Kombination von Ringlaser mit VLBI und LLR zur optimalen Bestimmung und Prädiktion von EOP

• Antragsteller: Dr.-Ing. Robert Heinkelmann; Professor Dr.-Ing. Jürgen Müller; Professor Dr.-Ing. Harald Schuh
• 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

Wir nutzen die Ringlaser (RL) Daten für die Bestimmung der Erdorientierungsparameter (EOP), indem wir sie mit den komplementären Beobachtungstechniken VLBI (Very Long Baseline Interferometry) und LLR (Lunar Laser Ranging) kombinieren. VLBI und LLR sind die beiden einzigen geodätischen Messverfahren, die den vollen Satz der EOP, inklusive Präzession, Nutation und Erdrotationsphase ΔUT1 bestimmen können. Sie stellen außerdem eine direkte Verbindung zur Realisierung des internationalen himmelsfesten Bezugssystems ICRS (International Celestial Reference System) her - kinematisch durch das ICRF und dynamisch über die Mond-Ephemeriden. Komplementär dazu liefern RL direkt und nahezu in Echtzeit die Variationen der Erdrotation in hoher zeitlicher Auflösung. Auf Grund der Verbesserungen der Ringlaser-Technologie in der Forschungsgruppe RING und der Fortschritte in VLBI und LLR werden wir im Verlauf des Projekts einen neuen, vollständigen und konsistenten EOP-Datensatz zur Verfügung stellen, in dem RL, VLBI und LLR Daten integriert sind. Diese einzigartigen EOP werden das gesamte Frequenzspektrum abdecken und eine extrem genaue Verknüpfung zwischen den erdfesten und himmelsfesten Referenzsystemen herstellen. Die durch RL verbesserten EOP und Referenzrahmen ermöglichen die Verbindung zwischen Mond-Ephemeriden und dem extragalaktischen Bezugssystem sowie eine bessere Trennung von Polbewegung und Präzession/Nutation. Ein weiteres Forschungsziel ist die Vorhersage auch im hochfrequenten Bereich und das Schließen aktuell häufig auftretender Beobachtungslücken. Die Kombination der drei Techniken wird entscheidend dazu beitragen, alle drei Messverfahren besser zu verstehen und die spezifischen VLBI- und LLR-Parameter genauer zu bestimmen. Als Beispiel seien die weltweit führenden Tests der Einsteinschen Relativitätstheorie im Erde-Mond-System und darüber hinaus genannt, die auf das nächste Genauigkeitsniveau gebracht werden können. In der ersten Förderphase werden wir anhand von Simulationen den Mehrwert der RL-Messungen für die Geodäsie und die Grundlagenphysik quantifizieren. Weitere Simulationen adressieren die beste Anzahl und geografische Verteilung der RL. In der zweiten Förderphase liegen dann genügend beobachtete RL-Daten vor, um ihre Stärken voll auszunutzen.

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