Gegenseitiger Nutzen der Integration von Ringlaser in die Datenverarbeitung geodätischer Weltraumverfahren zur Erdrotationsbestimmung

• Antragstellerinnen: Professorin Dr.-Ing. Susanne Glaser; Dr.-Ing. Daniela Thaller
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553176123

Für viele Anwendungen wie die Positionierung und Navigation auf der Erde und im Weltraum ist eine sehr genaue Kenntnis der Erdrotation erforderlich. Die Erdorientierungsparameter (EOPs: Polbewegung, UT1-UTC, Tageslängenschwankung LOD, zälestische Polkoordinaten) können mit den geodätischen Weltraumverfahren GNSS, SLR, VLBI bestimmt werden. Die Verfahren haben individuelle Stärken und Schwächen und müssen für eine best-mögliche Lösung konsistent kombiniert werden. VLBI ist z.B. das einzige Verfahren zur Bestimmung von UT1-UTC und des zälestischen Pols, beobachtet aber nicht kontinuierlich. Die Stärken von GNSS und SLR sind dagegen die kontinuierlichen Beobachtungen sowie die Genauigkeiten für Polbewegung und LOD. Darüber hinaus bieten derzeit operationell verfügbare EOPs nur eine tägliche Auflösung. Im Gegensatz dazu liefern Ringlaser (RL) kontinuierliche Information über die Erdrotation mit hoher zeitlicher Auflösung, auch wenn diese Information etwas anderer Art ist als von den Weltraumverfahren. Die neuesten Entwicklungen der RL eröffnen eine einmalige Chance, EOPs mit hoher Genauigkeit und zeitlicher Auflösung zu bestimmen. Das Projekt zielt darauf ab, EOPs über eine rigorose Kombination von RL und Weltraumverfahren auf eine neue Ebene bzgl. Qualität und zeitlicher Auflösung zu heben. Derartige hochwertige Produkte werden dringend benötigt, da die Genauigkeitsanforderungen von GGOS (Global Geodetic Observing System) für eine genaue und zuverlässige Beobachtung des Erdsystems (z.B. globaler Meeresspiegelanstieg) bisher noch nicht erreicht wurden. Wir analysieren Daten der RL und Weltraumverfahren (VLBI, GNSS, SLR) umfangreich nach modernsten Vorgehensweisen und mit einheitlicher Software. Für alle Datentypen wird die optimale und maximal mögliche zeitliche Auflösung untersucht. Sobald die Stärken und Schwächen aller Datensätze verstanden sind, werden VLBI, GNSS, SLR und RL kombiniert. Die Kombination erfolgt schrittweise, um die Vorteile der Kombination für jeden Teil-Datensatz zu untersuchen, und eine optimale Kombinationsstrategie zu entwickeln. Zielgerichtete Validierungsmethoden werden konzipiert. Insbesondere der Einfluss der kombinierten EOPs auf andere geodätische Produkte wie Satellitenbahnen und globale Referenzrahmen steht im Fokus. Da alle Weltraumverfahren sub-tägliche Polbewegung und Nutation nicht trennen können, wird diesbezüglich der Vorteil einer Kombination mit RL-Daten untersucht. Simulationsstudien schätzen die Auswirkung einer größeren Anzahl weltweit verteilter RL mit unterschiedlichen Spezifikationen auf hochaufgelöste EOPs ab. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse geben wir Rückmeldung bzgl. der Anforderungen für technologische Weiterentwicklungen der RL. Beantwortet wird die übergeordnete Forschungsfrage: Welche Verbesserungen und gegenseitigen Vorteile können durch die Kombination von Daten geodätischer Weltraumverfahren und RL erreicht werden, und können die Genauigkeitsanforderungen von GGOS erfüllt werden?

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5939: RING: Rotationsbewegungen in der Physik, Geophysik und Geodäsie