ForschungForschungsprojekte
Improved GPS data analysis for the Swarm constellation

EXC-2123 QuantumFrontiers

  • Relativistische Untersuchungen mit LLR-Daten
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Liliane Biskupek
    Jahr: 2019
    Förderung: Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder – EXC-2123 QuantumFrontiers (DFG)
    Laufzeit: 2019 - 2025
  • Differentielles Lunar Laser Ranging
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: M. Sc. Mingyue Zhang
    Jahr: 2021
    Förderung: Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder – EXC-2123 QuantumFrontiers (DFG), DLR-SI
    Laufzeit: 2021 - 2022

CRC 1464 (TerraQ)

  • Gravitationsfeldlösung durch Ausschöpfung des vollen Potentials der GRACE Follow-On Mission (SFB 1464, C04)
    Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, die Daten der GRACE und GRACE-FO Satellitenmissionen optimal auszuwerten. Mit diesen Daten sollen die zeitlichen Variationen auf Monats- bis Tagesebene des Schwerefeldes mit bestmöglicher Auflösung bestimmt werden.
    Leitung: Dr. Matthias Weigelt, Prof. Dr.-Ing. Torsten Mayer-Gürr
    Team: Sahar Ebadi
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Terrestrische Uhrennetzwerke: Grundlagenphysik und Anwendungen (SFB 1464, C02)
    Die stetige Verbesserung von optischen Uhren und deren Vergleich über lange Distanzen mittels Glasfaserkabel werden, besonders in TerraQ, hochgenaue terrestrische Uhrennetzwerke für Anwendungen in der Geodäsie möglich machen. Damit kann und wird sich das chronometrische Nivellement als neue geodätisch Messemethode etablieren. In diesem Projekt wird einerseits der allgemein-relativistische Formalismus für die uhrenbasierte Geodäsie in Strenge weiterentwickelt und auf Uhrennetzwerke angewendet, um die Vor- und Nachteile verschiedene Konstellationen und Messverfahren bewerten zu können. Darauf aufbauend werden die interessantesten Anwendungen von Uhrennetzwerken in der Geodäsie und der Grundlagenphysik identifiziert.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Prof. Dr. Claus Lämmerzahl
    Team: Marion Cepok, Asha Vincent
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Optische Uhren für chronometrisches Nivellement (SFB 1464, A04)
    Wir werden das Potenzial des chronometrischen Nivellements demonstrieren, indem wir gemeinsam mit Teilprojekt A05 Höhenmessungen mit der gleichen oder sogar besseren Auflösung demonstrieren, als sie das geometrische Nivellement oder der Global Navigation Satellite System (GNSS)/Geoid-Ansatz derzeit erreichen können. Darüber hinaus wird die Methodik in Zusammenarbeit mit TerraQ-Teilprojekten eingesetzt, die gravimetrische und GNSS-Techniken nutzen, um z.B. Wasserspeichern zu überwachen. (Projekte: Terrestrische Uhrennetzwerke: Grundlagenphysik und Anwendungen (C02), Modellierung von Massenvariationen bis zu kleinen Skalen (C05), und Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie (C06)).
    Leitung: PD Dr. Christian Lisdat, Prof. Dr. Piet O. Schmidt, Dr.-Ing. Denker
    Team: Tim Lücke, Constantin Nauk
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Interferometrische Glasfaserverbindungen (SFB 1464, A05)
    Um das chronometrische Nivellement als Routinewerkzeug für die Geodäsie zu etablieren, sind Forschung und Entwicklungen für hochpräzise Frequenzübertragung in den Bereichen Interferometrische Glasfaserverbindungen (Interferometric Fibre Links, IFLs) und Globales Navigationssatellitensystem - Frequenztransfer (GNSS-FT) erforderlich. Die Entwicklung von feldtauglichen IFLs-Geräten, ultrapräziser GNSS-FT und deren Einsatz für chronometrische Nivellements sind neue Forschungs- und Entwicklungsgebiete, die viele Anwendungen von geodätischem Interesse eröffnen werden. Unser Ziel ist es, eine chronometrische Nivellement-Kampagne zwischen Insel und Festland unter Verwendung von IFL und GNSS-FT sowie der in Teilprojekt A04 entwickelten transportablen optischen Uhr zu realisieren.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön, Dr. Gesine Grosche
    Team: Dr. Alexander Kuhl, Dr. Thomas Waterholter, Ahmed Elmaghraby
    Jahr: 2021
  • Modellierung von Massenvariationen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung (SFB 1464, C05)
    Beobachtungen der zeitlichen Variationen des Erdschwerefeldes mittels Satellitengravimetrie, terrestrischer Gravimetrie und durch mit GNSS gemessenen Auflasteffekten erlauben einen Einblick in die regionalen Variationen und Veränderungen von Wasserspeichern auf jeweils unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Schwerefeldmodellen mit größtmöglicher räumlicher und zeitlicher Auflösung durch die konsistente Kombination der verschiedenen Beobachtungsverfahren. Diese gleichmäßige Einbeziehung der verschiedenen geodätischen Sensoren ist aufgrund der unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Sensitivität der Messsysteme eine der größten Herausforderung der Geodäsie.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Annette Eicker, Prof. Dr. Andreas Günther, Dr. Matthias Weigelt
    Team: Marvin Reich
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Quantengravimetrie (SFB 1464, A01)
    Im Rahmen von TerraQ soll die auf der Atomchip-Technologie basierende Quantengravimetrie mit Bose-Einstein-Kondensaten (BECs) etabliert und ihr Potenzial für die mobile Gravimetrie erforscht werden. Mit dem in Laufe des SFB stetig häufigeren Einsatz des Quantengravimeters QG-1 und ansteigender Leistungsfähigkeit sollen im Rahmen von Messreihen der Teilprojekte C01, A05 und C05 die praktische Anwendbarkeit der zugehörigen Methoden nachgewiesen und der Betrieb von QG-1 unter variierenden, rauen Bedingungen demonstriert werden.
    Leitung: Dr. Waldemar Herr, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Prof. Dr. Ernst Rasel
    Team: Nina Heine, Marat Musakaev
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie (SFB 1464, C06)
    Wir werden uns auf die Entwicklung von global anwendbarer Hintergrundmodelle der Atmosphären- und Ozeandynamik für weltweit verteilte terrestrische Schweremessungen konzentrieren. Die Hintergrundmodelle werden aufgeteilt in Deformationseffekte, welche auch die lateral heterogene Rheologie der Erdkruste berücksichtigen, regionale bis globale Anziehungseffekte der atmosphärischen und ozeanischen Massen und lokale Effekte atmosphärischer Massen aus der unmittelbaren Umgebung des Sensors, die am stärksten von der lokalen topographischen Rauigkeit abhängen und die potenziell am meisten von einer möglichen Kombination mit barometrischen Beobachtungen rund um das Gravimeter profitieren könnten.
    Leitung: Dr. Henryk Dobslaw, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr. Kyriakos Balidakis
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Grundwassergravimetrie und QG-1 (SFB 1464, C01)
    Für das Grundwassermanagement in Mitteleuropa bietet die bodengebundene Gravimetrie ein einzigartiges Potenzial zur lokalen Überwachung zeitlicher Schwankungen des Wassergehalts im Untergrund. Das Quantengravimeter (QG-1) der LUH, welches mit Hilfe von frei-fallenden Atomen die Schwerebeschleunigung bestimmt, befindet sich in der letzten Phase der Entwicklung (A01) und soll noch 2021 für geodätische und gravimetrische Anwendungen bereit sein. Die Fähigkeiten des Absolutgravimeters QG-1 werden sowohl mit Messungen in Gebäuden, als auch bei Messkampagnen im Gelände eingesetzt und getestet. Schwerefeldvariationen durch Grundwasserveränderungen sollen mit einem Fehler von 10 nm/s² bestimmt werden.
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dinesh Chebolu
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Neue Messmethoden mit Laser Interferometern (SFB 1464, B01)
    Wir untersuchen eine neue Art von optischen Akzelerometern (ACC), entwickeln Laser Interferometer zur Abstandsmessung (Laser Ranging Interferometer, LRI) konzeptionell weiter um neue gravimetrische Satellitenkonstellationen zu ermöglichen und wir studieren die Winkelgeschwindigkeiten der Satelliten-Verbindungsachse, um daraus Erdschwerefeldinformationen zu gewinnen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr. Vitali Müller
    Team: Alexey Kupriyanov, Arthur Reis
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2021-2024

