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.