Verbesserte Geopotentialfeldmodellierung als Grundlage für die Einrichtung präziser Höhensysteme (Geo-H)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Roland Pail; Dr.-Ing. Laura Sanchez-Drewes; Professor Dr.-Ing. Michael Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468696263

Derzeit stellt in der Geodäsie die Implementierung eines integrierten Globalen Geodätischen Referenzrahmens (GGRF) eine große Herausforderung dar. Wie von der Internationalen Assoziation für Geodäsie (IAG) definiert und im Jahr 2015 von den Vereinten Nationen in der Resolution „GGRF for Sustainable Development“ erklärt, ist der GGRF die Grundlage für die hochgenaue und kohärente Bestimmung und das Monitoring der Geometrie, der Rotation und des Schwerefeldes der Erde und deren Änderungen. Das Hauptziel des hier beantragten Projekts Geo-H ist es, die methodischen Grundlagen für die Realisierung moderner geopotential-basierter Höhensysteme in Übereinstimmung mit den Definitionen eines globalen Internationalen Höhenreferenzsystems (IHRS) zu entwickeln und damit die Hauptvoraussetzung für den Fortschritt in Richtung GGRF zu schaffen. Basierend auf der Expertise der Projektpartner, des Ingenieurinstituts für Astronomische und Physikalische Geodäsie (IAPG) und des Deutschen Geodätischen Forschungsinstituts der Technischen Universität München (DGFI-TUM), auf dem Gebiet der hochaufgelösten Schwerefeld- und regionalen Geoidmodellierung, zielt das Projekt ab auf (1) eine zuverlässige Quantifizierung des Fehlerbudgets der physikalischen Höhenbestimmung, (2) die Entwicklung neuer Konzepte und Methoden für eine verbesserte Modellierung des Geopotentials und dessen Genauigkeit und (3) die Bereitstellung wissenschaftlicher Richtlinien und eines Fahrplans für die Realisierung global-konsistenter geopotential-basierter Höhensysteme. Das Projekt beinhaltet die drei Bausteine: (1) Analyse des Fehlerbudgets aus der Validierung regionaler Geopotential- bzw. Geoid-Modelle durch den Vergleich mit unabhängigen Beobachtungen sowie die Identifikation und Reduktion der systematischer Fehler, die mit verschiedenen Geoid-Modellierungsmethoden verbunden sind. (2) Verbesserung der stochastischen Modellteile, der spektrale Kombination und der optimale Gewichtung von Schwerefelddaten unterschiedlicher Auflösung zur Durchführung rigoroser Fehlerfortpflanzungsanalysen bei der Bestimmung von Geopotential- bzw. Geoid-Modellen. (3) Erstellung eines wissenschaftlichen Konzepts zur Etablierung, Aufrechterhaltung und langfristigen Nachhaltigkeit von geopotential-basierten Höhensystemen, mit dem Schwerpunkt auf der Etablierung des globalen IHRS. Die in dem Projekt Geo-H entwickelten Methoden und deren Erkenntnisse sollen auf internationaler Ebene als Referenz eingestuft bzw. als Richtlinien für Wissenschaft und Verwaltung bei der Realisierung des IHRS genutzt werden oder allgemeiner bei der Realisierung von geopotential-basierten Höhensystemen Verwendung finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Denise Dettmering; Dr.-Ing. Thomas Gruber