Terrestrische Gravimetrie

  • 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
  • Einrichtung von absolutgravimetrischen Punkten auf der Zugspitze, auf dem Wank und und in Garmisch-Partenkirchen
    Alpenstationen zur Messung der Erdschwerebeschleunigung mit dem Absolutgravimeter FG5-220
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dipl.-Ing. Olga Gitlein
    Jahr: 2003
  • Absolutschwerestationen in Kollafjordur auf den Färöer Inseln
    Absolutschweremessungen auf Färöer
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr.-Ing. Olga Gitlein
    Jahr: 2003
  • Absolutschweremessungen in Dänemark
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr.-Ing. Olga Gitlein
    Jahr: 2003
  • Gravimetrische Messungen auf der Zugspitze und am Wank (Bayerische Alpen)
    Die geodätische Überwachung von Veränderungen aufgrund des Alpenwachstums und dem Rückgang des Permafrostes erfolgt sowohl mit gravimetrischen als auch mit geometrischen Methoden. An der Zusammenarbeit sind neben dem IfE (Absolut- und Relativgravimetrie, Nivellement) auch die Bayerische Akademie der Wissenschaft (GNSS, Nivellement, Relativgrav., Wank), die TU München (Nivellement, Relativgravimetrie) und das GFZ Potsdam (Supraleitgravimetrie und permanente GNSS Station auf der Zugspitze) beteiligt.
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Jahr: 2004
    Förderung: IFE, Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers”, GFZ Potsdam, TU München, Bayerische Akademie der Wissenschaften
    Laufzeit: 2004-2020
  • 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: Dr.-Ing. 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
  • SIMULTAN: Integriertes Geodätisches Überwachungskonzept für Erdfall-induzierte Oberflächendeformation und Massenumlagerung - AP 3.2 (absolute/relative Gravimetrie und Nivellement)
    Prozessorientierte Interpretation unter Nutzung geophysikalischer und geologischer Informationen und Entwicklung eines langfristigen Überwachungskonzeptes durch Anwendung eines iterativen, rückkoppelnden Optimierungsansatz.
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr. Adelheid Weise (LIAG und LUH)
    Jahr: 2015
    Förderung: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
  • 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, Dr.-Ing. Manuel Schilling
    Jahr: 2016
    Förderung: Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig
  • Gravimetrisches Referenznetzwerk für ein 10m Atominterferometer
    Das Very Long Baseline Atom Interferometer (VLBAI) im Hannover Institute for Technology (HITec) ist ein physikalisches Experiment in dem Versuche zur Interferometrie von Atomen auf einer Fallstrecke von etwa 10m durchgeführt werden können. Diese Versuche dienen in erster Linie der Grundlagenphysik, es können aber auch gravimetrische Messungen durchgeführt werden. Aufgrund der großen Fallstrecke und dadurch lange andauernden Fallzeit wird von einer zukünftigen Genauigkeit im Bereich von 1 nm/s² ausgegangen. Bei klassischen transportablen Absolutgravimetern hingegen werden einige 10er nm/s² erreicht. Das VLBAI könnte somit eine Referenz für klassische Gravimeter darstellen. Für diese Versuche und zur Bewertung des Fehlerhaushaltes ist jedoch die Kenntnis des lokalen Schwerefeldes nötig. Dieses wird parallel zur Installation des Großgerätes und darüber hinaus durch gravimetrische Messungen und Vorwärtsmodellierung bestimmt.
    Leitung: Dr.-Ing. Manuel Schilling, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr.-Ing. Manuel Schilling, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Jahr: 2017
    Förderung: IfE, SFB 1128, EXC-2123 "QuantumFrontiers"
    Laufzeit: 2017-2025
    © M. Schilling
  • Gravimetrische Gezeiten und Gravitationsströmungen in der Nordsee
    Die Forschungsgruppe untersucht den Gravitations- und Deformationseffekt (Neigungseffekt), der durch zeitliche Variationen der Massenverteilung in der Atmosphäre und im Meer verursacht wird. Dabei ist zwischen den direkten Newtonschen Anziehungskräften und den indirekten Effekten durch die Krustendeformation (variierende Auflasten) zu unterscheiden. Letztere gehen aufgrund der Elastizität der festen Erdkruste mit einer vertikalen Verschiebung und einer Neigung des Meeresbodens sowie der Landoberfläche, insbesondere entlang der Küste oder der Inseln, einher. Eine solche vertikale Bodenverschiebung ist mit einer absoluten Höhenänderung des Gravimeters bezügl. des Geozentrums verbunden. Die kombinierte Beobachtung von Gravitations- und Neigungsänderungen ermöglicht die Trennung von Signalen aufgrund von Anziehung und Lastdeformation.
    Leitung: Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr. Adelheid Weise
    Team: Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr. Adelheid Weise
    Jahr: 2018
    Förderung: IfE, Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers”
    Laufzeit: 2018-2021
  • Optische Uhren für chronometrisches Nivellement (SFB 1464, A04)
    Wir werden das Potenzial des chronometrischen Nivellements demonstrieren, indem wir gemeinsam mit Teilprojekt A05 Höhenmessungen mit der gleichen oder sogar besseren Auflösung demonstrieren, als sie das geometrische Nivellement oder der Global Navigation Satellite System (GNSS)/Geoid-Ansatz derzeit erreichen können. Darüber hinaus wird die Methodik in Zusammenarbeit mit TerraQ-Teilprojekten eingesetzt, die gravimetrische und GNSS-Techniken nutzen, um z.B. Wasserspeichern zu überwachen. (Projekte: Terrestrische Uhrennetzwerke: Grundlagenphysik und Anwendungen (C02), Modellierung von Massenvariationen bis zu kleinen Skalen (C05), und Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie (C06)).
    Leitung: PD Dr. Christian Lisdat, Prof. Dr. Piet O. Schmidt, Dr.-Ing. Denker
    Team: Tim Lücke, Constantin Nauk
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Quantengravimetrie (SFB 1464, A01)
    Im Rahmen von TerraQ soll die auf der Atomchip-Technologie basierende Quantengravimetrie mit Bose-Einstein-Kondensaten (BECs) etabliert und ihr Potenzial für die mobile Gravimetrie erforscht werden. Mit dem in Laufe des SFB stetig häufigeren Einsatz des Quantengravimeters QG-1 und ansteigender Leistungsfähigkeit sollen im Rahmen von Messreihen der Teilprojekte C01, A05 und C05 die praktische Anwendbarkeit der zugehörigen Methoden nachgewiesen und der Betrieb von QG-1 unter variierenden, rauen Bedingungen demonstriert werden.
    Leitung: Dr. Waldemar Herr, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Prof. Dr. Ernst Rasel
    Team: Nina Heine, Marat Musakaev
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Atmosphäre-Ozean Hintergrundmodellierung für terrestrische Gravimetrie (SFB 1464, C06)
    Wir werden uns auf die Entwicklung von global anwendbarer Hintergrundmodelle der Atmosphären- und Ozeandynamik für weltweit verteilte terrestrische Schweremessungen konzentrieren. Die Hintergrundmodelle werden aufgeteilt in Deformationseffekte, welche auch die lateral heterogene Rheologie der Erdkruste berücksichtigen, regionale bis globale Anziehungseffekte der atmosphärischen und ozeanischen Massen und lokale Effekte atmosphärischer Massen aus der unmittelbaren Umgebung des Sensors, die am stärksten von der lokalen topographischen Rauigkeit abhängen und die potenziell am meisten von einer möglichen Kombination mit barometrischen Beobachtungen rund um das Gravimeter profitieren könnten.
    Leitung: Dr. Henryk Dobslaw, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dr. Kyriakos Balidakis
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Grundwassergravimetrie und QG-1 (SFB 1464, C01)
    Für das Grundwassermanagement in Mitteleuropa bietet die bodengebundene Gravimetrie ein einzigartiges Potenzial zur lokalen Überwachung zeitlicher Schwankungen des Wassergehalts im Untergrund. Das Quantengravimeter (QG-1) der LUH, welches mit Hilfe von frei-fallenden Atomen die Schwerebeschleunigung bestimmt, befindet sich in der letzten Phase der Entwicklung (A01) und soll noch 2021 für geodätische und gravimetrische Anwendungen bereit sein. Die Fähigkeiten des Absolutgravimeters QG-1 werden sowohl mit Messungen in Gebäuden, als auch bei Messkampagnen im Gelände eingesetzt und getestet. Schwerefeldvariationen durch Grundwasserveränderungen sollen mit einem Fehler von 10 nm/s² bestimmt werden.
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Team: Dinesh Chebolu
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG

Schwerefeld- und Geoidmodellierung

  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • High-resolution modeling of geoid-quasigeoid separation
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Jahr: 2013
  • 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
  • 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
  • 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
  • German Combined Geoid 2016 (GCG2016)
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Dr.-Ing. Heiner Denker
    Jahr: 2016
  • 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
  • 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)
  • Modellierung von Massenvariationen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung (SFB 1464, C05)
    Beobachtungen der zeitlichen Variationen des Erdschwerefeldes mittels Satellitengravimetrie, terrestrischer Gravimetrie und durch mit GNSS gemessenen Auflasteffekten erlauben einen Einblick in die regionalen Variationen und Veränderungen von Wasserspeichern auf jeweils unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Schwerefeldmodellen mit größtmöglicher räumlicher und zeitlicher Auflösung durch die konsistente Kombination der verschiedenen Beobachtungsverfahren. Diese gleichmäßige Einbeziehung der verschiedenen geodätischen Sensoren ist aufgrund der unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Sensitivität der Messsysteme eine der größten Herausforderung der Geodäsie.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Annette Eicker, Prof. Dr. Andreas Günther, Dr. Matthias Weigelt
    Team: Marvin Reich
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Quanten-basierte Beschleunigungsmessung auf Geodäsie-Satelliten (Q-BAGS)
    Kollaboration zwischen dem Observatoire de Paris Department Systèmes de référence temps-espace (SYRTE) und dem Institut für Erdmessung (IfE) der Leibniz Universität Hannover (LUH) eingebettet in die Forschungskooperation QUANTA zwischen Deutschland und Frankreich
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Annike Knabe
    Jahr: 2021
    Förderung: BMWK / DLR e.V. (50WM2181)
    Laufzeit: 10/2021 - 09/2024

