Aufrufe
vor 5 Jahren

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

Algorithmen, Prozessierungssystem und erste Ergebnisse

50 3 Prozessierung von

50 3 Prozessierung von GNSS-Radiookkultationsdaten überlagert ist und eine zusätzliche Brechung der Strahlenwege des L1- und L2-Signales verursacht. Im Höhenbereich von ca. 40-50 km erreicht der ionosphärische Einfluß auf die Brechung des Strahlenweges die gleiche Größenordnung, die durch die Brechung in der neutralen Atmosphäre verursacht wird (siehe auch vertikale Verteilung der Dopplerverschiebung Abb. 3.13). Diese zusätzliche Brechung muss bei der Vertikalsondierung der neutralen Atmosphäre korrigiert werden. Das GPS-System stellt Signale auf zwei verschiedenen Trägerfrequenzen zur Verfügung und bietet durch geeignete Kombination beider Signale eine Möglichkeit zur Korrektur des Ionosphäreneinflusses. In erster Ordnung (3.2) ist der ionosphärisch bedingte Brechungsindex proportional zum inversen Quadrat der Trägerfrequenz. Eine einfache Linearkombination der L1- und L2- Signale ermöglicht damit eine nahezu komplette Abb. 3.15: Separierung der Strahlenwege der L1- und L2-Signale (rot) durch die dispersive Ionosphäre. Mit blau ist der fiktive Strahlenweg ohne Ionosphäreneinfluss gekennzeichnet. Eliminierung des ionosphärischen Beitrages. Zwei Methoden werden erläutert, die ohne zusätzliche Informationen (modellunabhängig) über die Ionosphäre angewandt werden können. Mit einer Raytracing-Simulationsstudie wird die Leistungsfähigkeit beider Verfahren für verschiedene ionosphärische Bedingungen untersucht. Linearkombination der Phasenwege Bei der Auswertung von GPS-Messungen wird für viele Anwendungen in Navigation und Geodäsie die Linearkombination der parallel zum Zeitpunkt t aufgezeichneten Phasen (optischen Weglängen) beider Trägerfrequenzen angewendet [z.B. Seeber, 1989]: 2 2 f1 f 2 t) = L1 ( t) − L ( t) . (3.49) 2 2 2 2 f − f f − f LC ( 2 1 2 1 2 L1(t) und L2(t) sind die in (3.18) eingeführten optischen Weglängen der Signale. Der dispersive Charakter der Ionosphäre führt zu einer Aufspaltung der Strahlenwege, der bei Messungen von GPS-Bodenstationen mit hohen Elevationen der GPS-Satelliten sehr klein ist [Jakowski et al., 1994]. Die Autoren berechneten mit Raytracinguntersuchungen eine

3.3 Ableitung atmosphärischer Parameter maximale Strahlenwegaufspaltung des L1- und L2-Strahlenweges von ca. 7 m bei einem Elevationswinkel ε zum GPS-Satelliten von 25°. Dabei wurde eine sphärisch symmetrische Ionosphäre mit einem vertikalen TEC-Wert (Total Electron Content) von 40×10 16 m -2 angenommen. Bei Limbsondierungen jedoch, also tangentialem Durchstreifen der Ionosphäre z.B. in einer Höhe von 100 km über der Erdoberfläche, kann die Strahlenwegaufspaltung je nach ionosphärischen Bedingungen eine Größenordnung von bis zu 500 m erreichen. Dieser Dispersionseffekt führt zum dominanten Fehler bei der Anwendung von (3.49) [Hardy et al., 1994]. Ein zusätzlicher Fehler entsteht durch die Vernachlässigung von Termen höherer Ordnung im ionosphärischen Beitrag zum Brechungsindex (3.2). Die Größenordnung dieser Fehler wird in Melbourne et al. [1994] diskutiert. Linearkombination der Brechungswinkel Von Vorob’ev und Krasil’nikova [1994] und Ladreiter und Kirchengast [1996] wurde eine Korrekturmethode vorgeschlagen und beschrieben, die speziell für die Okkultationsgeometrie abgeleitet wurde. Sie verwendet die Linearkombination der für beide GPS- Signale separat abgeleiteten Brechungswinkel bei einem gemeinsamen Impaktparameter a: 2 2 f1 f 2 α( a) = α1( a) − α 2 ( a) . (3.50) 2 2 2 2 f − f f − f 1 2 1 2 Diese Brechungswinkelkorrektur vermeidet den Großteil des Dispersionseffektes, da die Linearkombination beider Brechungswinkel bei einem gemeinsamen Impaktparameter erfolgt. Allerdings ist sie im Gegensatz zur Linearkombination der Phasenwege an die Voraussetzung der sphärischen Symmetrie des ionosphärischen Brechungsindex gebunden [Syndergaard, 1999], eine Voraussetzung, die allerdings nur schwach eingeht. Die Brechungswinkelkorrektur wurde von verschiedenen Gruppen zur Auswertung des GPS/MET-Experiments benutzt [z.B. Wickert et al., 2001a; Steiner et al., 1999; Kursinski et al., 1997; Rocken et al., 1997]. 51

Erste Ergebnisse einer Pilotstudie mit dem TCC-3D-Prüfsystem
Phasen im Vergleich - Erste Untersuchungs- ergebnisse - Geomatik ...
Optimale Parameterwahl für evolutionäre Algorithmen zur ... - BlueM
Genetische Algorithmen und Simulated Annealing: Nichtlineare ...
Erste Ergebnisse zur Ferkelerzeugung aus dem Schweinereport ...
Von Labyrinthen zu Algorithmen 2 Ariadne, die erste Informatikerin
Algorithmen und Datenstrukturen - Marcel Cuvelier Startseite
Messung an verborgenen Orten - GeoForschungsZentrum Potsdam
Entwurf von time-delay Beamforming Algorithmen zur Bestimmung ...
PIRLS: Erste Ergebnisse und Analysen
DAP 2 Datenstrukturen, Algorithmen und Programmierung 2
sen-Anhalt und erste Ergebnisse
Evolutionäre Algorithmen für die zielgerichtete Optimierung pdfsubject
PISA 2006: Erste Ergebnisse - Die Presse
Erste Ergebnisse zum Einfluss der Beleuchtung in Legehennenställen
TIMSS 2007: Erste Ergebnisse - Bifie
Fangtipi und Pheromonfalle: erste Ergebnisse einer ... - BFW
Zentrale Ergebnisse zum ersten Messzeitpunkt der Belastungsstudie
PISA 2009: Erste Ergebnisse aus Vorarlberg - Bifie
Schulbibliotheken in Berlin, 2008 [Erste Ergebnisse] - Karsten Schuldt
Smart Adserver enthüllt die Ergebnisse seines ersten Barometers ...