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VGI - Autor
Oliver Baur
Wir haben 4 Artikel von und mit Oliver Baur gefunden.
Development of the lunar gravity field model GrazLGM300a
Kurzfassung
Ausgehend von der Schwerefeldlösung GrazLGM200a, die Anfang des Jahres 2014 publiziert wurde, werden in diesem Beitrag die aktuellen Forschungsergebnisse hinsichtlich der Schwerefeldbestimmung des Mondes am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften präsentiert. Die Untersuchungen basieren auf hoch präzisen Ka-Band Distanzmessungen der Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) Mission während der ersten Messphase (1. März bis 29. Mai, 2012). Die Messungen werden anhand eines Integralgleichungsansatzes unter Verwendung kurzer Bahnbögen analysiert. Die grundlegende Idee dahinter ist eine Umformulierung der Newtonschen Bewegungsgleichung als Randwertproblem. Diese Methode wurde bereits erfolgreich zur Schwerefeldbestimmung der Erde im Zuge der Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE) Mission verwendet. Für die Erstellung des aktuellen Mondschwerefeldes GrazLGM300a wurden Modellierung und Parametrisierung überarbeitet. Die Lösung wird mit dem NASA-JPL Modell GL660B, welches ebenfalls auf Beobachtungen während der ersten Messphase beruht, verglichen. Die aktuelle Lösung GrazLGM300a stellt eine deutliche Verbesserung zum Ausgangsmodell dar und entspricht, bis auf die spektrale Auflösung, annähernd den NASA Modellen.
Abstract
In this contribution we present the latest activities (methods and results) at the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences for the determination of the gravity field of the Moon, starting from the GrazLGM200a model, which has been published in early 2014. Our research is based on high-precision inter-satellite Ka-band ranging (KBR) observations collected by the Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) mission during the primary mission phase (March 1 to May 29, 2012). We exploit the ranging measurements by an integral equation approach using short orbital arcs. The basic idea of the technique is to reformulate Newtons equation of motion as a boundary value problem. This method has already been successfully applied for the recovery of the Earths gravity field from data provided by the Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE). For the development of our new Graz Lunar Gravity Model, GrazLGM300a, we refined modeling and parameterization. We validate our results with the GL660B solution - a recent GRAIL model computed at NASA-JPL, which is also based on observations from the primary mission phase. We show that the actual solution GrazLGM300a represents a distinctive improvement compared to the predecessor model and is close to the models developed at NASA, apart from the spectral resolution.
Ausgehend von der Schwerefeldlösung GrazLGM200a, die Anfang des Jahres 2014 publiziert wurde, werden in diesem Beitrag die aktuellen Forschungsergebnisse hinsichtlich der Schwerefeldbestimmung des Mondes am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften präsentiert. Die Untersuchungen basieren auf hoch präzisen Ka-Band Distanzmessungen der Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) Mission während der ersten Messphase (1. März bis 29. Mai, 2012). Die Messungen werden anhand eines Integralgleichungsansatzes unter Verwendung kurzer Bahnbögen analysiert. Die grundlegende Idee dahinter ist eine Umformulierung der Newtonschen Bewegungsgleichung als Randwertproblem. Diese Methode wurde bereits erfolgreich zur Schwerefeldbestimmung der Erde im Zuge der Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE) Mission verwendet. Für die Erstellung des aktuellen Mondschwerefeldes GrazLGM300a wurden Modellierung und Parametrisierung überarbeitet. Die Lösung wird mit dem NASA-JPL Modell GL660B, welches ebenfalls auf Beobachtungen während der ersten Messphase beruht, verglichen. Die aktuelle Lösung GrazLGM300a stellt eine deutliche Verbesserung zum Ausgangsmodell dar und entspricht, bis auf die spektrale Auflösung, annähernd den NASA Modellen.
