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VGI - Autor
Sigrid Böhm (geb. Englich)
Wir haben 4 Artikel von und mit Sigrid Böhm gefunden.
Very Long Baseline Interferometry for Global Geodetic Reference Frames
Kurzfassung
Die geodätische Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ist das einzige Verfahren zur Bestimmung aller Erdorientierungsparameter und für die Realisierung des International Celestial Reference Frame (ICRF) im Radiowellenbereich. Weiters liefert die VLBI essentielle Beiträge für die Bestimmung des Maßstabs des International Terrestrial Reference Frame (ITRF). Basierend auf einem Memorandum of Understanding zwischen dem Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) und der TU Wien wird nun ein gemeinsames Wiener Analysezentrum (VIE) des International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) betrieben. Der Fokus liegt dabei auf der operationellen Bestimmung von Erdorientierungsparametern und der Bestimmung von Globalen Referenzrahmen.
Abstract
Geodetic Very Long Baseline Interferometry (VLBI) is the only technique for the determination of the full set of Earth orientation parameters and for the realization of the International Celestial Reference Frame (ICRF) at radio wavelengths. Furthermore, it is making essential contributions to the determination of the scale of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). Based on a Memorandum of Understanding between TU Wien and the Federal Office of Metrology and Surveying (BEV), a Vienna Analysis Center (VIE) of the International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) is jointly run by both organizations. The main focus of these activities is on the routine determination of Earth orientation parameters as well as the estimation of global reference frames.
Die geodätische Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ist das einzige Verfahren zur Bestimmung aller Erdorientierungsparameter und für die Realisierung des International Celestial Reference Frame (ICRF) im Radiowellenbereich. Weiters liefert die VLBI essentielle Beiträge für die Bestimmung des Maßstabs des International Terrestrial Reference Frame (ITRF). Basierend auf einem Memorandum of Understanding zwischen dem Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) und der TU Wien wird nun ein gemeinsames Wiener Analysezentrum (VIE) des International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) betrieben. Der Fokus liegt dabei auf der operationellen Bestimmung von Erdorientierungsparametern und der Bestimmung von Globalen Referenzrahmen.
Abstract
Geodetic Very Long Baseline Interferometry (VLBI) is the only technique for the determination of the full set of Earth orientation parameters and for the realization of the International Celestial Reference Frame (ICRF) at radio wavelengths. Furthermore, it is making essential contributions to the determination of the scale of the International Terrestrial Reference Frame (ITRF). Based on a Memorandum of Understanding between TU Wien and the Federal Office of Metrology and Surveying (BEV), a Vienna Analysis Center (VIE) of the International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) is jointly run by both organizations. The main focus of these activities is on the routine determination of Earth orientation parameters as well as the estimation of global reference frames.
Keywords/Schlüsselwörter
Very Long Baseline Interferometry globale geodätische Referenzrahmen Erdorientierungsparameter
Very Long Baseline Interferometry globale geodätische Referenzrahmen Erdorientierungsparameter
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VGI_201905_Boehm.pdf
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Der Einfluss der Gezeiten auf die Erdrotation
Kurzfassung
Die Transformation zwischen einem himmelsfesten und einem erdfesten Koordinatensystem ist von essentieller Bedeutung nicht nur für die geodätischen Weltraumverfahren, sondern generell für alle präzisen Positionierungs- und Navigationsaufgaben. Der Übergang von einem System in das andere erfordert eine gute Kenntnis der so genten Erdorientierungsparameter (EOP). Die EOP beschreiben die Lage einer Referenzachse im Raum und relativ zum Erdkörper und den momentanen Winkel der Erdrotation, also die Verdrehung eines Bezugsmeridians. In diesem Artikel wird erläutert auf welche Weise die Verbindung zwischen zälestischen und terrestrischen Positionen nach aktuellen Konventionen herzustellen ist und wie die zugehörigen Transformationsparameter definiert sind. Zudem werden die wichtigsten äußeren und geophysikalischen Einflüsse, die Schwankungen der EOP hervorrufen, und ihre Handhabung behandelt. Im Detail wird auf die Effekte der Gezeiten der festen Erde, der Ozeane und der Atmosphäre auf die Orientierung der Erde eingegangen. Als Einblick in aktuelle Erdrotationsforschung wird eine Studie vorgestellt, welche die Überprüfung eines konventionellen Modells für die Auswirkungen langperiodischer fester Erdgezeiten und Ozeangezeiten auf die Weltzeit durch Vergleich mit Beobachtungen der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) zum Ziel hatte. Die Untersuchung ergab Abweichungen zwischen Modell und Beobachtung von mehr als 40 Mikrosekunden, was in etwa 2 cm an der Erdoberfläche entspricht.
