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Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)

Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)

Leitung:  Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
E-Mail:  schoen@ife.uni-hannover.de
Team:  Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
Jahr:  2008
Ist abgeschlossen:  ja

Antennenphasenzentrumsvariation und Offsets von GNSS Sende- und Empfangsantennen führen zu systematischen Resteffekten bei der Bestimmung von präzisen Bahndaten für Low-Earth-Orbiter (LEO) Satelliten mit GPS. Für die Berechung von Basislinien zwischen LEO-Satelliten und damit für die relative Navigation von LEO-Formationen (beispielsweise TerraSAR-X/TanDEM-X) spielen zusätzlich azimutale Variationen eine entscheidende Rolle, da die Orientierung der Antennen auf den Satelliten unterschiedlich ist. Für die Satelliten CHAMP, GRACE, TerraSAR-X und zukünftig TanDEM-X werden Antennenelemente der Firma Sensor Systems in Verbindung mit einem vom JPL und GFZ entwickelten Choke-Ring-Unterbau verwendet.

Am IfE wurden in Kooperation mit dem GSOC in Oberpfaffenhofen vier dieser GPS Empfangsantennen aus unterschiedlichen Produktionsserien inklusive des Choke-Ring-Unterbau mit dem automatischen Feldverfahren zur absoluten Kalibrierung von GNSS Antennen untersucht. Hierbei konnte eine sehr gute Übereinstimmung der Phasenzentrumsvariationen innerhalb der Baureihe festgestellt und die azimutalen Variationen ermittelt werden. Erst die Verwendung dieser Korrekturen erlaubt die Bestimmung von Basislinien zwischen Satelliten auf mm-Niveau. Nahfeldeffekte der direkten Antennenumgebung der LEO-Satelliten und die Unsicherheit der Offsets und Phasenzentrumsvariationen der Sendeantennen der GPS Satelliten bilden eine noch verbleibende Fehlerquelle.

Hierbei konnten die azimutalen Variationen ermittelt und eine sehr gute Übereinstimmung der Phasenzentrumsvariationen innerhalb der Baureihe festgestellt werden.