Satellitengravimetrie

Das Institut für Erdmessung arbeitet seit vielen Jahren mit Daten von Satellitenmissionen zur Bestimmung des Erdschwerefeldes. Das Spektrum der Aktivitäten reicht dabei von der Berechnung regionaler (und globaler) Schwerefeldlösungen über eine ausgedehnte Datenanalyse bis hin zur Untersuchung geophysikalischer Phänomene wie Permafrost in Sibirien.

© DLR, ESA, JPL (modifiziert)
Die Schwerefeldsatellitenmissionen CHAMP, GRACE und GOCE.

Satellitengravimetrie ist die Bestimmung des Schwerefeldes der Erde einschließlich seiner zeitlichen Variationen mit Hilfe von Satellitenmessverfahren, insbesondere

  • durch Tracking der gravitativen Bahnstörungen niedriger und mittlerer Satelliten, z.B. der aktuellen Drei-Satelliten-Konstellation Swarm,
  • durch Satellite-to-Satellite Tracking zwischen niedrigen Erdsatelliten, wie
  • aktuell mit der Mission GRACE Follow-On, durch Satellitengradiometrie wie mit der Mission GOCE (2009-2013).

Die Messdaten dieser Missionen sind Teil des Global Geodetic Observing System (GGOS). Sie werden für die Quantifizierung globaler Veränderungsprozesse eingesetzt, z.B. zur Bestimmung des Massenverlustes der polaren Eisschilde, und tragen zur genauen Realisierung globaler geodätischer Bezugssysteme bei.

Die Datenanalyse umfasst umfangreiche Schätzverfahren zur gemeinsamen Bestimmung von Schwerefeld-, Bahn- und Sensorparameter aus mehrjährigen, hochauflösenden Messzeitreihen. Dabei greifen die Sensoranalyse, die mathematische Qualitätsbeurteilung der Parameterschätzung sowie die räumlich-zeitliche Interpretation der geophysikalischen Ergebnisse eng ineinander. Aktuelle Forschungsfragen beschäftigen sich mit der Fehlerfortpflanzung und der stochastischen Modellierung unter Berücksichtigung von Satellitenbahndynamik und Umwelteinflüssen.