Abstract
The transformation between space-fixed and Earth-fixed coordinate systems is of significant importance not only for space geodetic techniques but in general for all precise applications of positioning and navigation. The transition from one system to the other requires an adequate knowledge of the so called Earth orientation parameters (EOP). The EOP specify the attitude of a reference axis in space and with respect to the Earth and the instantaneous Earth rotation angle, which is actually the phase of a prime meridian. This article deals with the mode of establishing the connection between celestial and terrestrial positions according to present conventions and the definition of the respective transformation parameters. Furthermore the most important external and geophysical causes, which induce EOP variations and their handling is examined. Effects of solid Earth tides, ocean tides and atmospheric tides on Earth orientation are discussed in more detail. To give an insight into recent Earth rotation research an investigation is presented, the purpose of which was the revision of a conventional model for the impact of long periodic solid Earth tides and ocean tides on universal time by means of comparison to observations of Very Long Baseline Interferometry (VLBI). The investigation revealed discrepancies between model and observation of more than 40 microseconds, corresponding to approximately 2 cm on the Earth surface.
Die Transformation zwischen einem himmelsfesten und einem erdfesten Koordinatensystem ist von essentieller Bedeutung nicht nur für die geodätischen Weltraumverfahren, sondern generell für alle präzisen Positionierungs- und Navigationsaufgaben. Der Übergang von einem System in das andere erfordert eine gute Kenntnis der so genten Erdorientierungsparameter (EOP). Die EOP beschreiben die Lage einer Referenzachse im Raum und relativ zum Erdkörper und den momentanen Winkel der Erdrotation, also die Verdrehung eines Bezugsmeridians. In diesem Artikel wird erläutert auf welche Weise die Verbindung zwischen zälestischen und terrestrischen Positionen nach aktuellen Konventionen herzustellen ist und wie die zugehörigen Transformationsparameter definiert sind. Zudem werden die wichtigsten äußeren und geophysikalischen Einflüsse, die Schwankungen der EOP hervorrufen, und ihre Handhabung behandelt. Im Detail wird auf die Effekte der Gezeiten der festen Erde, der Ozeane und der Atmosphäre auf die Orientierung der Erde eingegangen. Als Einblick in aktuelle Erdrotationsforschung wird eine Studie vorgestellt, welche die Überprüfung eines konventionellen Modells für die Auswirkungen langperiodischer fester Erdgezeiten und Ozeangezeiten auf die Weltzeit durch Vergleich mit Beobachtungen der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) zum Ziel hatte. Die Untersuchung ergab Abweichungen zwischen Modell und Beobachtung von mehr als 40 Mikrosekunden, was in etwa 2 cm an der Erdoberfläche entspricht.
Abstract
The transformation between space-fixed and Earth-fixed coordinate systems is of significant importance not only for space geodetic techniques but in general for all precise applications of positioning and navigation. The transition from one system to the other requires an adequate knowledge of the so called Earth orientation parameters (EOP). The EOP specify the attitude of a reference axis in space and with respect to the Earth and the instantaneous Earth rotation angle, which is actually the phase of a prime meridian. This article deals with the mode of establishing the connection between celestial and terrestrial positions according to present conventions and the definition of the respective transformation parameters. Furthermore the most important external and geophysical causes, which induce EOP variations and their handling is examined. Effects of solid Earth tides, ocean tides and atmospheric tides on Earth orientation are discussed in more detail. To give an insight into recent Earth rotation research an investigation is presented, the purpose of which was the revision of a conventional model for the impact of long periodic solid Earth tides and ocean tides on universal time by means of comparison to observations of Very Long Baseline Interferometry (VLBI). The investigation revealed discrepancies between model and observation of more than 40 microseconds, corresponding to approximately 2 cm on the Earth surface.
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VGI_201015_Boehm.pdf
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Determination of Earth rotation variations by means of VLBI and GPS and comparison to conventional models
Kurzfassung
Die Gezeiten der festen Erde und der Ozeane verursachen periodische Schwankungen der Erdrotationsparameter (ERP), d.h. der Polkoordinaten (xp; yp) und der Weltzeit (UT1), beziehungsweise deren zeitlicher Ableitung, der Tageslänge (LOD). Die Meeresgezeiten bewirken eintägige und halbtägige Variationen in allen Parametern, während die zonalen Erdgezeiten vorwiegend die Rotationsgeschwindigkeit der Erde und damit UT1 und LOD beeinflussen. Diese Effekte haben Perioden von ~ 5 Tagen bis zu 18,6 Jahren. Die ERP und ihre Änderungen können heute in hoher zeitlicher Auflösung mit modernen geodätischen Weltraumverfahren beobachtet werden. Zur Betrachtung der kurzund langperiodischen Gezeiteneffekte wurden ERP-Zeitreihen mit einstündiger und 6-stündiger Auflösung aus GPS-Beobachtungen eines Jahres generiert. Aus VLBI-Beobachtungsdaten von sechs Jahren wurden ERP, mit zeitlicher Auflösung von 24 Stunden berechnet. Die hochauflösende GPS-basierte ERP-Serie wurde bezüglich täglicher und subtäglicher Variationen analysiert. Schwankungen in der VLBI-basierten dUT1 und in der GPS-basierten LOD-Serie wurden auf Perioden von 5 bis 32 Tagen untersucht. Die beobachteten Perioden und die dazugehörigen Amplituden wurden mit theoretischen Modellen für die Anregung durch Gezeiten verglichen, um verbleibende Fluktuationen in den ERP-Serien aufzudecken und gegebenenfalls zu interpretieren. Signifikante Signale wurden sowohl mit Perioden der Hauptgezeitenterme, als auch mit nicht gezeitenbezogenen Perioden, im langperiodischen Bereich von 5 bis 32 Tagen, gefunden. Das Auftreten der unerwarteten Variationen ist vermutlich eine Folge unzureichender Modellierung der atmosphärischen Anregung.
