Forschungsprojekte aus dem Bereich Physikalische Geodäsie und Weltraumverfahren
Lunar Laser Ranging (LLR)
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LLR Relativity TestLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2019Förderung: DFG
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Mondbezogene ReferenzsystemeLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG - FOR 1503Laufzeit: 2014-2019
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Baryzentrische EphemeridenBaryzentrische EphemeridenLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2012Förderung: DFG FOR1503 Reference Systems
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Verfeinerte Modellierung des Erde-Mond-Systems im mm-Bereich zur Bestimmung relativistischer GrößenLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2009Förderung: QUEST
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Lunar Laser Ranging: Konsistente Modellierung für geodätische und wissenschaftliche AnwendungenLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2006Förderung: DFG
QUEST
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Schwerefeldbestimmung aus hochpräziser ZeitmessungSchwerefeldbestimmung aus hochpräziser ZeitmessungLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2011Förderung: QUEST (Quantum Engineering and Space Time Research)
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Verfeinerte Modellierung des Erde-Mond-Systems im mm-Bereich zur Bestimmung relativistischer GrößenLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2009Förderung: QUEST
Relativistische Geodäsie
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High-performance clock networks and their application in geodesyThe 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 MüllerTeam:Jahr: 2019Förderung: Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers” (DFG)
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Chronometrisches NivellementLeitung: Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2019Förderung: verschiedene Landes- und Drittmittel sowie separate ProjekteLaufzeit: seit 2010
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LLR Relativity TestLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2019Förderung: DFG
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Transportable optische Uhren für relativistische Geodäsie (CRC 1128/2, A03)Leitung: Priv.-Doz. Dr. Christian Lisdat, Prof. Dr. Piet O. Schmidt, Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2018Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.07.2018 – 30.06.2019
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Clock network modeling (CRC 1128, C03)Leitung: Prof. Dr. Jürgen Müller, Prof. Dr. Claus LämmerzahlTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
Satellitengravimetrie
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System studies for an optical gradiometer mission (CRC 1128, B07)Leitung: Dr. Gerhard Heinzel, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
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Massenveränderungen in Sibirischen Permafrost abgeleitet aus GRACE und SatellitenbildernLeitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2011
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Zukunftskonzepte für SchwerefeldsatellitenmissionenLeitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2011Förderung: BMBF
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GOCE-GRAND II im BMBF-Geotechnologien-ProgrammEröffnung neuer Anwendungsfelder in der Geodäsie und in vielen Nachbardisziplinen durch verbesserte Schwerefeldbestimmung.Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2009Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
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GOCE-GRavitationsfeldANalyse Deutschland – GOCE-GRAND AP6 – Bestimmung äußerer Eichfaktoren und Validierung der ErgebnisseIm Rahmen des Projekts wurden Verfahren zur Kalibrierung und Validierung von GOCE-Resultaten mit externen Schwerefelddaten untersucht.Leitung: Prof. Dr.-Ing. Reiner RummelTeam:Jahr: 2002Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.01.2002 – 31.12.2004
Schwerefeld- und Geoidmodellierung
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Europäische GeoidberechnungenLeitung: Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2019Förderung: verschiedene Landes- und Drittmittel; Unterstützung durch Internationale Assoziation für Geodäsie (IAG)Laufzeit: seit 1990
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QuantumFrontiers (EXC2123) / Research Unit Relativistic GeodesyLeitung: Prof. Dr. Karsten Danzmann (AEI), Prof. Dr. Claus Lämmerzahl (ZARM)Team:Jahr: 2019Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
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Evaluation of CAI gradiometer for the gravity field determinationThe 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 MüllerTeam:Jahr: 2016Förderung: European Space Agency (ESA)Laufzeit: 2016-2017
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German Combined Geoid 2016 (GCG2016)Leitung: Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2016
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Schwerefeldmodellierung zur relativistischen Geodäsie und vertikalen Datumsfestlegung (CRC 1128, C04)Leitung: Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2014Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.07.2014 – 31.06.2018
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International Timescales with Optical Clocks (ITOC) /Researcher Excellence Grant (REG) „Gravity Potential for Optical Clock Comparisons“Leitung: Dr. Helen S. Margolis, Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2013Förderung: European Metrology Research Programme (EMRP), jointly funded by the EMRP participating countries within EURAMET and the European UnionLaufzeit: 01.07.2013 – 31.03.2016
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The recovery of Earth’s global gravity field from GOCE observationsThe 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 MüllerTeam:Jahr: 2011Förderung: Stipendium
