vii berichte von fachinstituten an universitäten und technischen

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1. Institutsarbeiten, Forschungsprojekte
Exzellenzcluster QUEST
Am 19. Oktober 2007 wurden die Ergebnisse der zweiten
Runde der Exzellenzinitiative des Bundes bekannt gegeben.
Zu den zur Förderung ausgewählten Exzellenclustern gehört
auch QUEST an der Leibniz Universität Hannover. Das
Institut für Erdmessung (IfE), das als einziges geodätisches
Institut in Deutschland erfolgreich war, ist mit einer Reihe
von Projekten und zunächst vier neuen Forschungsstellen
daran beteiligt. Das IfE wird, u.a., die Untersuchung relativistischer
Phänomene im Erde-Mond-System mit Hilfe von
Lunar Laser Ranging intensivieren, die Nutzung neuer
Uhren-Technologie für GNSS-Positionierung erforschen
und den Einsatz neu entwickelter Quantensensoren für
geodätische Messungen untersuchen. Dies erfordert die
hochgenaue Modellierung der zugrunde liegenden Effekte,
womit wesentliche Beiträge hin zur mm-Geodäsie und
einem globalen geodätischen Beobachtungssystems (GGOS)
geleistet werden.
Der Projektname QUEST steht für Quantum Engineering
and Space-Time Research. QUEST verbindet Quantenphysik
und Raum-Zeit-Forschung – zwei bisher gegensätzliche
Denkmodelle der Physik. Die Methoden der Quantenphysik
sollen mit Fragestellungen aus der Relativitätstheorie
verbunden werden; Anwendungen, zum Beispiel in der
Klimaforschung und Erdmessung, sollen intensiviert
werden. Ein Ziel von QUEST ist es, Messungen, die heute
schon mit hoher Genauigkeit möglich sind, noch präziser
zu machen. Exakte Messmethoden sind zum einen zur
Überprüfung von Naturgesetzen oder der Einsteinschen
Relativitätstheorie nötig, zum anderen können sie die bisher
üblichen Verfahren zum Beispiel in der Erdbeobachtung
vom Boden oder aus dem All optimieren.
In den vergangenen Jahren sind durch Quanten-Technologie
und Methoden des Quantum Engineering völlig neue
Konzepte zur Präzisionsmessung von Länge, Zeit, Beschleunigung
und Rotation entstanden. Ein Produkt daraus
sind beispielsweise neue Atomlaser. Auch noch genauere
Atomuhren sind möglich und nötig, um bei den Hochpräzisionsmethoden
den Takt anzugeben.
Die interdisziplinäre Grundlagenforschung steht in enger
Verbindung zu Anwendungsbereichen aus der Technik und
Erdsystemforschung. Die neu entwickelten Technologien
sollen für, zum Teil neuartige, hochpräzise geodätische
Messungen eingesetzt werden. Sie verbessern beispielsweise
Satellitennavigationssysteme oder Erdbeobachtungssatelliten.
Institut für Erdmessung
Leibniz Universität Hannover1 2007
Herkömmliche Erdbeobachtungssatelliten liefern bereits
Daten zur Gravitation, aber mit einem feineren Netz an
genaueren Datenpunkten ließen sich die Massenverlagerungen
auf dem Planeten viel detaillierter beobachten. QUEST
will die physikalischen Voraussetzungen und Methoden
dafür schaffen.
Für QUEST haben sich die Institute zusammengetan, die auf
den Gebieten der Forschung mit einzelnen Atomen, Atominterferometern,
atomaren Quantensensoren, Lasern und
Atomuhren, der Astronomie mit Gravitationswellen sowie
der Erdbeobachtung und Geodäsie arbeiten. Gerade diese
Verknüpfung so unterschiedlicher Fachgebiete wird entscheidend
zur Lösung der wissenschaftlichen Probleme
beitragen.
Beteiligte Institute an der Leibniz Universität Hannover sind
das Institut für Quantenoptik, das Institut für Gravitationsphysik,
das Institut für Theoretische Physik, das Institut für
Festkörperphysik, das Institut für Erdmessung und das
Institut für Angewandte Mathematik. Weiterhin tragen das
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-
Institut), das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), der
Gravitationsdetektor GEO600, die Physikalisch-Technische
Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, und das Zentrum für
Raumfahrt und Mikrogravitation (ZARM), Bremen, wesentlich
zu QUEST bei.
Weitere Informationen finden Sie unter www.quest.unihannover.de.
Kalibrierung von GPS Antennen für LEO-Satelliten
Antennenphasenzentrumsvariation und Offsets von GNSS
Sende- und Empfangsantennen führen zu systematischen
Resteffekten bei der Bestimmung von präzisen Bahndaten
für Low-Earth-Orbiter (LEO) Satelliten mit GPS. Für die
Berechung von Basislinien zwischen LEO-Satelliten und
damit für die relative Navigation von LEO-Formationen
(beispielsweise TerraSAR-X/TanDEM-X) spielen zusätzlich
azimutale Variationen eine entscheidende Rolle, da die
Orientierung der Antennen auf den Satelliten unterschiedlich
ist. Für die Satelliten CHAMP, GRACE, TerraSAR-X und
zukünftig TanDEM-X werden Antennenelemente der Firma
Sensor Systems in Verbindung mit einem vom JPL und GFZ
entwickelten Choke-Ring-Unterbau verwendet.
Am IfE wurden in Kooperation mit dem GSOC in Oberpfaffenhofen
vier dieser GPS Empfangsantennen aus unterschiedlichen
Produktionsserien inklusive des Choke-Ring-
Unterbau mit dem automatischen Feldverfahren zur absoluten
Kalibrierung von GNSS Antennen untersucht. Hierbei
1 Institut für Erdmessung, Universität Hannover, Schneiderberg 50, 30167 Hannover; Tel. 0511-7622475, Fax 0511-7624006,
E-mail: mueller@ife.uni-hannover.de