Abstract
Oceanic and solid Earth tides induce periodic signals in the Earth rotation parameters (ERP), i.e., the pole coordinates (xp; yp) and universal time (UT1) or length of day (LOD), respectively. The oceanic tides cause variations with diurnal and semidiurnal periods in all parameters, whereas the zonal Earth tides mainly influence the rotational speed of the Earth, and thus UT1 and LOD. These signals show periods from ~ 5 days to 18.6 years. Today, the ERP and their variations can be observed by modern space geodetic techniques with an unprecedented accuracy and temporal resolution. For the investigation of short and long period tidal effects ERP series of one year were computed from GPS observational data with hourly and 6-hours intervals. One ERP series with daily resolution was generated from six years of VLBI observations. The high-resolution GPS-based ERP series was analysed w.r.t. daily and sub-daily tidal variations. The variations in the VLBI-based dUT1 series and the GPS-based LOD series of lower temporal resolution were examined for periods from 5 to 32 days. The observed periods and corresponding amplitudes were compared to the theory of tidal excitation in order to reveal and, if possible, interpret remaining fluctuations in the ERP series. We retrieved significant signal peaks at the periods of the major tidal constituents, as well as at non-tidal periods from 5 to 32 days. The occurrence of the unexpected variations is supposed to be primarily a consequence of insufficient modelling of the atmospheric excitation.
Die Gezeiten der festen Erde und der Ozeane verursachen periodische Schwankungen der Erdrotationsparameter (ERP), d.h. der Polkoordinaten (xp; yp) und der Weltzeit (UT1), beziehungsweise deren zeitlicher Ableitung, der Tageslänge (LOD). Die Meeresgezeiten bewirken eintägige und halbtägige Variationen in allen Parametern, während die zonalen Erdgezeiten vorwiegend die Rotationsgeschwindigkeit der Erde und damit UT1 und LOD beeinflussen. Diese Effekte haben Perioden von ~ 5 Tagen bis zu 18,6 Jahren. Die ERP und ihre Änderungen können heute in hoher zeitlicher Auflösung mit modernen geodätischen Weltraumverfahren beobachtet werden. Zur Betrachtung der kurzund langperiodischen Gezeiteneffekte wurden ERP-Zeitreihen mit einstündiger und 6-stündiger Auflösung aus GPS-Beobachtungen eines Jahres generiert. Aus VLBI-Beobachtungsdaten von sechs Jahren wurden ERP, mit zeitlicher Auflösung von 24 Stunden berechnet. Die hochauflösende GPS-basierte ERP-Serie wurde bezüglich täglicher und subtäglicher Variationen analysiert. Schwankungen in der VLBI-basierten dUT1 und in der GPS-basierten LOD-Serie wurden auf Perioden von 5 bis 32 Tagen untersucht. Die beobachteten Perioden und die dazugehörigen Amplituden wurden mit theoretischen Modellen für die Anregung durch Gezeiten verglichen, um verbleibende Fluktuationen in den ERP-Serien aufzudecken und gegebenenfalls zu interpretieren. Signifikante Signale wurden sowohl mit Perioden der Hauptgezeitenterme, als auch mit nicht gezeitenbezogenen Perioden, im langperiodischen Bereich von 5 bis 32 Tagen, gefunden. Das Auftreten der unerwarteten Variationen ist vermutlich eine Folge unzureichender Modellierung der atmosphärischen Anregung.
