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Validierung von GOCE Schwerefeldmodellen

Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf der Nutzung der neuen GOCE-Schwe­refeldmodelle zur Quasigeoidmodellierung in Deutschland und Europa. Zu­nächst wurden die vorhandenen terrestrischen Schweredaten, GPS- und Nivellementspunkte sowie schließlich auch die berechneten Quasigeoidhöhen zur Evaluierung der GOCE-Modelle genutzt. Dabei ist wegen der begrenzten räumlichen Auflösung der GOCE-Resultate eine konsistente Filterung aller be­tei­ligten Datensätze erforderlich, so dass nur die entsprechend langwelligen Feld­anteile in den Vergleich eingehen. Hierfür wurden in einem ersten Schritt isotrope Gauss-Filter benutzt, die sich sehr einfach anwenden und im­ple­men­tieren lassen. Die terrestrischen Daten wurden im Ortsbereich und die GOCE- bzw. sonstigen Modelle im Frequenzbereich (Multiplikation der Ku­gel­funk­tions­koeffizienten mit den entsprechenden Filter-Koeffizienten) gefiltert; die be­nutz­ten Filter-Radien lagen zwischen 100 km (Zielgröße von GOCE) und 200 km.

Bei einem Filterradius von 100 km lagen die Differenzen (im quadratischen Mit­tel, RMS) zwischen den terrestrischen Schweredaten und den verschiedenen GOCE-Modellen im Bereich von 2.5 – 4.0 mgal gegenüber etwa 5.0 mgal für ein aktuelles GRACE-Modell sowie 1.5 mgal für EGM2008. Bei einem Fil­ter­ra­dius von 200 km verringern sich die Differenzen und betragen für alle un­ter­suchten Modelle etwa 1.1 mgal. Gegenüber den GRACE-Modellen zeigt sich also schon jetzt eine erhebliche Verbesserung, was insbesondere für die Regionen bedeutsam ist, in denen bisher keine terrestrischen Schweredaten vor­handen sind (z.B. Afrika, Südamerika, usw.). Dahingegen schneidet das Modell EGM2008 in gut vermessenen Gebieten wie Europa besser ab als die derzeitigen GOCE-Modelle mit nur zweimonatigen Beobachtungen; im weiteren Verlauf der Mission sind hier jedoch noch weitere signifikante Ge­nau­ig­keits­ver­besserungen zu erwarten. Das Missionsziel von GOCE liegt bei einer Ge­nau­ig­keit von 1 mgal in der Schwere und 1 – 2 cm für das Geoid, jeweils bei einer räumlichen Auflösung von 100 km. Die derzeitigen Modelle liegen also noch etwa um den Faktor 3 – 4 über der Zielgenauigkeit.

Neben den GOCE-Untersuchungen wurden auch die Arbeiten in den Projekten Europa- und Deutschlandgeoid weitergeführt sowie die Kooperation mit dem National Geodetic Survey (NGS/NOAA) in Silver Spring, MD, USA, fortgesetzt.