Erforschung der Space Ties zwischen GNSS und SLR bei der Realisierung des terrestrischen Referenzsystems – Validierung, Verbesserung und Integration

• Antragsteller: Dr.-Ing. Bingbing Duan
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568370903

Eine präzise Realisierung des terrestrisches Referenzsystem (TRS) ist für eine Vielzahl geodätischer Beobachtungen, die sowohl von bodengestützten Instrumenten als auch von künstlichen Satelliten erfasst werden, von grundlegender Bedeutung. Die Erstellung eines solchen Referenzrahmens (TRF) mit einer Genauigkeit von 1 mm und einer Stabilität von 0,1 mm/Jahr über Jahrzehnte hinweg bleibt eine Herausforderung (Pearlman et al. 2019a). Die neuesten Realisierungen, ITRF2020 und ITRF2020-u2023, erfüllen diese Anforderungen noch nicht vollständig, was auf systematische, technikspezifische Fehler und Einschränkungen in der geodätischen Infrastruktur zurückzuführen ist. Space Ties, die mehrere geodätische Techniken auf demselben Satelliten zusammenführen, bieten im Vergleich zu Local Ties einen erheblichen Vorteil, da sie geodätische Techniken direkt im Weltraum verbinden. Im Gegensatz zu Local Ties tragen Space Ties dazu bei, die ungleichmäßige räumliche Verteilung von kollokierten Stationen zu mildern, da ein einzelner Satellit von mehreren Techniken an verschiedenen Standorten beobachtet werden kann. Darüber hinaus bleiben Space Ties über die Zeit stabil und sind nicht von Änderungen in der bodengestützten geodätischen Infrastruktur betroffen. Obwohl zahlreiche Global Navigation Satellite System (GNSS) und Low Earth Orbiting (LEO) Satelliten sowohl mit GNSS-Antennen als auch mit Laserretroreflektoren (LRAs) für Satellite Laser Ranging (SLR) ausgestattet sind, wurden diese Space Ties bislang nicht in ITRF2020 integriert. Dies liegt hauptsächlich an fehlenden präzisen Herstellerkalibrierungen der Antennen und dem Bedarf an fortschrittlichen Orbitmodellen. Diese Studie zielt darauf ab, diese Herausforderungen zu bewältigen durch: (1) Die Validierung von Space Ties zwischen GNSS und SLR für Satelliten wie Galileo, GRACE, GRACE-FO, Jason-2/3, Sentinel-3A/B, Sentinel-6A und Swarm-A/B/C. (2) Die Verbesserung der TRF-Parameterlösung durch fortschrittliche Orbit-Makromodelle und die gleichzeitige Verarbeitung von GNSS+LEO-Daten. (3) Die Integration von Space Ties in die TRF-Bestimmung unter Nutzung von Local Ties, Space Ties und deren Kombination. Mithilfe von Daten aus GNSS (einschließlich LEO) und SLR (einschließlich LAGEOS-1/2) über einen Zeitraum von 15 Jahren (2010–2025) wird diese Studie die Konsistenz der TRF-Parameter in verschiedenen Verarbeitungsansätzen bewerten. Die Ergebnisse werden wertvolle Erkenntnisse für die bevorstehende Genesis-Mission liefern, die für 2028 geplant ist, und zur nächsten Generation der ITRF-Modelle beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Urs Hugentobler; Professor Dr. Oliver Montenbruck; Privatdozent Dr. Peter Steigenberger
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Rolf Dach