Abstract
Oceanic and solid Earth tides induce periodic signals in the Earth rotation parameters (ERP), i.e., the pole coordinates (xp; yp) and universal time (UT1) or length of day (LOD), respectively. The oceanic tides cause variations with diurnal and semidiurnal periods in all parameters, whereas the zonal Earth tides mainly influence the rotational speed of the Earth, and thus UT1 and LOD. These signals show periods from ~ 5 days to 18.6 years. Today, the ERP and their variations can be observed by modern space geodetic techniques with an unprecedented accuracy and temporal resolution. For the investigation of short and long period tidal effects ERP series of one year were computed from GPS observational data with hourly and 6-hours intervals. One ERP series with daily resolution was generated from six years of VLBI observations. The high-resolution GPS-based ERP series was analysed w.r.t. daily and sub-daily tidal variations. The variations in the VLBI-based dUT1 series and the GPS-based LOD series of lower temporal resolution were examined for periods from 5 to 32 days. The observed periods and corresponding amplitudes were compared to the theory of tidal excitation in order to reveal and, if possible, interpret remaining fluctuations in the ERP series. We retrieved significant signal peaks at the periods of the major tidal constituents, as well as at non-tidal periods from 5 to 32 days. The occurrence of the unexpected variations is supposed to be primarily a consequence of insufficient modelling of the atmospheric excitation.
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keine
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VGI_200713_Boehm.pdf
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Das neue Nutationsmodell
Kurzfassung
Ende des Jahres 2003 wurde einem internationalenForscherteam unter Leitung von Prof.Veronique Dehant (Royal Observatory Belgien) für Arbeiten zum Thema Non-rigid Earth Nutation Model der Europäische Descartes Preis verliehen. Diese Arbeiten hatten zum Ziel, das seit 1980 gültige Nutationsmodell auf Basis neuester theoretischer Studienunddem heute zurVerfügung stehenden Messmaterialum mindestens einenFaktor10zuverfeinern. Dieser Artikel soll einerseits dieVorgangsweise der Arbeitsgruppe als auch die erarbeiteten Modellverbesserungen näher beleuchten und nicht zuletzt den Nutzen einer möglichst präzisen Beschreibung der Orientierung der Erde im Raum aufzeigen. Er soll gleichzeitig zeigen, dass die Entwicklung eines neuen Nutationsmodells nicht eine rein astrogeodätische Aufgabe ist, sondern die Beschäftigung mit dem gesamten System Erde erfordert.
Abstract
End of 2003 the European Union awarded the Descartes Prize for excellent collaborative researchtoan international group of scientists chaired by Prof.Veronique Dehant (Royal Observatory Belgium) for the development of a new Nonrigid Earth Nutation Model. Goal of that work was the thorough revision of the old nutation model IAU1980 (already in use for more than two decades) based on state of the art theoretical studies and on the best currently available observation data. The anticipated goalwas the refinementof the previous modelbyafactorof10 but finally the new model outperforms the old one by a factor of 100. This article discusses step by step the activities of the working group and takes a closer look at the acquired model improvements. Also the general benefits of an accurate prediction of Earth’s orientation in space are briefly discussed. Last but not least, it has to be mentioned that the development of a new nutation theory is not a sole astro-geodetic task but needs consideration of the whole system Earth.
Ende des Jahres 2003 wurde einem internationalenForscherteam unter Leitung von Prof.Veronique Dehant (Royal Observatory Belgien) für Arbeiten zum Thema Non-rigid Earth Nutation Model der Europäische Descartes Preis verliehen. Diese Arbeiten hatten zum Ziel, das seit 1980 gültige Nutationsmodell auf Basis neuester theoretischer Studienunddem heute zurVerfügung stehenden Messmaterialum mindestens einenFaktor10zuverfeinern. Dieser Artikel soll einerseits dieVorgangsweise der Arbeitsgruppe als auch die erarbeiteten Modellverbesserungen näher beleuchten und nicht zuletzt den Nutzen einer möglichst präzisen Beschreibung der Orientierung der Erde im Raum aufzeigen. Er soll gleichzeitig zeigen, dass die Entwicklung eines neuen Nutationsmodells nicht eine rein astrogeodätische Aufgabe ist, sondern die Beschäftigung mit dem gesamten System Erde erfordert.
Abstract
End of 2003 the European Union awarded the Descartes Prize for excellent collaborative researchtoan international group of scientists chaired by Prof.Veronique Dehant (Royal Observatory Belgium) for the development of a new Nonrigid Earth Nutation Model. Goal of that work was the thorough revision of the old nutation model IAU1980 (already in use for more than two decades) based on state of the art theoretical studies and on the best currently available observation data. The anticipated goalwas the refinementof the previous modelbyafactorof10 but finally the new model outperforms the old one by a factor of 100. This article discusses step by step the activities of the working group and takes a closer look at the acquired model improvements. Also the general benefits of an accurate prediction of Earth’s orientation in space are briefly discussed. Last but not least, it has to be mentioned that the development of a new nutation theory is not a sole astro-geodetic task but needs consideration of the whole system Earth.
Keywords/Schlüsselwörter
keine
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VGI_200615_Weber.pdf
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