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Entwicklung der Geoidmodellierung am Institut für Erdmessung

Das Institut für Erdmessung (IfE) war bereits frühzeitig (seit 1970) bei entsprechenden Untersuchungen zur hochauflösenden und hochgenauen Schwerefeldmodellierung involviert. Ausgehend vom lokalen Testnetz Westharz (Torge 1977) haben besonders die von 1975-1985 im Rahmen des SFB 149 "Vermessungs- und Fernerkundungsverfahren an Küsten und Meeren" durchgeführten Arbeiten zu wesentlichen Fortschritten in der regionalen und globalen Schwerefeldapproximation geführt (z. B. Torge et al. 1984). Hieraus sind u. a. das gravimetrische Quasigeoid EGG1 (European Gravimetric Geoid 1) für Europa und angrenzende Meeresbereiche (Torge et al. 1982) sowie eine darauf basierende astrogravimetrische Lösung für Europa (Brennecke et al. 1983) hervorgegangen; die Genauigkeit dieser Lösungen lag im "dm"-Bereich. Der Übergang zu Genauigkeiten im cm-Bereich gelang erstmals durch die Kombination hochauflösender Punktschwere- und Topographiedaten mit einem globalen Erdschwerefeldmodell in einem Testgebiet nahe Hannover (Denker und Wenzel 1987). Entsprechende Berechnungen mittels spektraler Kombination bzw. Kollokation nach kleinsten Quadraten wurden dann auf Norddeutschland (Denker 1988), die alten Bundesländer (Denker 1989) und schließlich auf das gesamte Europa (z. B. Quasigeoidmodell EGG97, Denker und Torge 1998) ausgedehnt. Weitere Einzelheiten zur Entwicklung und zum jeweiligen Stand der Geoidmodellierung in Europa enthalten die Beiträge in der Zeitschrift für Vermessungswesen von Torge et al. (1983), Torge und Denker (1991), Denker (1996) sowie Torge und Denker (1999). Im Rahmen dieser Untersuchungen sind am hiesigen Institut u.a. die Habilitation von Wenzel (1985) sowie die Dissertationen von Weber (1984), Bäumker (1984), Denker (1988), Bašic (1989), Grote (1996), Behrend (1999) und Roland (2005) entstanden.

Die europäischen Geoid- und Quasigeoidberechnungen wurden am IfE von 1990 bis 2003 als Rechenstelle der IAG (Internationale Assoziation für Geodäsie) Geoid-Subkommission Europa durchgeführt und werden seitdem im Rahmen eines "IAG Commission Projects" fortgesetzt; eine vollständige Neuberechnung ist bis 2007 geplant (s. z.B. Denker et al. 2005). Das "European Gravity and Geoid Project (EGGP)" hat bisher insbesondere in Zentraleuropa durch die Nutzung von verbesserten Schwerefelddatensätzen sowie GRACE-Geopotentialmodellen zu erheblichen Genauigkeitsverbesserungen geführt (Denker, 2006). Die Schwerefelddaten aus dem europäischen Geoidprojekt wurden außerdem auch im Zusammenhang mit der Validierung und Kalibrierung der Satellitenmissionen CHAMP, GRACE und GOCE genutzt (s. z.B. Denker 2003, Roland 2005).

Neben den gravimetrischen Geoid- und Quasigeoidberechnungen wurden auch kombinierte Lösungen unter Einbeziehung von GPS- und Nivellementspunkten entwickelt (Denker 1998, Denker et al. 2000). Besonders zu nennen ist hier das kombinierte Quasigeoidmodell für Deutschland (German Combined (Quasi)Geoid 2005, GCG2005; Liebsch et al. 2006), das durch zwei unabhängige Berechnungsverfahren im Rahmen einer Kooperation zwischen dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Frankfurt am Main, und dem Institut für Erdmessung (IfE) erstellt wurde. Ferner wurde eine Reihe von lokalen und regionalen Schwerefeldmodellen (insbes. Geoid) in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen und kommerziellen Institutionen erstellt; einige Beispiele hierfür sind Berechnungen für Polen, Ungarn, die GUS-Staaten, einzelne Länder in Südamerika und im arabischen Raum sowie eine Zusammenarbeit mit japanischen Kollegen (Kuroishi und Denker 2001).