Leibniz Universität Hannover Fakultät Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie
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Institut für Erdmessung
 
Institut für Erdmessung Forschung Forschungsprojekte
Abgeschlossene Forschungsprojekte

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Terrestrische Gravimetrie

Schwerefeld- und Geoidmodellierung

  • Evaluation of CAI gradiometer for the gravity field determination
    The successful GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) mission has demonstrated that the satellite gravity gradiometry can significantly improve our knowledge on the Earth’s gravity field, especially in the medium- and short-wavelength parts. However, the electrostatic gradiometer on-board GOCE satellite is not technically perfect because of the widely-known 1/f noise in the low-frequency parts of measurements. Comparatively, the Cold Atom Interferometry (CAI) based gradiometer has flat noise down to the very-low frequency part, and shows a very long-term stability as well. In this project, our tasks are to rigorously map the CAI gradiometer’s noise to Earth’s gravity field coefficients through closed-loop simulations, where a similar mission scenario as GOCE will be taken to study a one-axis and a three-axis CAI gradiometer in the nadir Earth-pointing mode.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dr. Karim Douch, Dr.-Ing. Hu Wu
    Jahr: 2016
    Förderung: European Space Agency (ESA)
    Laufzeit: 2016-2017
  • Schwerefeldmodellierung zur relativistischen Geodäsie und vertikalen Datumsfestlegung (CRC 1128, C04)
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Miao Lin
    Jahr: 2014
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 01.07.2014 – 31.06.2018
  • International Timescales with Optical Clocks (ITOC) /Researcher Excellence Grant (REG) „Gravity Potential for Optical Clock Comparisons“
    Leitung: Dr. Helen S. Margolis, Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker, Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr.-Ing. Christian Voigt
    Jahr: 2013
    Förderung: European Metrology Research Programme (EMRP), jointly funded by the EMRP participating countries within EURAMET and the European Union
    Laufzeit: 01.07.2013 – 31.03.2016
  • The recovery of Earth’s global gravity field from GOCE observations
    The ESA’s GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) mission was the first to jointly apply SGG (satellite gravity gradiometry) and SST-hl (satellite-to-satellite high-low tracking) techniques to map the Earth’s gravity field. It delivered hundreds of millions of observations in four years’ lifetime, from 2009 to 2013. My Ph.D work is to recover a global gravity field model that is described by 62,997 spherical harmonic coefficients (up to degree/order 250) from the huge amount of GOCE observations.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Hu Wu
    Jahr: 2011
    Förderung: Stipendium
  • REaldatenAnaLyse GOCE (REAL GOCE)
    Teilprojekt GOCE Cal/Val, Quasigeoid und Höhensystem in Deutschland
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller (IfE-Anteil WP310)
    Team: Dr.-Ing. Phillip Brieden, Dr.-Ing. Focke Jarecki, Dr.-Ing. Christian Voigt, Dr.-Ing. Karen Insa Wolf
    Jahr: 2009
    Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Förderkennz. 03G0726C
    Laufzeit: 01.06.2009 – 31.05.2012
  • GOCE-GRavitationsfeldANalyse Deutschland – GOCE-GRAND II WP220 – Regionales Validierungs- und Kombinationsexperiment
    Im Rahmen des Projekts wurden hochwertige validierte terrestrische Schwerefelddatensätze (insbesondere Lotabweichungen und Schweredaten) in Deutschland und Europa zur externen Validierung der GOCE-Produkte erstellt. Diese Daten dienten einerseits zur Validierung vorhandener Satellitenschwerefeldmodelle und andererseits zur Berechnung entsprechender kombinierter Quasigeoidlösungen für Deutschland und Europa.
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker (WP220 - IfE)
    Team: Dr.-Ing. Christian Voigt
    Jahr: 2005
    Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Förderkennz. 03F0421D
    Laufzeit: 01.09.2005 – 31.08.2008
  • Fennoskandische Landhebung
    Ein Test- und Anwendungsgebiet für GRACE
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Olga Gitlein
    Jahr: 2003
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 15.3.2003 bis 28.2.2009
  • Kombination von CHAMP- und regionalen terrestrischen Schwerefelddaten
    Evaluierung und optimalen Kombination verschiedener Schwerefelddatensätze in Europa.
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Prof. Dr.-Ing. Günter Seeber
    Team: Dr.-Ing. Markus Roland
    Jahr: 2001
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 01.05.2001 – 30.04.2004