Relativistische Geodäsie

  • Clock network modeling (CRC 1128, C03)
    Leitung: Prof. Dr. Jürgen Müller, Prof. Dr. Claus Lämmerzahl
    Team: Dr.-Ing. Hu Wu
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • Relativistische Geodäsie in Netzen optischer Atomuhren
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury
    Jahr: 2018
    Laufzeit: seit 2018
  • Transportable optische Uhren für relativistische Geodäsie (CRC 1128/2, A03)
    Leitung: Priv.-Doz. Dr. Christian Lisdat, Prof. Dr. Piet O. Schmidt, Dr.-Ing. Heiner Denker
    Team: Mitarbeiter der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB)
    Jahr: 2018
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    Laufzeit: 01.07.2018 – 30.06.2019
  • High-performance clock networks and their application in geodesy
    The rapid development of optical clocks and frequency transfer techniques provides the opportunity to compare clocks’ frequencies at the uncertainty level of 10-18. This will enable relativistic geodesy with the aimed accuracy of cm in terms of height. Clock networks are thus highly relevant to various geodetic applications, such as the realization of a height reference system and the determination of regional/global gravity fields. In this project, we aim to investigate the potential of high-performance clock networks and quantify their contributions to specific applications through dedicated simulations.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Hu Wu
    Jahr: 2019
    Förderung: Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers” (DFG)
  • 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 Untersuchungen mit LLR-Daten
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: Dr.-Ing. Liliane Biskupek
    Jahr: 2019
    Förderung: Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder – EXC-2123 QuantumFrontiers (DFG)
    Laufzeit: 2019 - 2025
  • Verfeinerte Modellierung des Erde-Mond-Systems
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller
    Team: Vishwa Vijay Singh, M.Sc.
    Jahr: 2020
    Förderung: DLR-SI
    Laufzeit: 2019 - 2022
  • Terrestrische Uhrennetzwerke: Grundlagenphysik und Anwendungen (SFB 1464, C02)
    Die stetige Verbesserung von optischen Uhren und deren Vergleich über lange Distanzen mittels Glasfaserkabel werden, besonders in TerraQ, hochgenaue terrestrische Uhrennetzwerke für Anwendungen in der Geodäsie möglich machen. Damit kann und wird sich das chronometrische Nivellement als neue geodätisch Messemethode etablieren. In diesem Projekt wird einerseits der allgemein-relativistische Formalismus für die uhrenbasierte Geodäsie in Strenge weiterentwickelt und auf Uhrennetzwerke angewendet, um die Vor- und Nachteile verschiedene Konstellationen und Messverfahren bewerten zu können. Darauf aufbauend werden die interessantesten Anwendungen von Uhrennetzwerken in der Geodäsie und der Grundlagenphysik identifiziert.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Prof. Dr. Claus Lämmerzahl
    Team: Marion Cepok, Asha Vincent
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
  • Differentielles Lunar Laser Ranging
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Müller
    Team: M. Sc. Mingyue Zhang
    Jahr: 2021
    Förderung: Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder – EXC-2123 QuantumFrontiers (DFG), DLR-SI
    Laufzeit: 2021 - 2022

Satellitengravimetrie

  • 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
  • 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
  • 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
  • Earth System Mass Transport Mission (e.motion)
    Leitung: Jakob Flury
    Jahr: 2013
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • Hybridization of Classic and Quantum Accelerometers for Future Satellite Gravity Missions
    Using cold atom interferometry (CAI) accelerometers in the next generation of satellite gravimetry missions can provide long-term stability and precise measurements of the non-gravitational forces acting on the satellites. This allows for a reduction of systematic effects in current GRACE-FO gravity field solutions. In this project, we first aim to investigate the hybridization of quantum CAI-based and classical accelerometers for a GRACE-like mission and we discusse the performance improvement through dedicated simulations. Then we investigate different orbital configurations and mission concepts to find the optimal setting for future satellite gravimetry missions.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Müller
    Team: Dr. Alireza HosseiniArani
    Jahr: 2020
  • Neue Messmethoden mit Laser Interferometern (SFB 1464, B01)
    Wir untersuchen eine neue Art von optischen Akzelerometern (ACC), entwickeln Laser Interferometer zur Abstandsmessung (Laser Ranging Interferometer, LRI) konzeptionell weiter um neue gravimetrische Satellitenkonstellationen zu ermöglichen und wir studieren die Winkelgeschwindigkeiten der Satelliten-Verbindungsachse, um daraus Erdschwerefeldinformationen zu gewinnen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr. Vitali Müller
    Team: Alexey Kupriyanov, Arthur Reis
    Jahr: 2021
    Förderung: DFG
    Laufzeit: 2021-2024