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REaldatenAnaLyse GOCE (REAL GOCE)Teilprojekt GOCE Cal/Val, Quasigeoid und Höhensystem in DeutschlandLeitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller (IfE-Anteil WP310)Team:Jahr: 2009Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Förderkennz. 03G0726CLaufzeit: 01.06.2009 – 31.05.2012
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GOCE-GRavitationsfeldANalyse Deutschland – GOCE-GRAND II WP220 – Regionales Validierungs- und KombinationsexperimentIm 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:Jahr: 2005Förderung: Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Förderkennz. 03F0421DLaufzeit: 01.09.2005 – 31.08.2008
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Fennoskandische LandhebungEin Test- und Anwendungsgebiet für GRACELeitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2003Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 15.3.2003 bis 28.2.2009
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Kombination von CHAMP- und regionalen terrestrischen SchwerefelddatenEvaluierung und optimalen Kombination verschiedener Schwerefelddatensätze in Europa.Leitung: Dr.-Ing. Heiner Denker, Prof. Dr.-Ing. Günter SeeberTeam:Jahr: 2001Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.05.2001 – 30.04.2004
SFB 1128 (geo-Q)
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Transportable optische Uhren für relativistische Geodäsie (CRC 1128/2, A03)Leitung: Priv.-Doz. Dr. Christian Lisdat, Prof. Dr. Piet O. Schmidt, Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2018Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.07.2018 – 30.06.2019
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Gravimetrisches Referenznetzwerk für ein 10m AtominterferometerDas 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 TimmenTeam:Jahr: 2017Förderung: IfE, SFB-1128, EXC-2123 "QuantumFrontiers"Laufzeit: 2017-2025
© M. Schilling
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Modeling of mass variations down to small scales (CRC 1128, C05)Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
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Clock network modeling (CRC 1128, C03)Leitung: Prof. Dr. Jürgen Müller, Prof. Dr. Claus LämmerzahlTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
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Relativistische Effekte in Satelliten-Konstellationen (CRC 1128, C02)Leitung: Dr.-Ing. habil. Enrico Mai, Prof. Dr. Claus Lämmerzahl (ZARM), Dr. Eva Hackmann (ZARM)Team:Jahr: 2014Förderung: DFG
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Schwerefeldmodellierung zur relativistischen Geodäsie und vertikalen Datumsfestlegung (CRC 1128, C04)Leitung: Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2014Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 01.07.2014 – 31.06.2018
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Transportable quantum gravimeter (CRC 1128, A01)Leitung: Prof. Dr. Jürgen Müller, Prof. Dr. Ernst M. RaselTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
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System studies for an optical gradiometer mission (CRC 1128, B07)Leitung: Dr. Gerhard Heinzel, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen MüllerTeam:Jahr: 2014Förderung: DFG
Terrestrische Gravimetrie
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Gravimetrische Gezeiten und Gravitationsströmungen in der NordseeDie 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 WeiseTeam:Jahr: 2018Förderung: IfE, Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers”Laufzeit: 2018-2021
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Gravimetrisches Referenznetzwerk für ein 10m AtominterferometerDas 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 TimmenTeam:Jahr: 2017Förderung: IfE, SFB-1128, EXC-2123 "QuantumFrontiers"Laufzeit: 2017-2025
© M. Schilling
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Establishing an Advanced Mexican Gravity Standardization BaseDieses 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 TimmenTeam:Jahr: 2016Förderung: Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig
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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 TimmenTeam:Jahr: 2015Förderung: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
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A mobile absolute gravimeter based on atom interferometry for highly accurate point observationsAtominterferometer 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 MüllerTeam:Jahr: 2012Förderung: DFG
© IFE / M. Schilling
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Rückführung des Absolutgravimeter FG5X-220 auf SI-EinheitenDas 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 TimmenTeam:Jahr: 2012
© IfE / M. Schilling
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Verbesserte Kompensation des Vibrationsrauschens in Laserinterferometern mit Anwendungen in der AbsolutgravimetrieLeitung: Dr. Sergiy SvitlovJahr: 2011Förderung: DFGLaufzeit: 2011 - 2018
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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 TimmenJahr: 2004Förderung: IFE, Germany’s Excellence Strategy – EXC-2123 “QuantumFrontiers”, GFZ Potsdam, TU München, Bayerische Akademie der WissenschaftenLaufzeit: 2004-2020
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Fennoskandische LandhebungEin Test- und Anwendungsgebiet für GRACELeitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller, Dr.-Ing. Ludger Timmen, Dr.-Ing. Heiner DenkerTeam:Jahr: 2003Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)Laufzeit: 15.3.2003 bis 28.2.2009
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Einrichtung von absolutgravimetrischen Punkten auf der Zugspitze, auf dem Wank und und in Garmisch-PartenkirchenAlpenstationen zur Messung der Erdschwerebeschleunigung mit dem Absolutgravimeter FG5-220Leitung: Dr.-Ing. Ludger TimmenTeam:Jahr: 2003
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Absolutschwerestationen in Kollafjordur auf den Färöer InselnAbsolutschweremessungen auf FäröerLeitung: Dr.-Ing. Ludger TimmenTeam:Jahr: 2003
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Absolutschweremessungen in DänemarkLeitung: Dr.-Ing. Ludger TimmenTeam:Jahr: 2003