verdichtungsnetz bei Cuxhaven
zur Geoidbestimmung („mm-Geoid“)
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Geowissenschaftliche
Gemeinschaftsaufgaben (GGA, Hannover) und mit
Unterstützung des LGN (Landesvermessung+Geobasisinformation
Niedersachsen) wurde ein neues Testgebiet bei
Wanhöden (ca. 20 x 20 km) in der Nähe von Cuxhaven
gravimetrisch aufgenommen. Der innere Kernbereich des
Gebietes hat eine Ausdehnung von etwa 700 m x 3600 m
mit einem Abstand von 100 m zwischen den Gitterpunkten,
und im äußeren Kernbereich (4600 m x 7000 m) liegt ein
Punktabstand von etwa 500 m vor. Die Genauigkeit der
gravimetrischen Aufnahme liegt bei 0.2 bis 0.3 :m/s². Damit
ist aus theoretischer Sicht eine Grundlage für die Berechnung
eines lokalen Geoidmodells mit Millimetergenauigkeit
geschaffen.
Entwicklung und Erprobung einer hochgenauen,
echtzeitfähigen, transportablen digitalen Zenitkamera
für die Lotrichtungsbestimmung (DFG-Projekt
Se 313/21-2)
Auf der Grundlage der photographischen Zenitkamera
TZK2 wurde im Rahmen des DFG-Forschungsvorhabens
Se 313/21-2 mit Hilfe von CCD-Technologie das hochgenaue,
feldverwendungsfähiges und weitgehend automatisierte
Echtzeit Zenitkamerasystem TZK2-D entwickelt. Mit
dem digitalen astrogeodätischen Messsystem TZK2-D
können die Lotabweichungen in einem vollautomatischen
Mess- und Auswerteprozess praktisch online mit einer
äußeren Genauigkeit von 0.1 bis 0.2 Bogensekunden bereitgestellt
werden.
Das Zenitkamerasystem TZK2-D wurde im Rahmen von
Dauerbeobachtungen (10/2002 bis 12/2003 in Hannover,
10/2003 in Zimmerwald) und in zwei Feldprojekten (erster
Feldeinsatz 04/2003 in Wanhöden bei Cuxhaven und
10/2003 im Rahmen des Projektes CHGeo2003 in der
Schweiz, Liechtenstein und Norditalien) zur Lotabweichungsbestimmung
eingesetzt und konnte seine Leistungsfähigkeit
und Feldtauglichkeit, insbesondere beim Einsatz
in den Zentralalpen der Schweiz, unter Beweis stellen.
Bei dem Feldeinsatz in Wanhöden wurden 24 profilhaft
angeordnete Lotabweichungsstationen bestimmt. In der
Schweiz, Lichtenstein und Norditalien wurde das System
TZK2-D genutzt, um insgesamt 42 flächenhaft verteilte
Lotabweichungsstationen für das neue Geoidmodell der
Schweiz zu beobachten. Die Feldmessungen in der Schweiz
wurden in Zusammenarbeit mit dem Geodesy and Geodynamics
Lab der ETH Zürich und dem Bundesamt für
Landestopographie durchgeführt.
Das Projekt wird von Prof. Dr.-Ing. GÜNTER SEEBER geleitet
und von dem wissenschaftlichen Mitarbeiter Dipl.-Ing.
CHRISTIAN HIRT betreut.
Analyse mariner Schweredaten
Die am Institut vorhandene Schweredatenbank wurde im
vergangenen Jahr um einen weiteren großen Datensatz von
mehr als 1,5 Mio. marinen Schwerebeobachtungen erweitert.
Die Ausgangsdaten wurden von mehreren nationalen
und internationalen Institutionen (Bureau Gravimetrique
International, National Imagery and Mapping Agency,
National Geophysical Data Center) bezogen und einer
aufwändigen Prozessierung unterzogen.
Hauptziel der Prozessierung war die gemeinsame Ausgleichung
aller für die europäischen Meere verfügbaren
Schwerebeobachtungen zur Erstellung eines konsistenten
Datensatzes für die hochgenaue Geoidmodellierung. Bevor
diese Ausgleichung jedoch durchgeführt werden konnte,
war eine aufwändige Aufbereitung aller Daten notwendig.
So musste als Grundvoraussetzung der Ausgleichung zuerst
die Trackstruktur der Messfahrten wiederhergestellt werden,
da diese bei der Speicherung durch die liefernden Institutionen
tlw. verloren gegangen war. Anschließend wurden
mehrfach gespeicherte Datensätze eliminiert und eine Überprüfung
der Daten auf grobe Fehler durchgeführt. Diese
Arbeiten waren aufgrund der großen Datenmenge und der
schlechten Automatisierbarkeit sehr zeitaufwändig. Mit
Hilfe der Ausgleichung wurden dann die an den Kreuzungspunkten
zweier Tracks auftretenden Differenzen durch Bestimmung
eines Bias je Track als Unbekannte minimiert.
Die Standardabweichung der ca. 80000 Kreuzungspunktdifferenzen
konnte dabei von 8,4 mGal vor der Ausgleichung
auf 4,7 mGal nach der Ausgleichung verringert
werden.
Nach einer abschließenden Evaluierung des zusammengestellten
Datensatzes mit Hilfe von altimetrisch bestimmten
Schwereanomalien konnten die Daten in die Schweredatenbank
integriert werden. Die Evaluierung belegte dabei die
Effektivität des angewendeten Verfahrens und die erreichte
Konsistenz des Datensatzes. Die Ergebnisse dieser Arbeiten
wurden auf der Generalversammlung der IUGG in Sapporo
vorgestellt. Die Arbeiten wurden im Rahmen des DFG-
Projekts DE 459/5-1, 5-2 (s.u.) durchgeführt.