Laufende Forschungsprojekte

Terrestrische Gravimetrie

  • Establishing an Advanced Mexican Gravity Standardization Base
    Dieses gemeinsame Forschungsprojekt dient folgenden wissenschaftlichen Hauptzielen: a) Unterstützung der Realisierung eines hochmodernen nationalen Gravitationsstandards in Mexiko, der höchste Genauigkeitsanforderungen in der Messtechnik erfüllt, b) Unterstützung der Schaffung einer Basis für einen nationalen Bezugsrahmen für geowissenschaftliche Zwecke, c) Unterstützung der Verbesserung eines globalen Gravitationspotenzialfeldmodells für die Grundlagenforschung in der Geowissenschaft.
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr.-Ing. Ludger Timmen, M.Sc. Manuel Schilling
    Jahr: 2016
    Förderung: Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig
  • A mobile absolute gravimeter based on atom interferometry for highly accurate point observations
    Atominterferometer zeigen eine hohe Empfindlichkeit gegenüber inertialen Kräften. Das an der Humboldt-Universität zu Berlin entwickelte Gravimetric Atom Interferometer (GAIN) ist ein mobiles Quantengravimeter, das durch die Interaktion lasergekühlter Rb-87 Atome mit Laserlicht in einer Fontäne die quasi-kontinuierliche Messung absoluter Schwere erlaubt. Im Rahmen der Weiterentwicklung werden Supraleitgravimeter und Laser-Interferometer Absolutgravimeter, die den derzeitigen Stand der Technik darstellen, in Vergleichsmessungen zur Charakterisierung von GAIN genutzt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: M. Sc. Manuel Schilling
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG
    © IFE / M. Schilling
  • Rückführung des Absolutgravimeter FG5X-220 auf SI-Einheiten
    Das Micro-g LaCoste FG5 ist ein Frei-Fall Gravimeter, in dem ein Laserinterferometer in Mach-Zehnder Konfiguration einen entlang der Lotlinie fallenden Reflektor verfolgt. Aus der simultanen Zeit- und Distanzmessung wird der absolute Schwerewert berechnet. Diese Methode der Schweremessung ist unabhängig von externen Referenzen. Die notwendigen Gebrauchsstandards für die Messung, ein Rubidium Oszillator und ein He-Ne Laser, sind in dem Absolutgravimeter integriert, bedürfen aber regelmäßiger Kontrolle.
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr.-Ing. Ludger Timmen, M. Sc. Manuel Schilling
    Jahr: 2012
    © IfE / M. Schilling

Schwerefeld- und Geoidmodellierung

  • COST-G: International Combination Service for Time-variable Gravity Field Solutions
    COST-G ist ein zukünftiges Produktzentrum des IGFS (International Gravity Field Service), welches das Ziel hat kombinierte monatliche Schwerefelder bereitzustellen. Hierbei werden die von den einzelnen Analysezentren berechneten Normalgleichungsmatrizen der Schwerefeldparameter aufbauend auf eigens für den Service definierten Qualitätsmerkmalen empirisch gewichtet, gelöst und validiert.
    Leitung: Prof. Jakob Flury
    Team: M.Sc. Igor Koch
    Jahr: 2019
  • Europäische Geoidberechnungen
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Jahr: 2019
    Förderung: verschiedene Landes- und Drittmittel; Unterstützung durch Internationale Assoziation für Geodäsie (IAG)
    Laufzeit: seit 1990
  • QuantumFrontiers (EXC2123) / Research Unit Relativistic Geodesy
    Leitung: Prof. Dr. Karsten Danzmann (AEI), Prof. Dr. Claus Lämmerzahl (ZARM)
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker u. a.
    Jahr: 2019
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Gravity field recovery from satellite-to-satellite tracking data
    Das Institut für Erdmessung berechnet und publiziert globale monatliche Schwerefelder aus Sensordaten der Multisatellitenmission GRACE. Zentrale Aspekte der Schwerefeldbestimmung und Forschungsgegenstand dieses Projektes sind die Sensorfusion, die Modellierung von konservativen und nicht-konservativen Störkräften, die numerische Integration der Satellitenbewegung, die Anpassung von modellierten Satellitenbahnen an Beobachtungen durch iterative Schätzverfahren, sowie die Parametrisierung der Satellitenbewegung.
    Leitung: Prof. Jakob Flury
    Team: M.Sc. Igor Koch
    Jahr: 2018
    © IfE / I. Koch
  • High-resolution modeling of geoid-quasigeoid separation
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Jahr: 2013