Antennenkalibrierung

  • Kalibrierung stationsspezifischer Effekte in GPS Referenzstationsnetzen
    Deterministisches Korrekturmodell für Mehrwegefehler an GNSS Referenzstationen im Land Niedersachsen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Günter Seeber
    Team: Dipl.-Ing. Florian Dilssner
    Jahr: 2008
    Förderung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)
    Kalibrierung von LEO GNSS Antennen für präzise LEO-Formationen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2008
  • Von der Komponentenkalibrierung zur Systemanalyse: konsistente Korrekturverfahren von Instrumentenfehlern für Multi-GNSS
    Mehrwert durch Betrachtung des Gesamtsystems
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Tobias Kersten
    Jahr: 2009
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - 50NA0903
    Laufzeit: 2009-2012
  • Verbesserte Positionierung und Navigation durch konsistente Multi-GNSS Antennenkorrekturen
    Untersuchung von Auswirkungen der Code Phasen Verzögerungen (GDV) auf die GNSS basierte Positionierung und Navigation sowie die Entwicklung eines Verfahrens zum adäquaten Vergleich von Kalibrierergebnissen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2012
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - 50NA1216
    Laufzeit: 2012 - 2014
  • 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 entsprechen müssen 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
    Trägerphasenvaritionen 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 Signalen 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
  • Gewinn eines grundlegenden Verständnisses der Mehrwege - Antennen - Empfänger - Interaktionen zur Standardisierung der Kalibrierung von Codephasenvariationen von GNSS-Empfangsantennen
    Eine der herausforderndsten offenen Forschungsfragen bei der Positionierung mit Globalen Satelliten Navigationssystems (GNSS) ist die genaue Charakterisierung der für die Messungen verwendeten Hardware. Während im Bereich der Trägerphase präzise Kalibrierungsstrategien entwickelt wurden, ist die Charakterisierung der Codephasenvariationen (CPV) aufgrund des höheren Rauschens und des stärkeren Mehrwegeeinflusses immer noch ungelöst, und es fehlt darüber hinaus ein ausreichendes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Antenne, Empfänger und Mehrwegeausbreitung, vor allem in der Geodäsie. Dieses Projekt kombiniert den Hintergrundwissen aus Geodäsie (IfE) und Elektrotechnik (DLR) und wird damit diese Wissenslücke schließen und grundlegende physikalische Einblicke in die Wechselwirkungen zwischen Antenne, Empfänger und Mehrwegeausbreitung liefern, um neuartige Methoden für eine konsistente CPV-Kalibrierung zu etablieren. Wir werden die Erkenntnisse verwenden, um die Verbesserungen durch Anbringen der neuen CPV zu analysieren, die bei Anwendungen in der Luftfahrt, bei der Zeitübertragung und bei PPP entstehen und allgemeine Empfehlungen für die Antenneninstallation ableiten.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön, Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Yannick Breva
    Jahr: 2022
    Förderung: DFG, Projektnummer: 470510446

