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Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

ZUSAMMENFASSUNG UND

ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK In dieser Arbeit wurde die Realisierung des GPS-Radiookkultationsexperiments im Rahmen der deutschen Kleinsatellitenmission CHAMP beschrieben. Erste Ergebnisse des Experiments werden vorgestellt. Im Vordergrund steht die praktische Umsetzung eines neuartigen Prozessierungssystems für GPS-Radiookkultationsdaten. Wesentliche Teile dieses Systems wurden vom Autor dieser Arbeit entwickelt. Es dient zur operationellen Verarbeitung von Daten eines innovativen Fernerkundungsverfahrens für die Sondierung der Erdatmosphäre und ist in der Lage, global verteilte Vertikalprofile atmosphärischer Parameter mit hoher vertikaler Auflösung (~1 km) im Höhenbereich von der Erdoberfläche bis zu ca. 50 km zu generieren. Das System wurde nach operationellen Erfordernissen für eine zukünftige Datenbereitstellung im Rahmen globaler Wettervorhersagen entwickelt. Fernerkundung der Erdatmosphäre Die gegenwärtig für die Datenassimilation der globalen Wettervorhersage genutzten Fernerkundungsverfahren wurden charakterisiert, Anforderungen für die zeitliche Verfügbarkeit von Atmosphärendaten für die numerische Wettervorhersage wurden abgeleitet. GNSS-Radiookkultation: Grundlagen und Algorithmen Die Ableitung atmosphärischer Parameter aus GNSS-Radiookkultationsmessungen wurde am Beispiel des GPS detailliert beschrieben. Ein Zusammenhang zwischen Genauigkeit der atmosphärischen Phasenwegverlängerung und Temperaturfehler wurde hergestellt. Der Einfluss von Fluglageänderungen von CHAMP auf die abgeleitete atmosphärische Phasenwegverlängerung wurde untersucht, eine kritische Drehrate konnte ermittelt werden. Die Leistungsfähigkeit verschiedener Methoden zur Ionosphärenkorrektur wurde verglichen. Die Linearkombination der Brechungswinkel ist am effektivsten, allerdings bleibt bei Messungen im Maximum der solaren Aktivität auf der Tagseite ein signifikanter Restfehler. CHAMP-Okkultationsexperiment: Erste Ergebnisse und Schlussfolgerungen Am Beispiel der CHAMP-Satellitenmission wurde die praktische Realisierung eines GPS- Okkultationsexperiments beschrieben. Die Mission wurde charakterisiert, Satellit und GPS-Empfänger wurden beschrieben. Detaillierter wurde auf die für die Prozessierung der GPS-Okkultationsdaten notwendige Bodeninfrastruktur eingegangen. In Vorbereitung der Mission wurden Simulationsrechnungen zur Planung der Konfiguration des unterstützenden globalen GPS-Bodennetzes für die Okkultationsmessungen durchgeführt. Dazu wurde ein vom Autor entwickeltes Simulationsprogramm für GNSS-Okkultationenverwendet. Die praktische Umsetzung eines Systems zur Prozessierung von GPS-Okkultationsdaten wurde detailliert beschrieben. Bei der strukturellen Planung und softwaretechnischen Realisierung der wissenschaftlichen Programmmodule wurden vom Autor wesentliche Beiträge geleistet. Das System wurde vor dem Start von CHAMP erfolgreich mit GPS/MET-Daten getestet. Die ersten CHAMP-Okkultationsmessungen vom 11. Februar 2001 konnten mit dem System auf Anhieb erfolgreich prozessiert werden. Die ersten

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