Relativistische Geodäsie

  • Chronometrisches Nivellement
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker und weitere Mitarbeiter
    Jahr: 2019
    Förderung: verschiedene Landes- und Drittmittel sowie separate Projekte
    Laufzeit: seit 2010
  • Relativistische Geodäsie in Netzen optischer Atomuhren
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Jahr: 2018
    Laufzeit: seit 2018

Satellitengravimetrie

  • 3D Earth – A Dynamic Living Planet
    The goal of 3D-Earth is to establish a global 3D reference model of the crust and upper mantle based on the analysis of satellite gravity e.g. GOCE and (electro-)magnetic missions e.g. Swarm in combination with seismological models and analyse the feedback between processes in Earth’s deep mantle and the lithosphere. Selected case examples will provide the possibility to test these approaches on a global and regional scale. This will result in a framework for consistent models that will be used to link the crust and upper mantle to the dynamic mantle.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Team: Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2017
    Förderung: ESA
    Laufzeit: 2017-2019
  • Earth System Mass Transport Mission (e.motion)
    Leitung: Jakob Flury
    Jahr: 2013

Antennenkalibrierung

  • GPS Codephasen-Variationen für GNSS-Empfangsantennen
    Neben der sehr gut bekannten Existenz von Abweichungen des Empfangszentrums von GNSS-Antennen für Trägerphasen sind gleiche Effekte auch auf der Codephase (Code Phase Variations CPV) gefunden worden. Diese Abweichungen sind stark von der Beschaffenheit und Qualität der Empfangsantennen abhängig und nehmen gerade bei Massenmarktprodukten erhebliche Abweichungen an. Der Nachweis über die Charaktersitik der Codephasen-Variationen ist besonders für Navigationsanwendungen wichtig, da zum einen die Antennen notwendigen Spezifikationen entsprechehnmüssen und zum anderen die Präzision des Sensors durch Berücksichtigung dieser individuellen Kalibrierwerte deutlich verberssert werden können.
    Leitung: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Yannick Breva, Johannes Kröger
    Jahr: 2018
  • Trägerphasenvariationen (PCC) für neue GNSS-Signale
    Trägerphasenvaraitionen sind überaus notwendig für die präzise GNSS-Navigation und Positionierung. Derzeit werden nur GPS L1/L2 und GLONASS L1/L2 im Rahmen der operationellen roboterbasierten Kalibierung zur Verfügung gestellt. Die Weiterentwicklung der individuellen Satellitensysteme (GPS, GLONASS) und die Entwicklung von neuen Systemen (Galileo, Beidou) erfordern die Weiterentwicklung des Kalibrierverfahrens zur Bestimmung entsprechender Parameter neuer Systeme und Frequenzen. Ziel des Projektes ist die Bereitstellung und konsistente Verarbeitung von Kalibrierwerten für GPS L5 und Galileo E1/E5 Signale auf Basis von Kugelfunktionsentwicklungen. Erhobene Phasenpattern werden mit Kalibrierwerten anderer Institutionen vergleichen und koordiniert ausgetauscht.
    Leitung: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Johannes Kröger, Yannick Breva
    Jahr: 2018