GNSS und Inertialnavigation

  • Modellierung distanzabhängiger systematischer Effekte
    Entwicklung eines Korrekturmodell für distanzabhängige Effekte in kleinen GPS Netzen sowie Abschätzung der Größe systematischer Resteffekte mit Methoden der Intervallmathematik
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2006
  • Abschätzung der Größe systematischer Resteffekte mit Methoden der Intervallmathematik
    Erfassung und adäquate mathematische Beschreibung des Gesamtunsicherheitshaushaltes von GNSS Beobachtungen mit Verfahren der Intervallmathematik
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2006
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  • Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)
    Kalibrierung von LEO GNSS Antennen für präzise LEO-Formationen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2008
  • Konzepte zur Qualitätsbeschreibung in aktiven GNSS-Referenzstationsnetzen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Nico Lindenthal
    Jahr: 2009
    Förderung: Landesamt für Geoinformationen und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Qualitätssicherung für permanente GNSS-Stationen
    Qualitätsmanagement an permanenten GNSS Referenzstationen in Niedersachsen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Nico Lindenthal
    Jahr: 2010
    Förderung: Landesamt für Geoinformationen und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Bürgernahes Flugzeug
    Verbesserung der Qualität und Verminderung von Signalverlusten bei GNSS-gestützen gekurvten Landeanflügen im Rahmen der Entwicklung eines "Bürgernahen Flugzeugs"
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Franziska Kube
    Jahr: 2011
    Förderung: Land Niedersachsen
  • Navigation und Positionierung in schwieriger Umgebung
    Analyse von High-Sensitivity GNSS Sensoren
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Olaf Bielenberg
    Jahr: 2011
  • Modellierung physikalischer Korrelationen von GNSS-Phasenbeobachtungen mit Ansätzen der Turbulenztheorie
    Modellierung physikalischer Korrelation von GNSS Phasebeobachtungen mit Ansätzen der Turbulenztheorie
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Markus Vennebusch
    Jahr: 2011
    Förderung: Das Projekt wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SCHO 1314/1-1).
  • Modeling and correction of GNSS multipath effect through Software receiver and Ray tracing
    Beschreibung von Multipath durch Software-Empfänger und Raytracing.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Marios Smyrnaios
    Jahr: 2011
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR)
  • Turbulenz Untersuchungen und verbesserte Modellierung der atmosphärischen Refraktion mit VLBI und GNSS
    Verbesserte Beschreibung von Refraktionsindexschwankungen, Bestimmung von Turbulenz-Parametern und verbesserte Modellierung der neutrosphärischen Refraktion
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Franziska Kube
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG (SCHO 1314/3-1)
  • VeNaDU: Verbesserte Positionierung und Navigation durch Uhrmodellierung
    In diesem Forschungsvorhaben sollen empfängerseitig die Vorteile moderner hochstabiler Atomuhren für die GNSS-basierte Positionierung und Navigation untersucht und innovative Konzepte zur Uhrmodellierung entwickelt werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Thomas Krawinkel
    Jahr: 2013
    Förderung: BMWi / DLR
    Laufzeit: 10/2013 - 11/2016
  • Kinematic GNSS positioning of Low Earth Orbiters (CRC 1128, B03)
    Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Genauigkeit kinematischer Orbits von erdnahen Satelliten durch weiterentwickeltes Precise Point Positioning (PPP), welches um den Ansatz der Empfängeruhrmodellierung und das Konzept des Virtuellen Empfängers erweitert wird.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Christoph Wallat
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • High-Rate GNSS-Empfänger in der Flug-Navigation und -Gravimetrie
    Entwicklung einer Methodik zur Datenvorverarbeitung und zur Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschätzung aus Trägerphasenmessungen mit hoher Abtastrate (100Hz)
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Christian Bischof
    Jahr: 2014
    Förderung: Bürgernahes Flugzeug Nachwuchsfond
  • Precise Point Positioning mit GPS-Einfrequenz-Empfängern und der Radom-Antenne in Raisting für das Autonome Fahren (PPP-AF)
    Teilprojekt: Bestimmung von Empfänger-Biases
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2014
    Förderung: BMWi und DLR
    Laufzeit: 2014-2015
  • SIMULTAN: Integriertes Geodätisches Überwachungskonzept für Erdfall-induzierte Oberflächendeformation und Massenumlagerung - AP 3.1 (GNSS)
    Prozessorientierte Interpretation unter Nutzung geophysikalischer und geologischer Informationen und Entwicklung eines langfristigen Überwachungskonzeptes durch Anwendung eines iterativen, rückkoppelnden Optimierungsansatz.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2015
    Förderung: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
    Laufzeit: 2015-2019
  • 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
  • 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
  • VeNaDU 2: Verbesserte Positionierung und Navigation durch Uhrmodellierung
    Dieses Folgeprojekt zum Vorhaben VeNaDU untersucht zum einen den Performance-Gewinn durch den Einsatz 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: Dr.-Ing. Thomas Krawinkel, Dr. Ankit Jain
    Jahr: 2017
  • Integrity Monitoring for Network RTK Systems
