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Sandro Krauss
Wir haben 5 Artikel von und mit Sandro Krauss 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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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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Regional Ionosphere Models for Improving GNSS Navigation
Kurzfassung
Alle Signale von Satellitennavigationssystemen erfahren durch die Atmosphäre eine Laufzeitverzögerung. Von den verschiedenen Einflüssen ist jener der Ionosphäre am stärksten. Als dispersives Medium verzögert sie die Signale frequenzabhängig. Deswegen können Empfänger mit zwei oder mehr Frequenzen durch Bildung von Linearkombinationen die Verzögerung großteils eliminieren. Allerdings besteht der überwiegende Teil der Empfänger aus solchen, die nur die GPS-Frequenz L1 nutzen, weil die Empfängerkosten wesentlich geringer sind. Im Fall von Einfrequenzempfängern kann durch die Verwendung von Ionosphärenmodellen eine Verbesserung der Positionierung erzielt werden. Die Modelle reichen von statischen globalen bis zu lokalen, die nahezu in Echtzeit berechnet werden. Durch die Übermittlung von Korrekturdaten via EGNOS kann die Genauigkeit der Empfänger von L1-Code von mehreren Metern bis zu einem Meter oder gar darunter gesteigert werden. Auf Grund der derzeit schwachen Sonnenaktivität ist der Fehlereinfluss durch die Ionosphäre eher gering. Deshalb wurden Daten von GPS-Permanentstationen während eines extremen Events des letzten Sonnenzyklus analysiert. Als Testgebiet wurde eine Region mittlerer Breite in Österreich gewählt, weil dort die Stationen eine relativ lange Zeitreihe besitzen. Es kann gezeigt werden, dass während hoher Sonnenaktivität die regionalen Modelle eine Verbesserung in der Positionierung gegenüber einem globalen Modell erzielen.
Abstract
GNSS signals experience significant delays when travelling through the atmosphere. The major source of the delay is due to the ionosphere which is a dispersive medium. Receivers with two or in future more frequencies can eliminate most of this influence by computing an ionosphere-free combination of frequencies. The major part of navigation receivers, however, uses only L1-signals and thus needs external corrections to improve the positions degraded by the ionosphere. This article will give an overview to which extent positions determined by means of L1-signals can be improved if different ionosphere models, ranging from global to local ones, are applied. The corrections can be transmitted in near real-time by e.g. an EGNOS server which provides those data in order to reduce the standard error of several meters to a sub-meter level for L1 code receivers. The reduction of ionospheric delay becomes especially important during the maximum of a solar cycle. For this reason, the models have been applied to data gathered from permanent stations during extreme events of the last solar maximum. The mid-latitude region of Central Austria was chosen as a regional testbed with permanent stations providing a long time series. It can be shown that with increasing solar activity, regional models improve positions slightly better compared to a global model.
Alle Signale von Satellitennavigationssystemen erfahren durch die Atmosphäre eine Laufzeitverzögerung. Von den verschiedenen Einflüssen ist jener der Ionosphäre am stärksten. Als dispersives Medium verzögert sie die Signale frequenzabhängig. Deswegen können Empfänger mit zwei oder mehr Frequenzen durch Bildung von Linearkombinationen die Verzögerung großteils eliminieren. Allerdings besteht der überwiegende Teil der Empfänger aus solchen, die nur die GPS-Frequenz L1 nutzen, weil die Empfängerkosten wesentlich geringer sind. Im Fall von Einfrequenzempfängern kann durch die Verwendung von Ionosphärenmodellen eine Verbesserung der Positionierung erzielt werden. Die Modelle reichen von statischen globalen bis zu lokalen, die nahezu in Echtzeit berechnet werden. Durch die Übermittlung von Korrekturdaten via EGNOS kann die Genauigkeit der Empfänger von L1-Code von mehreren Metern bis zu einem Meter oder gar darunter gesteigert werden. Auf Grund der derzeit schwachen Sonnenaktivität ist der Fehlereinfluss durch die Ionosphäre eher gering. Deshalb wurden Daten von GPS-Permanentstationen während eines extremen Events des letzten Sonnenzyklus analysiert. Als Testgebiet wurde eine Region mittlerer Breite in Österreich gewählt, weil dort die Stationen eine relativ lange Zeitreihe besitzen. Es kann gezeigt werden, dass während hoher Sonnenaktivität die regionalen Modelle eine Verbesserung in der Positionierung gegenüber einem globalen Modell erzielen.