Abstract
In this contribution we present the latest activities (methods and results) at the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences for the determination of the gravity field of the Moon, starting from the GrazLGM200a model, which has been published in early 2014. Our research is based on high-precision inter-satellite Ka-band ranging (KBR) observations collected by the Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) mission during the primary mission phase (March 1 to May 29, 2012). We exploit the ranging measurements by an integral equation approach using short orbital arcs. The basic idea of the technique is to reformulate Newtons equation of motion as a boundary value problem. This method has already been successfully applied for the recovery of the Earths gravity field from data provided by the Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE). For the development of our new Graz Lunar Gravity Model, GrazLGM300a, we refined modeling and parameterization. We validate our results with the GL660B solution - a recent GRAIL model computed at NASA-JPL, which is also based on observations from the primary mission phase. We show that the actual solution GrazLGM300a represents a distinctive improvement compared to the predecessor model and is close to the models developed at NASA, apart from the spectral resolution.
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VGI_201530_Krauss.pdf
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Bedeutung der Satellitengravimetrie für die Klimaforschung: Methodik, Ergebnisse und Implikationen am Beispiel Grönlands
Kurzfassung
Nicht verfügbar
Abstract
Nicht verfügbar
Nicht verfügbar
Abstract
Nicht verfügbar
Keywords/Schlüsselwörter
keine
keine
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VGI_201506_Baur.pdf
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The role of Satellite Laser Ranging in terrestrial gravity field recovery
Kurzfassung
Satellite Laser Ranging (SLR) liefert hochgenaue Messungen für die Bestimmung des sehr langwelligen Anteils des Erdschwerefeldes. Der bedeutendste Schwerefeldparameter ist J2, welcher die dynamische Abplattung der Erde beschreibt. Er ist für die größte Abweichung der Erdfigur von einer Kugel verantwortlich. Trotz der Realisierung mehrerer dezidierter Schwerefeldmissionen kann die Abplattung am genauesten mit SLR bestimmt werden. Zusätzlich liefert SLR Informationen zu weiteren Koeffizienten des langwelligen Anteils. Aus diesen Gründen beinhalten kombinierte Schwerefeldmodelle SLR Daten. Ein Beispiel hierfür ist das letzte Release der GOCO Serie, GOCO03S. Das Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat bei der Erstellung dieses Modells mitgewirkt und SLR Messungen zu fünf geodätischen Satelliten über einen Zeitraum von fünf Jahren analysiert. Seit der Veröffentlichung von GOCO03S haben wir die Zeitreihe auf fast 14 Jahre erweitert und die Anzahl der Satelliten auf sechs erhöht. Im vorliegenden Beitrag wird auf die Prozessierung der Daten eingegangen sowie die Zeitvariabilität der Schwerefeldkoeffizienten vom Grad 2 präsentiert und diskutiert.
Abstract
Satellite Laser Ranging (SLR) is a powerful technique for the estimation of the very long wavelengths of the Earths gravity field. The most important parameter in this context is J2. It represents the Earths dynamic flattening, which is responsible for the largest deviation of the real (geometrical and physical) figure of the Earth from its spherical approximation. Despite of having available data from a number of recent dedicated gravity field missions, SLR is still superior for the determination of J2. In addition, SLR is able to contribute to the estimation of further long-wavelength gravity field constituents.Therefore, (satellite-only) gravity field combination models usually comprise SLR data. One example is the latest release of the GOCO series: the GOCO03S model; for its compilation the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences analysed ranging measurements to five geodetic satellites over a period of five years. In the meantime, we extended the analysis period to nearly 14 years. Furthermore, we refined parameterization and included observations to a sixth satellite. In this contribution we present the updated data processing strategies and the obtained results. We particularly address time-variability of the degree-2 spherical harmonic coefficients.