    From the advent of the satellite positioning techniques, civil users have always been trying to find a way to have more accurate and precise coordinates of their position. Differential concepts, from early days of GPS, have been considered. Applying the RTCM format, made the transmission of corrections possible from reference stations to the users. At first stage the corrections were casted to the users from one single station, which is called single RTK (Real Time Kinematic). This method is limited in some ways; degrading by increasing distance from CORS (Continuously Operating Reference Station), needed same signals at reference and rover and remaining the reference station errors. For compensating these shortages, the Network RTK concept appeared. In NRTK the corrections are produced using a network (at least three) of reference stations. The concept of Precise Point Positioning (PPP) is currently associated with global networks. Precise orbit and clock solutions are used to enable absolute positioning of a single receiver. However, it is restricted in ambiguity resolution, in convergence time and in accuracy. Precise point positioning based on RTK networks (PPP-RTK) overcomes these limitations and gives centimeter-accuracy in a few seconds.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Ali Karimidoona, M. Sc.
    Jahr: 2018
    Förderung: DAAD
  • 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
  • Collaborative Navigation for Smart Cities (GRK 2159)
    Global Navigation Satellite Systems (GNSS) is the only navigation sensor that provides absolute positioning. However, urban areas form the most challenging environment for GNSS to achieve a reliable position. Because of the reduced satellite visibility and disturbed signal propagation like diffraction and multipath, the resulting position has a reduced accuracy and availability. The overall research objective of this project is to reduce these shortcomings through collaboration. Therefore, similarity of multipath at different locations within streets will be studied.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Lucy Icking, M.Sc.
    Jahr: 2019
    Förderung: DFG
  • QGyro: Quantum Optics Inertial Sensor Research
    In diesem Vorhaben sollen hochgenaue Quanteninertialsensoren zur Stützung konventioneller Inertialnavigationssensoren entwickelt und getestet werden, die dann in verschiedenen weiteren Entwicklungsstufen bis zu 6 Messfreiheitsgraden ausgebaut und für eine autonome Navigation eingesetzt werden können.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Schön
    Team: M.Sc. Benjamin Tennstedt, Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2019
    Förderung: BMWi | Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - 50RK1957
    Laufzeit: 2019 - 2022
  • FIRST: Fingerprinting, Integrity Monitoring and Receiver Signal Processing Using Miniature Atomic Clock Technology
    Um die Performance der Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Zeit mittels GNSS-Messungen zu verbessern, werden heute häufig Chip Scale Atomic Clocks (CSACs) genutzt, welche dem GNSS-Empfänger ein hochstabiles Frequenzsignal zur Verfügung stellen. Die Verbesserung der Navigationslösung erfolgt bisher allerdings ausschließlich algorithmisch. In diesem Vorhaben soll nun der Einfluss von der Empfängeruhr auf die Qualität der Signalverarbeitung in einem Software-Empfänger untersucht werden, indem die internen Verarbeitungsschritte an die hohe Frequenzstabilität des CSAC-Signals angepasst werden. Zusätzlich soll die Machbarkeit des Fingerprintings mit hochstabilen Atomuhren unter verschiedenen dynamischen Bedingungen untersucht und zusätzlich Integritätsmaße für den GNSS-basierten Zeittransfer entwickelt werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dennis Kulemann, M. Sc., Qianwen Lin, M. Sc.
    Jahr: 2020
    Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Korrektur von GNSS-Mehrwegeeffekten für die zuverlässige Eigenlokalisierung von hochautomatisierten Fahrzeugen in innerstädtischen Bereichen (KOMET)
    Die im Fahrzeugbereich verwendete Code-Range (Codemessung) liefert aufgrund ihres hohen Messrauschens nicht die notwendige Auflösung der Ortung. Aufgrund der komplexen GNSS-Signalausbreitung (Signalabschattung, Mehrwegeeffekte) in urbanen Umgebungen ist die Bestimmung einer genauen und robusten Positionslösung eine besondere Herausforderung - z.B. bei der Ortung in engen Straßenschluchten. Das geplante Forschungsvorhaben fokussiert sich daher auf die Entwicklung und Anwendung innovativer Korrekturverfahren zur Reduktion auftretender Mehrwegeeffekte, um die trägerphasenbasierte GNSS-Ortung zu verbessern.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön, Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Dr.-Ing. Tobias Kersten, M.Sc. Fabian Ruwisch
    Jahr: 2020
    Förderung: BMWi / TÜV Rheinland Consulting GmbH
    © Ch. Skupin (Bosch)
  • Bounding and propagating observation uncertainty with interval mathematic (GRK 2159)
    Intervals (Jaulin et al 2001) can be seen as a natural way to bound observation uncertainty in navigation systems such as GPS, IMU or optical sensors like LIDAR, since they are in principle free of any assumption about probability distributions and can thus describe adequately remaining systematic effects (Schön 2016, Schön and Kutterer 2006). In this project, we intent to experimentally investigate in more details the actual size of observation intervals.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Jingyao Su, M.Sc.
    Jahr: 2020
    Förderung: DFG
  • Interferometrische Glasfaserverbindungen (SFB 1464, A05)
    Um das chronometrische Nivellement als Routinewerkzeug für die Geodäsie zu etablieren, sind Forschung und Entwicklungen für hochpräzise Frequenzübertragung in den Bereichen Interferometrische Glasfaserverbindungen (Interferometric Fibre Links, IFLs) und Globales Navigationssatellitensystem - Frequenztransfer (GNSS-FT) erforderlich. Die Entwicklung von feldtauglichen IFLs-Geräten, ultrapräziser GNSS-FT und deren Einsatz für chronometrische Nivellements sind neue Forschungs- und Entwicklungsgebiete, die viele Anwendungen von geodätischem Interesse eröffnen werden. Unser Ziel ist es, eine chronometrische Nivellement-Kampagne zwischen Insel und Festland unter Verwendung von IFL und GNSS-FT sowie der in Teilprojekt A04 entwickelten transportablen optischen Uhr zu realisieren.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön, Dr. Gesine Grosche
    Team: Dr. Alexander Kuhl, Dr. Thomas Waterholter, Ahmed Elmaghraby
    Jahr: 2021

