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Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

122 6 Erste

122 6 Erste Ergebnisse des CHAMP-Radiookkultationsexperiments 6.9.3 Anwendung der Einfachdifferenzenmethode Zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Einfachdifferenzenmethode werden Temperaturprofile und atmosphärische Phasenwegverlängerungen miteinander verglichen, die jeweils mit Einfach- oder Doppeldifferenzenmethode (Verwendung von 1 s Datenrate der GPS-Bodenmessungen) generiert wurden. Dazu wurde ein Satz von 436 CHAMP- Okkultationen mit Daten jeweils nur einer GPS-Bodenstation prozessiert, die im Zeitraum vom 19.-21. April 2001 gemessen wurden. Die Datenanalyse für beide Prozessierungsmethoden ist in Kap. 3.2 detailliert beschrieben. Für die Bildung der Einfachdifferenzen wurde (3.21) angewandt, wodurch der Fehler der CHAMP-Satellitenuhr elimiert wurde, die Fehler der GPS-Satellitenuhren 1 c δ und 2 cδ wurden aus 5 min GPS-Uhrenlösungen abgeleitet (Kap. 6.9.1). Abb. 6.29 zeigt einen Vergleich für ein einzelnes Profil (Okkultation Nr. 6 am 20.April 2001). Bis 20 km Höhe sind Doppel- und Einfachdifferenzenprofil nicht zu unterscheiden, die Abweichung bei 35 km beträgt 0,5 K. Abb. 6.29: Vergleich von CHAMP-Trockentemperaturprofilen mit ECMWF (20. April 2001; Okkultation Nr. 6; 00:33 UTC, 58,8°Nord, 4,3°Ost). Prozessierung mit Links: Doppeldifferenzen; Mitte: Einfachdifferenzen. Rechts: Differenz beider Profile (nach [Wickert et al., 2002b]).

6.9 GPS-Prozessierung mit Einfachdifferenzen Vergleich der atmosphärische Phasenwegverlängerungen In Abb. 6.30 ist die Abweichung der einzelnen atmosphärischen Phasenwegverlängerungen als Funktion der Okkultationszeit dargestellt. Für ~90% der Okkultationen beträgt der lineare Trend der Abweichung zwischen –2 und 2 mm/s. Ein Abweichung im Trend von 2 mm/s vom tatsächlichen Wert verursacht eine Temperaturabweichung von ca. 1 K bei 30 km Höhe (Kap. 3.2.3 oder [Wickert et al., 2001a]). Zu den Abweichungen können GPS-Uhrenfehler beitragen, die nicht durch die Interpolation von 5 min- Uhrenlösungen aufgelöst werden, andererseits können zur Abweichung auch unkorrigierte Fehler (Atmosphäre, Ionosphäre, Mehrwegeffekte, Signalrauschen) beitragen, die durch die zusätzlichen Satellitenverbindungen eingeführt werden (Kap. 3.2.2). Abb. 6.30: Differenz zwischen den atmosphärischen Phasenwegverlängerungen, abgeleitet mit der Einfach und Doppeldifferenzenmethode für die 421 CHAMP-Okkultationen des Vergleichsdatensatzes (20.04.2001, aus [Wickert et al., 2002a]). 123

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