Satellite Laser Ranging (SLR) liefert hochgenaue Messungen für die Bestimmung des sehr langwelligen Anteils des Erdschwerefeldes. Der bedeutendste Schwerefeldparameter ist J2, welcher die dynamische Abplattung der Erde beschreibt. Er ist für die größte Abweichung der Erdfigur von einer Kugel verantwortlich. Trotz der Realisierung mehrerer dezidierter Schwerefeldmissionen kann die Abplattung am genauesten mit SLR bestimmt werden. Zusätzlich liefert SLR Informationen zu weiteren Koeffizienten des langwelligen Anteils. Aus diesen Gründen beinhalten kombinierte Schwerefeldmodelle SLR Daten. Ein Beispiel hierfür ist das letzte Release der GOCO Serie, GOCO03S. Das Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften hat bei der Erstellung dieses Modells mitgewirkt und SLR Messungen zu fünf geodätischen Satelliten über einen Zeitraum von fünf Jahren analysiert. Seit der Veröffentlichung von GOCO03S haben wir die Zeitreihe auf fast 14 Jahre erweitert und die Anzahl der Satelliten auf sechs erhöht. Im vorliegenden Beitrag wird auf die Prozessierung der Daten eingegangen sowie die Zeitvariabilität der Schwerefeldkoeffizienten vom Grad 2 präsentiert und diskutiert.
Abstract
Satellite Laser Ranging (SLR) is a powerful technique for the estimation of the very long wavelengths of the Earths gravity field. The most important parameter in this context is J2. It represents the Earths dynamic flattening, which is responsible for the largest deviation of the real (geometrical and physical) figure of the Earth from its spherical approximation. Despite of having available data from a number of recent dedicated gravity field missions, SLR is still superior for the determination of J2. In addition, SLR is able to contribute to the estimation of further long-wavelength gravity field constituents.Therefore, (satellite-only) gravity field combination models usually comprise SLR data. One example is the latest release of the GOCO series: the GOCO03S model; for its compilation the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences analysed ranging measurements to five geodetic satellites over a period of five years. In the meantime, we extended the analysis period to nearly 14 years. Furthermore, we refined parameterization and included observations to a sixth satellite. In this contribution we present the updated data processing strategies and the obtained results. We particularly address time-variability of the degree-2 spherical harmonic coefficients.
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VGI_201401_Maier.pdf
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GRACE-derived land-hydrological mass changes and their impact on relative sea-level variations
Kurzfassung
Mit dem Start der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) wurde es erstmals möglich, großräumige Massenvariationen im System Erde aus Änderungen in der Erdanziehungskraft zu bestimmen. Im Rahmen der Klimawandeldebatte nimmt dabei der anhaltende Eismassenverlust in den polaren Gebieten der Erde eine besonders bedeutende Stellung ein. Dieser Beitrag präsentiert eine robuste und geradlinige Vorgehensweise zur Bestimmung von Massenänderungen aus zeitvariablen Schwerefeldern. In diesem Zusammenhang spielt der Umgang mit Kriecheffekten (leakage) eine maßgebliche Rolle. Darüber hinaus widmen wir uns der Frage, auf welche Art und Weise der säkulare Trend in den Zeitreihen modelliert werden sollte. Unsere Analyse einer Serie monatlicher Schwerefelder über den Zeitraum März 2003 bis Februar 2009 zeigt, dass sich der jährliche Eismassenschwund über Grönland mit einer Rate von +21.3±3 Gt/yr2 beschleunigt hat. Das Resultat zunehmender Eisschmelze erweist sich als signifikant im Rahmen der durchgeführten statistischen Tests. Der Zufluss von Schmelzwasser in die Ozeane bedingt naturgemäß einen Anstieg des Meeresspiegels. Ausgedrückt in räumlich gleichförmiger Ausprägung liefern Grönland und die Antarktis mit +0.56±0.01 mm/yr beziehungsweise +0.50± 0.07 mm/yr derzeit den primären Beitrag. Die Annahme einer auf die Ozeane aufgetragenen konstanten Schicht ist indessen ungenügend. Aufgrund der globalen Massen-Neuverteilung resultiert eine regional sehr unterschiedlich ausgeprägte Variation des relativen Meeresspiegels. Aus diesem Grund müssen sowohl der gravitative Rückkopplungseffekt als auch der Auflasteffekt berücksichtigt werden.