Lunar Laser Ranging (LLR)

Weltraumsensorik

  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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

Geodätische Astronomie

SFB 1128 (geo-Q)

QUEST

  • 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
  • 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
  • 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)

Projektseminare

  • Hochpräzise Bestimmung von physikalischen Höhenbezugsflächen mit Zenitkamera, GPS und Gravimetrie für die Justierung von linearen Teilchenbeschleunigern
    Das deutsche Elektronensynchrotron DESY plant derzeit in internationaler Zusammenarbeit den 33 km langen Linearbeschleuniger TESLA und den Röntgenlaser XFEL. Der Betrieb von Beschleunigungsanlagen dieser Länge erfordert eine sehr hohe Aufstellungsgenauigkeit der strahlführenden Komponenten. In jedem Teilabschnitt von 600 m Länge (= Betatronwellenlänge) muss die Justierung mit einer Nachbarschaftsgenauigkeit von 0.5 mm in der Lage und 0.2 mm in der Höhe gewährleistet sein.
    Leitung: Dipl.-Ing. Hirt, Dipl.-Ing. Jarecki, Dipl.-Ing. Wolf
    Jahr: 2002
    Laufzeit: WiSe 2002 - SoSe 2003
  • Präzise Höhenbestimmung mit GPS
    In vielen Anwendungsbereichen des Vermessungswesens hat sich das Navigationssystem GPS als genaues, zuverlässiges und wirtschaftliches Verfahren zur Positionsbestimmung durchgesetzt. Überwiegend werden jedoch nur die Lagekomponenten und nicht die um den Faktor 2 bis 3 ungenauere Höhenkomponente genutzt, obwohl heute auch hierfür Genauigkeiten von unter 1 cm erreichbar sind. Gerade unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten und aufgrund der fortschreitenden Entwicklung immer genauerer Geoidmodelle stellt sich die Frage, inwieweit GPS schon heute das zeitaufwendige geometrische Nivellement ablösen oder ergänzen kann.
    Leitung: Dipl.-Ing. Olaf Bielenberg, Dr.-Ing. Florian Dilssner
    Jahr: 2003
    Laufzeit: WiSe 2003 - SoSe 2004
  • Berechnung von Gravitationsgradienten zur Kalibrierung und Validierung von GOCE-Gradiometerdaten
    Im Jahr 2006 wird die Satellitenmission GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) zur Bestimmung des Erdschwerefeldes gestartet werden. Dabei wird der langwellige Anteil des Erdschwerefeldes durch Beobachtung der Satellitenbahn mit GPS (Satellite-to-Satellite-Tracking) bestimmt. Der kurzwellige Anteil wird erstmalig mit einem Gradiometer beobachtet, das mit Beschleunigungssensoren die zweiten Ableitungen des Gravitationspotentials ( = Beschleunigungsdifferenzen über kurze Basislinien), die soge-nannten Gradienten, misst.
    Leitung: Dr.-Ing. Focke Jarecki, Dr.-Ing. Karen Insa Wolf
    Jahr: 2004
    Laufzeit: WiSe 2004 - SoSe 2005
  • Aufbau eines Kontrollnetzes im Bodensenkungsgebiet Wunstorf
    Das 1898 in Betrieb genommene Kaliwerk Sigmundshall liegt im Ort Bokeloh, westlich der Stadt Wunstorf. Betreiber ist die K+S KALI GmbH aus Kassel. Die Lagerstätte des Salzstockes Bokeloh wird nach den geologischen Großstrukturen im Niedersächsischen Becken zur Steinhuder-Meer-Linie gerechnet. Die in Nordwest-Südost-Richtung verlaufende, längliche Salzstruktur ist etwa 12 km lang und nahe der Oberfläche im Mittel 1 km breit.
    Leitung: Dr.-Ing. Hans Neuner, Dipl.-Ing. Rainer Heer, Dipl.-Ing. Olaf Bielenberg
    Jahr: 2006
    Laufzeit: WiSe 2006 - SoSe 2007
  • Untersuchung der fennoskandischen Landhebung mit GRACE- und terrestrischen Daten
    Seit dem glazialen Maximum der letzten Eiszeit vor etwa 18.000 Jahren hebt sich in Fennoskandien (Dänemark, Norwegen, Schweden und Finnland) die Erdoberfläche kontinuierlich. Mit dem Abschmelzen der damals bis zwei Kilometer mächtigen Eislast hat ein lang anhaltender Aufwölbungsprozess des Baltischen Schildes begonnen. Das leichtere, feste Material der Erdrinde (Lithosphäre) schwimmt auf einer fließfähigen, dichteren Unterlage, der Asthenosphäre, und strebt ein Schwimmgleichgewicht (ähnlich einem Eisberg oder Schiff, Isostasie) an. Die maximale Hebung liegt gegenwärtig bei etwa einem Zentimeter pro Jahr im Bereich des Bottnischen Meerbusens; seit der Eiszeit ist hier das Land um circa 300 Meter angehoben worden. Damit sind aber auch Landsenkungen in den umliegenden Ländern verbunden, da aus dieser Peripherie Magma in Richtung Hebungszentrum abfließt. Zur Senkungszone gehört auch Deutschland mit Abwärtsbewegungen bis zu etwa 1.5 Millimetern pro Jahr.
    Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Dr.-Ing. Ludger Timmen
    Jahr: 2007
    Laufzeit: WiSe 2007 - SoSe 2008
  • Projektseminar FireNet 2009/2010 (IfE & IKG)
    In Deutschland müssen die örtlichen Feuerwehren laut dem Statistischen Bundesamt bis zu 3,7 Millionen Mal im Jahr ausrücken. Die Einsätze sind dabei vielfältig und zum Teil sehr gefährlich. Sie reichen von der Bergung von Tieren über Krankentransporte bis hin zu der Rettung bei Katastrophen und Bränden. Auch wenn die Hauptaufgabe darin besteht, die Sicherheit der Bürger zu gewährleisten, darf der Schutz der Feuerwehrleute dabei nie vernachlässigt werden.
