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Projekt
Entwicklung eines Galileo-Pseuodliten zur Zeitkalibrierung innerhalb der Satellitengeodäsie
Antragsteller
Dr. Jan Kodet, Ph.D.; Professor Dr. Thomas Pany
Fachliche Zuordnung
Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490990195
Das Globale Geodätische Beobachtungssystem (Global Geodetic Observing System, GGOS) ist die messtechnische Grundlage für Forschungsarbeiten zum globalen Wandel, für wesentliche Fragen der globalen Deformation und des Massentransports im System Erde und für die Navigation. Die Stabilität und das Auflösungsvermögen dieses Beobachtungssystems sind von größter Bedeutung. Die ultimative Genauigkeitsgrenze bei der Verwirklichung eines globalen Referenzrahmens ist durch die systematischen Fehler der Messmethoden Very Long Baseline Interferometry (VLBI), Satellite Laser Ranging (SLR) und Global Navigation Satellite System (GNSS) gegeben. Innerhalb sogenannter geodätischer Fundamentalstationen werden diese Techniken über lokale Referenzpunkte miteinander verbunden. Dies ist zum Beispiel beim Geodätischen Observatorium Wettzell (GOW) der Fall. Bei diesen Verbindungen wird davon ausgegangen, dass der geometrisch instrumentelle Referenzpunkt (z. B. ein mechanisch zugänglicher Antennenreferenzpunkt) mit dem technisch wirksamen Referenzpunkt (z. B. das Antennenphasenzentrum plus Hardwareverzögerungen, die über die GNSS- oder VLBI-Messungen zugänglich sind) übereinstimmt. Unberücksichtigte Ausbreitungsverzögerungen können jedoch auftreten und zu systematisch variablen Offsets zwischen beiden Punkten führen. Diese variablen Verzögerungen sollen untersucht werden, indem die Zeit selbst als Prüfsignal verwendet wird. Insbesondere soll das Taktsignal einer aktiven verzögerungskompensierten Glasfaserleitung verwendet werden, um ein externes Zeitreferenzsignal für GNSS und VLBI zu erzeugen und über die Luftschnittstelle zu übertragen. Damit wird eine Zeitreferenz für variable Verzögerungen geschaffen, die schließlich aus den GNSS- und VLBI-Messungen herausgerechnet werden können. Die Forschungseinheit baut auf dem bestehenden optischen Zeitmesssystem auf, das bei GOW entwickelt und bereits für VLBI betrieben wird. Das Arbeitsprogramm ist in vier große Arbeitspakete gegliedert, die sich auf die Entwicklung und Test des lokalen Pseudolitensystems konzentrieren. Mit Hilfe dieses Systems wird der variablen Bias (Hardwaredelay) aus dem GNSS-Messprozess mit noch nie dagewesener Genauigkeit entfernt und die Uhr des GNSS-Empfängers auf das optische Zeitmesssystem synchronisiert. Auf diese Weise werden die GNSS- und VLBI-Zeitskala synchronisiert. Die ersten drei Arbeitspakete beinhalten die Entwicklung des Galileo-Pseudolitsystems, welches ein Signal ähnlich dem Galileo E1BC vom zentralen Kalibrierungsziel von GOW aussendet. Dieses Signal muss mit dem optischen Impulszug synchronisiert werden. Diese Synchronisation des Pseudolitensiganls auf die Zeitbasis von GOW (H-Maser oder später optischer Uhr) muss mit einer systematischen Unsicherheit von wenigen Pikosekunden erfolgen. Das letzte Arbeitspaket verifiziert das entwickelte Kalibrierungskonzept unter Nutzung zweier lokaler GNSS- und VLBI-Netzwerke bei GOW.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