Abstract
The GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) mission allows inference of mass variations on, above and beneath the Earths surface from gravitational signatures in space. We present a robust and straightforward procedure to derive mass changes from time-variable gravity field estimates. We outline our solution to the leakage problem and shed light on linear versus accelerated secular-change modeling. Based on a six-year gravity field time-series from March 2003 to February 2009, we provide detailed analysis of two selected areas, Greenland and the Orinoco Basin. As a result, annual Greenland mass loss accelerated by +21.3 ±3 Gt/yr2 during the six-year period. Furthermore, we show the impact of recent ice melting on global relative sea level. In terms of uniform change, the contributions of Greenland and Antarctica are +0.56±0.01 mm/yr and +0.50±0.07 mm/yr, respectively. However, we prove that simplistic uniform modeling of sea-level variations is insufficient as it disregards the gravitational feedback effect caused by mass redistribution.
Mit dem Start der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) wurde es erstmals möglich, großräumige Massenvariationen im System Erde aus Änderungen in der Erdanziehungskraft zu bestimmen. Im Rahmen der Klimawandeldebatte nimmt dabei der anhaltende Eismassenverlust in den polaren Gebieten der Erde eine besonders bedeutende Stellung ein. Dieser Beitrag präsentiert eine robuste und geradlinige Vorgehensweise zur Bestimmung von Massenänderungen aus zeitvariablen Schwerefeldern. In diesem Zusammenhang spielt der Umgang mit Kriecheffekten (leakage) eine maßgebliche Rolle. Darüber hinaus widmen wir uns der Frage, auf welche Art und Weise der säkulare Trend in den Zeitreihen modelliert werden sollte. Unsere Analyse einer Serie monatlicher Schwerefelder über den Zeitraum März 2003 bis Februar 2009 zeigt, dass sich der jährliche Eismassenschwund über Grönland mit einer Rate von +21.3±3 Gt/yr2 beschleunigt hat. Das Resultat zunehmender Eisschmelze erweist sich als signifikant im Rahmen der durchgeführten statistischen Tests. Der Zufluss von Schmelzwasser in die Ozeane bedingt naturgemäß einen Anstieg des Meeresspiegels. Ausgedrückt in räumlich gleichförmiger Ausprägung liefern Grönland und die Antarktis mit +0.56±0.01 mm/yr beziehungsweise +0.50± 0.07 mm/yr derzeit den primären Beitrag. Die Annahme einer auf die Ozeane aufgetragenen konstanten Schicht ist indessen ungenügend. Aufgrund der globalen Massen-Neuverteilung resultiert eine regional sehr unterschiedlich ausgeprägte Variation des relativen Meeresspiegels. Aus diesem Grund müssen sowohl der gravitative Rückkopplungseffekt als auch der Auflasteffekt berücksichtigt werden.
Abstract
The GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) mission allows inference of mass variations on, above and beneath the Earths surface from gravitational signatures in space. We present a robust and straightforward procedure to derive mass changes from time-variable gravity field estimates. We outline our solution to the leakage problem and shed light on linear versus accelerated secular-change modeling. Based on a six-year gravity field time-series from March 2003 to February 2009, we provide detailed analysis of two selected areas, Greenland and the Orinoco Basin. As a result, annual Greenland mass loss accelerated by +21.3 ±3 Gt/yr2 during the six-year period. Furthermore, we show the impact of recent ice melting on global relative sea level. In terms of uniform change, the contributions of Greenland and Antarctica are +0.56±0.01 mm/yr and +0.50±0.07 mm/yr, respectively. However, we prove that simplistic uniform modeling of sea-level variations is insufficient as it disregards the gravitational feedback effect caused by mass redistribution.
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