Relativistische Geodäsie

Satellitengravimetrie

  • Multi-sensor Climatology onboard GRACE
    The thermosphere lies between the exosphere and the mesosphere. The temperature in this layer can reach up to 4,500 degrees Fahrenheit. The thickness of this layer is about 513 km [NASA, 2018]. The thermosphere is the top level of the Earth atmosphere, located from 100 to 1000 km altitude. At 100 km already, the air density is twelve orders of magnitude lower than at the Earth’s surface. However, the remaining air is enough to exert a significant force on satellites orbiting the Earth at low heights. This perturbation is mainly due to high orbital velocity of 7.5 km/s, and the proportional relation between the air drag and the square of the speed. Since the space-borne accelerometer could measure the total non-conservative accelerations acting on the satellites directly, the air drag component could be isolated with the help of solar and earth albedo radiation pressure models, then the atmospheric density can be estimated, which provides necessary data for making evaluation and improvement of the existing atmospheric models.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2018
    Laufzeit: WiSe 2018/2019
  • European Gravity Service for Improved Emergency Management (EGSIEM)
    Massenänderungen, abgeleitet aus der Mission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), liefern grundlegende Einblicke in den globalen Wasserkreislauf der Erde. Änderungen in der kontinentalen Wasser-speicherung steuern den regionalen Wasserhaushalt und können in Extremfällen zu Überschwemmungen und Dürren führen. Das Ziel von EGSIEM ist, den Wasserkreislauf der Erde aus dem Weltall mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu beobachten und vorherzusagen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Team: Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2015
    Förderung: European Commission (EC)
    Laufzeit: 2015-2017
  • Data analysis challenge for the GRACE-FO community (CRC 1128, B04)
    Leitung: Dr.-Ing. Majid Naeimi, Dr. Martin Hewitson, Dr. Meike List
    Team: Dr. Neda Darbeheshti
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
  • System studies for an optical gradiometer mission (CRC 1128, B07)
    Leitung: Dr. Gerhard Heinzel, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dr. Karim Douch, Brigitte Kaune, Dr. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • High performance satellite formation flight simulator (CRC 1128, B05)
    Leitung: Dr. Meike List (ZARM), Dr.-Ing. Benny Rievers (ZARM)
    Team: Guy Apelbaum, Dr. Takahiro Kato , Florian Wöske, Dr. Sergiy Svitlov, Dr. rer. nat. Ertan Göklü, Stefanie Bremer
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • Fusion of ranging, accelerometry, and attitude sensing in the multi-sensor system for laserinterferometric inter-satellite ranging (CRC 1128, B02)
    Die Qualität der Gravitationsfeld-Ergebnisse, die aus GRACE und GRACE Follow-On Inter-Satelliten-Messungen gewonnen werden, hängt nicht nur von der Messgenauigkeit ab. Ebenso wichtig ist die Qualität der Integration in das Multisensorsystem, bestehend aus K-Band Messungen, GNSS-Orbit-Tracking, Beschleunigungsmessung und Lageerkennung, sowie die Leistung dieses Systems als Ganzes. Die Systemleistung wird z.B. durch die Messungen der Sternkamera, durch die Charakteristika der Satellitenausrichtung, durch ungenaue Kenntnisse und Instabilitäten von Phasenzentren und Ausrichtungen der GNSS Antenne sowie durch Störeinflüsse der Beschleunigungsmessungen beeinflusst.
    Leitung: Prof. Jakob Flury, Dr. Gerhard Heinzel
    Team: Santoshkumar Burla, Henry Wegener, Dr. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2014-2018
  • Massenveränderungen in Sibirischen Permafrost abgeleitet aus GRACE und Satellitenbildern
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Sibylle Vey
    Jahr: 2011
  • Zukunftskonzepte für Schwerefeldsatellitenmissionen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dipl.-Ing. Phillip Brieden
    Jahr: 2011
    Förderung: BMBF
  • GOCE-GRAND II im BMBF-Geotechnologien-Programm
    Eröffnung neuer Anwendungsfelder in der Geodäsie und in vielen Nachbardisziplinen durch verbesserte Schwerefeldbestimmung.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dipl.-Ing. Karen. I. Wolf, Dipl.-Ing. Focke Jarecki
    Jahr: 2009
    Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • REaldatenAnaLyse GOCE (REAL GOCE)
    WP210 – Qualitätsbeurteilung gemessener GOCE-Gradienten (Q-GGG)
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Phillip Brieden, Dr.-Ing. Focke Jarecki, Dr.-Ing. Christian Voigt, Dr.-Ing. Karen Insa Wolf
    Jahr: 2009
    Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Förderkennz. 03G0726C
    Laufzeit: 01.06.2009 – 31.05.2012
  • GOCE-GRavitationsfeldANalyse Deutschland – GOCE-GRAND AP6 – Bestimmung äußerer Eichfaktoren und Validierung der Ergebnisse
    Im Rahmen des Projekts wurden Verfahren zur Kalibrierung und Validierung von GOCE-Resultaten mit externen Schwerefelddaten untersucht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Reiner Rummel
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker, Dr.-Ing. Focke Jarecki, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr.-Ing. Karen Insa Wolf
    Jahr: 2002
    Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 01.01.2002 – 31.12.2004

