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Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

124 Vergleich von

124 Vergleich von Refraktivitäten und Temperaturen 6 Erste Ergebnisse des CHAMP-Radiookkultationsexperiments Abb. 6.31: Statistischer Vergleich zwischen 436 CHAMP-Trockentemperaturprofilen (19.- 21.04.2001), abgeleitet mit der Bildung von Doppeldifferenzen und Einfachdifferenzen (a) Refraktivität N (b) Trockentemperatur T (aus [Wickert et al., 2002a]). Der statistische Vergleich der Refraktivitäten und Trockentemperaturen ist in Abb. 6.31 dargestellt. Eine mittlere Abweichung der Refraktivitäten ist nicht wahrnehmbar, die Standardabweichung ist

6.9 GPS-Prozessierung mit Einfachdifferenzen Bei der Anwendung der Doppel- und Einfachdifferenzenmethode existieren unterschiedliche Fehlerquellen (eventuell ungenaue Interpolation der GPS-Uhrenparameter bei der Einfachdifferenzenbildung einerseits, nichtkorrigierte Restfehler in den Satellitenverbindungen bei der Doppeldifferenzenbildung andererseits) kann nur ein Vergleich mit einer unabhängigen Datenquelle Gewissheit über die Gleichwertigkeit der Prozessierungsverfahren bringen. Beide Datensätze wurden unabhängig voneinander mit korrespondierenden ECMWF-Analysen (siehe Kap. 6.4.1) verglichen. Abb. 6.32 zeigt die Ergebnisse dieser Vergleiche. Der statistische Vergleich der Trockentemperaturen, prozessiert mit Doppel- und Einfachdifferenzentechnik mit GPS-Uhrenkorrektur, mit den ECMWF-Temperaturprofilen liefert statistisch nahezu identische Ergebnisse. Die Unterschiede in den mittleren und Standardabweichungen (Abb. 6.32a und 6.32b) sind nicht sichtbar und deshalb in Abb. 6.32c in höherer Auflösung dargestellt. Die Differenz der mittleren Abweichungen ist im Höhenbereich unter 30 km kleiner als 0,15 K. Die Differenz der Standardabweichungen ist über den gesamten Höhenbereich kleiner als 0,25 K. Unterhalb von 20 km sind mittlere und Standardabweichung kleiner als 0,1 K. Sowohl die mittleren, als auch die Standardabweichungen der Einfachdifferenzenprofile sind geringfügig größer als die entsprechenden Abweichungen der Doppeldifferenzenprofile. Die Resultate der Vergleichsstudie zeigen, dass mit der vorgestellten Einfachdifferenzenmethode unter Benutzung der 5 min GPS-Uhrenparameter im Vergleich zu ECMWF- Analysen statistisch mit Doppeldifferenztemperaturprofilen nahezu identische Profile erzeugt werden können. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die genauen Ursachen zwischen Doppel- und Einfachdifferenzenprofilen zu finden, die in 30 km Höhe ca. 1 K in der Standardabweichung betragen. Diese Unterschiede sind nicht zu vernachlässigen, da dass Genauigkeitspotential der GPS-Radiookkultationstechnik unterhalb 40 km wenige Zehntel K beträgt. Unabhängig davon zeigen die Ergebnisse, dass eine zukünftige Korrektur der GPS-Uhrenparameter ohne direkte Nutzung von GPS- Bodendaten erfolgen kann, was zur enormen Vereinfachung von Prozessierungssystemen führen würde. Weiterhin werden Fehlereinflüsse (z.B. ionosphärische und troposphärische Restfehler, Mehrwegeeffekte, Messrauschen) reduziert, die durch die Einbeziehung der GPS-Bodenbeobachtungen bei der Doppeldifferenzenbildung entstehen. . 125

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