GNSS und Inertialnavigation

  • Entwicklung und Test einer für Quantensensoren adäquaten Berechnungsstrategie für die Inertialnavigation
    Durch neue Messprinzipien haben Quantensensoren signifikante Verbesserungen in Stabilität und Genauigkeit bei der Erfassung von inertialen Einflüssen erzielt. Anstelle mechanischer Federsysteme in Beschleunigungsmessern oder durch einen Faserkreisel oder Ringresonator umschlossene Flächen in Lasergyroskopen sind in Quantensensoren die Skalenfaktoren an atomare Übergänge gebunden und auf Frequenzmessungen zurückzuführen. Die alternativen Messverfahren und hohen Sensitivitäten der Quantensensoren erfordern eine adäquate Auswertestrategie, die sich von der klassischen Herangehensweise der Inertialnavigation unterscheidet. Ziel der Studie ist die Entwicklung und der Test einer entsprechenden Berechnungsstrategie, die gezielt die Anwendbarkeit der einzelnen Berechnungsschritte bei der Quanteninertialnavigation überprüft, und geeignete Alternativen, beispielsweise bei der Integrationsdynamik oder geschätzten Systemparametern, vorschlägt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Benjamin Tennstedt
    Jahr: 2018
    Förderung: DLR
  • VeNaDU 2: Verbesserte Positionierung und Navigation durch Uhrmodellierung
    Dieses Folgeprojekt zum Vorhaben VeNaDU untersucht zum einen den Performance-Gewinn durch den Ein satz hochstabiler Atomuhren in kinematischem PPP. Zum anderen soll eine Hardware-technische Umsetzung einer miniaturisierten Atomuhr in einem Einfrequenz-Empfänger realisiert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Thomas Krawinkel, Dr. Ankit Jain
    Jahr: 2017
  • Alternative Integritätsmaße mittels Intervallmathematik (GRK 2159, Thema 1)
    Dieses Dissertationsvorhaben beschäftigt sich mit der Entwicklung von alternativen Integritäts­maßen auf Basis der Intervallmathematik, Fuzzy-Theorie und unscharfer Zufallsvariablen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Hani Dbouk
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
  • Optimale kollaborative Positionierung (GRK 2159, Thema 4)
    Kollaboratives Positionierung (CP) ist eine vielversprechende Technik, die auf einer Gruppe von dynamischen Knoten (Fußgänger, Fahrzeuge usw.) basiert. Diese sind mit verschiedenen (zeitsynchronisierten) Sensoren ausgestattet. Die Qualität der Positionierungs-, Navigations- und Zeitbestimmungsinformationen (PNT) kann dabei durch die Durchführung von Messungen zwischen Knotenpunkten oder Elementen der Umgebung (Stadtmöbel, Gebäude usw.) erhöht werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Nicolas Garcia Fernandez
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
  • Improved GPS data analysis for the Swarm constellation
    New concepts for GPS observation data quality assessment and positioning should be developed and evaluated taking advantage of variable geometries in the Swarm constellation.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Le Ren
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG

Lunar Laser Ranging (LLR)

  • Mondbezogene Referenzsysteme
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing Franz Hofmann
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG - FOR 1503
    Laufzeit: 2014-2019

QUEST

Weltraumsensorik

  • Modellierung mit Quantensensoren gestützter Satellitenmissionen
    Dieses Projekt beschreibt den den Einsatz von Beschleunigungsmessern auf Grundlage von Atominterferometern in Schwerefeldsatellitenmissionen. Es wird sowohl der Ersatz klassischer elektrostatischer Beschleunigungsmesser durch Quantensensoren als auch die Kombination beider Sensorarten in einem Hybridsystem untersucht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: M.Sc. Annike Knabe, Dr.-Ing. Hu Wu, Dr.-Ing. Manuel Schilling
    Jahr: 2019
    Förderung: DLR
    © Schilling
  • Interactions of Low-orbiting Satellites with the Surrounding Ionosphere and Thermosphere Part II (INSIGHT II)
    In unserem Institut stellen wir reduzierte und kalibrierte Schwarm-Beschleunigungssensoren für die ESA Swarm-Datenverarbeitungskette zur Verfügung, die die Grundlage für die Bestimmung der thermosphärischen Dichte bilden. Dazu gehört auch die Kalibrierung des Beschleunigungssensors durch präzise Bahnbestimmung von Schwarm-Satelliten.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Team: Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2018
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2018-2021
  • Swarm ESL/DISC: Support to accelerometer data analysis and processing
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Team: Dr.-Ing. Sergiy Svitlov, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2016
    Förderung: ESA (DTU Space)
    Laufzeit: 2016-2020