Antennenkalibrierung

GNSS und Inertialnavigation

Lunar Laser Ranging (LLR)

Geodätische Astronomie

Weltraumsensorik

  • Multi-sensor Climatology onboard GRACE
    The thermosphere lies between the exosphere and the mesosphere. The temperature in this layer can reach up to 4,500 degrees Fahrenheit. The thickness of this layer is about 513 km [NASA, 2018]. The thermosphere is the top level of the Earth atmosphere, located from 100 to 1000 km altitude. At 100 km already, the air density is twelve orders of magnitude lower than at the Earth’s surface. However, the remaining air is enough to exert a significant force on satellites orbiting the Earth at low heights. This perturbation is mainly due to high orbital velocity of 7.5 km/s, and the proportional relation between the air drag and the square of the speed. Since the space-borne accelerometer could measure the total non-conservative accelerations acting on the satellites directly, the air drag component could be isolated with the help of solar and earth albedo radiation pressure models, then the atmospheric density can be estimated, which provides necessary data for making evaluation and improvement of the existing atmospheric models.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui
    Jahr: 2018
    Laufzeit: WiSe 2018/2019
  • Disentangling gravitational signals and errors in global gravity field parameter estimation from satellite observations (SFB 1128, C01)
    Entfernungsraten-Residuen aus der Schätzung der globalen Schwerefeldparameter aus der GRACE-Satelliten-zu-Satelliten-Messung (SST) zeigen eine Reihe von systematischen Effekten, die die Genauigkeit der geschätzten Parameter einschränken. Das Projekt untersuchte die Eigenschaften von Zeitreihen von Range-Rate Residuen. Es wurde untersucht, wie sich ein Abfall des K-Band-Messung Signal-Rausch-Verhältnisses bei bestimmten Dopplerfrequenzen zwischen den Satelliten auf die Residuen auswirkt sowie Anomalien bei Penumbra-Durchgängen. Im Rahmen des Projekts an der TU Graz wurden in der Gruppe von Prof. Mayer-Gürr Möglichkeiten untersucht, Wavelet-Parameter in der SST-Schwerefeldparameterschätzung zu verwenden.
    Leitung: Prof. Jakob Flury
    Team: M.Sc. Saniya Behzadpour
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2014-2018
  • Highly physical penumbra solar radiation pressure modeling with atmospheric effects
    During penumbra transitions of an Earth orbiter, the solar radiation hitting the satellite is strongly influenced by refraction and absorption of light rays grazing the Earth’s atmosphere. The project implemented solar radiation pressure modeling including these effects. Model results were tested by comparing with measurements of the accelerometers of the GRACE low Earth orbiters.
    Leitung: Prof. Jakob Flury, Tamara Bandikova
    Team: Robbie Robertson (Virginia Tech, Blacksburg, VA)
    Jahr: 2010
    Förderung: RISE/QUEST
    Laufzeit: 2010
  • In-Orbit System Analysis of the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) Mission
    Die genaue Bestimmung und Kontrolle der Satellitenlage spielt eine Schlüsselrolle für die Satellitengeodäsie im Allgemeinen und für die Satelliten-zu-Satelliten-Verfolgung im Besonderen. Das Projekt lieferte die erste detaillierte Charakterisierung von GRACE-Lage-Fehlern und -Variationen. Die Untersuchungen betrafen die Variationen des Sichtwinkels zwischen den Sternkameras, die gewichtete Kamerakopfkombination sowie die Fehlerausbreitung zu Inter-Satelliten-Entfernungs- und Beschleunigungsmessungen. Die Ergebnisse führten zu signifikanten Verbesserungen in der operativen GRACE-Datenverarbeitung.
    Leitung: Prof. Jakob Flury
    Team: Tamara Bandikova
    Jahr: 2009
    Förderung: Exzellenzcluster QUEST
    Laufzeit: 2009-2015
    © IfE / Bandikova