    Leitung: Dr.-Ing. Claus Brenner, Dr.-Ing. Markus Vennebusch
    Jahr: 2009
    Laufzeit: WiSe 2009 - SoSe 2010
  • Konsistenzprüfung von Quasigeoid und Höhensystem durch Präzisions-GNSS an Nivellementpunkten im Harz
    Zurzeit wird das Höhensystem in Deutschland grundlegend erneuert: durch die Neumessung des Nivellementnetzes erster Ordnung, durch neue homogene GNSS Vertikal-Grundnetze und durch verbesserte Geoidmodelle unter Nutzung von GRACE- und GOCE- Satellitendaten. Dabei stellt sich die Frage der Qualität und Konsistenz dieser drei Komponenten des Höhensystems, also nach der Größe und Charakteristik der Restfehler. Davon hängt ab, wie genau in beliebigen Punkten physikalische (Normal-)Höhen - ohne Nivellement - aus GNSS- Messungen und (Quasi-)Geoidmodell bestimmt werden können, eine beispielsweise für Ingenieurprojekte relevante Aufgabe. Ein geeigneter Test dieser Fragestellung ist, sehr genaue GNSS-Messungen an ausgewählten Punkten mit vorhandenem Präzisionsnivellement durchzuführen und die Residuen in dem Budget ellipsoidische Höhe - Normalhöhe - Quasigeoidundulation zu untersuchen.
    Leitung: Prof. Jakob Flury, Markus Antoni, Sibylle Vey
    Jahr: 2011
    Laufzeit: WiSe 2011 - SoSe 2012
  • Massenvariationen in der Schleusenanlage Bolzum: Vergleich von Modellierungen mit Gravimetrischen Messungen
    Ein Ziel von gravimetrischen Messungen ist, den Schwereeinfluss von Massenvariationen in der direkten Umgebung zu ermitteln. Zur Modellierung des Schwereeinflusses einer Masse gibt es mehrere Verfahren, die im Rahmen eines einjährigen Projektes getestet wurden.
    Leitung: Dr.-Ing. Olga Gitlein, M.Sc. Manuel Schilling
    Jahr: 2013
    Laufzeit: WiSe 2013 - SoSe 2014
  • Ultrapräzise Messungen in der GOCE-Wiedereintrittsphase
    Der Beginn der Wiedereintrittsphase des GOCE-Satelliten wurde durch das Abschalten des Ionentriebwerkes am 21.10.2013 gestartet. Das Ende der Wiedereintrittsphase wurde durch das Verglühen des GOCE-Satelliten in der Erdatmosphäre, über den Falkland-Inseln, am 11.11.2013 markiert. Im Rahmen der Arbeit wurden verschiedene Bereiche der Wiedereintrittsphase untersucht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui, Dr.-Ing. Majid Naeimi
    Jahr: 2014
    Laufzeit: WiSe 2014 - SoSe 2015
  • Präzise Satellitenbahnmodellierung am Beispiel der neuen SWARM-Mission
    Aktuell werden Satelliten in vielen wissenschaftlichen Disziplinen verwendet. Besonders bei der Bestimmung des Erdschwerefeldes ist es wichtig, den Satellitenorbit präzise zu kennen. In diesem Projektseminar wurde eine Software zur Modellierung und numerischen Integration von LEO-Bahnen in MATLAB implementiert und anhand eines Beispielsorbits der ESA-Mission „Swarm“ getestet.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui, Dr.-Ing. Majid Naeimi, Dr.-Ing. Manuel Schilling
    Team: Peter Alpers, Mahsa Bashi, Igor Koch, Damian Kröhnert
    Jahr: 2015
    Laufzeit: WiSe 2015 - SoSe 2016
  • Globales Schwerefeld mittels GRACE High-Low-Satellite-to-Satellite-Tracking / Beschleunigungsansatz
    Die Modellierung des Schwerefeldes gehört zu den zentralen Aufgaben der physikalischen Geodäsie. Mit einem präzisen Schwerefeldmodell können beispielsweise Prozesse wie die postglaziale Landhebung, der Meeresspiegelanstieg oder Eismassenverluste global und quantitativ erfasst werden. Das Ziel dieses Projektseminars ist die Bestimmung eines Schwerefeldmodells für den Dezember 2008 unter Nutzung der Daten von GRACE. Hier werden jedoch nicht die Abstandsdaten des Interferometers genutzt, sondern die Satelliten werden als freifallende Körper betrachtet.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jakob Flury, Dr.-Ing. Akbar Shabanloui, Dr.-Ing. Majid Naeimi, M.Sc. Christoph Wallat
    Jahr: 2016
    Laufzeit: WiSe 2016 - SoSe 2017
  • Navigation and Position Integrity for Inland Marine Transport Vessels
    GNSS-Signal quality on marine inland vessels; Navigation of marine inland vessels and signal challenges due to bridges; approaches like, e.g., virtual receiver (VirtRX) and kinematic baseline (KinBL) in combination with additional sensors (IMU) for inland marine vessel navigation (IVN)
    Leitung: Dr.-Ing. Tobias Kersten, Dipl.-Ing. Franziska Kube, Dipl.-Ing. Le Ren
    Jahr: 2017
    Laufzeit: WiSe 2017 - SoSe 2018
  • LLR - Analysemodell und Residuen
    In diesem Projektseminar sollte der Einfluss verschiedener Effekte auf die gemessene Entfernung zwischen Station und Reflektor untersucht werden. Neben der Modellierung und Bestimmung der entsprechenden Größenordnung und Periodizitäten der Effekte wurde der Einfluss auf reale LLR Messungen anhand der Residuen eines selbst erstellten LLR-Auswertemodells untersucht.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Müller, Dr.-Ing. Hofmann
    Jahr: 2018
    Laufzeit: WiSe 2018/2019
  • 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