SFB 1128 (geo-Q)

QUEST

  • Analyse des Einflusses hochgenauer externer Uhren auf die GNSS-Auswertung
    Anwendung hochgenauer Oszillatoren in der Satellitennavigation.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Ulrich Weinbach
    Jahr: 2011
    Förderung: QUEST
  • Schwerefeldbestimmung aus hochpräziser Zeitmessung
    Schwerefeldbestimmung aus hochpräziser Zeitmessung
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. habil. Enrico Mai
    Jahr: 2011
    Förderung: QUEST (Quantum Engineering and Space Time Research)
  • Highly physical penumbra solar radiation pressure modeling with atmospheric effects
    During penumbra transitions of an Earth orbiter, the solar radiation hitting the satellite is strongly influenced by refraction and absorption of light rays grazing the Earth’s atmosphere. The project implemented solar radiation pressure modeling including these effects. Model results were tested by comparing with measurements of the accelerometers of the GRACE low Earth orbiters.
    Leitung: Prof. Jakob Flury, Tamara Bandikova
    Team: Robbie Robertson (Virginia Tech, Blacksburg, VA)
    Jahr: 2010
    Förderung: RISE/QUEST
    Laufzeit: 2010
  • Verfeinerte Modellierung des Erde-Mond-Systems im mm-Bereich zur Bestimmung relativistischer Größen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dipl.-Ing. Franz Hofmann
    Jahr: 2009
    Förderung: QUEST
  • In-Orbit System Analysis of the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) Mission
    Die genaue Bestimmung und Kontrolle der Satellitenlage spielt eine Schlüsselrolle für die Satellitengeodäsie im Allgemeinen und für die Satelliten-zu-Satelliten-Verfolgung im Besonderen. Das Projekt lieferte die erste detaillierte Charakterisierung von GRACE-Lage-Fehlern und -Variationen. Die Untersuchungen betrafen die Variationen des Sichtwinkels zwischen den Sternkameras, die gewichtete Kamerakopfkombination sowie die Fehlerausbreitung zu Inter-Satelliten-Entfernungs- und Beschleunigungsmessungen. Die Ergebnisse führten zu signifikanten Verbesserungen in der operativen GRACE-Datenverarbeitung.
    Leitung: Prof. Jakob Flury
    Team: Tamara Bandikova
    Jahr: 2009
    Förderung: Exzellenzcluster QUEST
    Laufzeit: 2009-2015
    © IfE / Bandikova

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