Abstract
GNSS signals experience significant delays when travelling through the atmosphere. The major source of the delay is due to the ionosphere which is a dispersive medium. Receivers with two or in future more frequencies can eliminate most of this influence by computing an ionosphere-free combination of frequencies. The major part of navigation receivers, however, uses only L1-signals and thus needs external corrections to improve the positions degraded by the ionosphere. This article will give an overview to which extent positions determined by means of L1-signals can be improved if different ionosphere models, ranging from global to local ones, are applied. The corrections can be transmitted in near real-time by e.g. an EGNOS server which provides those data in order to reduce the standard error of several meters to a sub-meter level for L1 code receivers. The reduction of ionospheric delay becomes especially important during the maximum of a solar cycle. For this reason, the models have been applied to data gathered from permanent stations during extreme events of the last solar maximum. The mid-latitude region of Central Austria was chosen as a regional testbed with permanent stations providing a long time series. It can be shown that with increasing solar activity, regional models improve positions slightly better compared to a global model.
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VGI_201116_Krauss.pdf
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Changes in the OLG GPS time series due to new adjustment models
Kurzfassung
Die Auswertungsstrategie von IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wurde mit der GPS-Woche 1400 massiv geändert. Die wichtigsten Änderungen sind die Verwendung von absoluten Kalibrierwerten für die Antennen, die Senkung der Mindestelevation und ein neues Referenzsystem IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005). Die Auswirkungen auf die Zeitreihen zweier nach den internationalen Standards ausgewerteter Netze des Analysezentrums OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), werden exemplarisch beschrieben.
Abstract
IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network) Local Analysis Centres changed their adjustment strategy, starting with GPS week 1400. The most important were the change from relative to absolute antenna phase calibrations, the transition to the reference frame IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005) and the lowering of the minimum elevation. The jumps in the time series of the coordinates in two networks of the analysis centre OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), are shown in examples.
Die Auswertungsstrategie von IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wurde mit der GPS-Woche 1400 massiv geändert. Die wichtigsten Änderungen sind die Verwendung von absoluten Kalibrierwerten für die Antennen, die Senkung der Mindestelevation und ein neues Referenzsystem IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005). Die Auswirkungen auf die Zeitreihen zweier nach den internationalen Standards ausgewerteter Netze des Analysezentrums OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), werden exemplarisch beschrieben.
Abstract
IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network) Local Analysis Centres changed their adjustment strategy, starting with GPS week 1400. The most important were the change from relative to absolute antenna phase calibrations, the transition to the reference frame IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005) and the lowering of the minimum elevation. The jumps in the time series of the coordinates in two networks of the analysis centre OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), are shown in examples.
Keywords/Schlüsselwörter
keine
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VGI_200707_Haslinger.pdf
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The Intra-Plate Velocities of GPS Permanent Stations of the Eastern Alps
Kurzfassung
Seit 2000 werden GPS (Global Positioning System) Permanent Stationen nach den internationalen Richtlinien der Analysezentren IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wöchentlich ausgewertet. Die Anzahl der Stationen betrug 80 zu Beginn des Jahres 2007. Von den Zeitreihen der Koordinaten wurden Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Sprüngen und Erfassung von Ausreißern abgeleitet. Die geschätzten Geschwindigkeiten weisen eine Präzision von 1.0 mm/Jahr lateral und 1–3 mm vertikal auf. Um die Bewegungen innerhalb einer Platte untersuchen zu können, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Eurasischen Platte, welche vom ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3] hergeleitet wurde, von den geschätzten Geschwindigkeiten abgezogen. Abgesehen von einigen lokalen Bewegungen bewegen sich die Geschwindigkeiten in einem Schwankungsbereich von 0 bis 3 mm/Jahr, können aber bereits in verschiedene Gruppen unterteilt werden. Die Bewegung des Alpinen Vorlandes ist identisch der Rotation der Eurasischen Platte, wohingegen die Region zwischen den östlichen Alpen und den Dinariden einer Bewegung nach Osten zu folgen scheint. Innerhalb der Ostalpen ist die Situation aus verschiedenen Gründen, wie z.B., dem geringen Alter mancher Stationen, der mangelhaften Flächendeckung und lokaler Bewegungen, nach wie vor unklar.
Abstract
Since 2000 the GPS (Global Positioning System) permanent stations in Austria are monitored at a weekly basis, applying the international guidelines of analysis centres of IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network). The number of stations was about 80 at the beginning of 2007. Station velocities have been derived from coordinate time series by taking into account offsets and detecting outliers. The estimated velocities have a precision of 1 mm/year laterally and 1–3 mm/year vertically. These velocities are reduced by the rotational velocity of the Eurasian Plate, derived from ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3], in order to investigate intra-plate movements. Apart from some local movements the velocities are in the range of 0–3 mm/year, but can already be grouped into different clusters. The movement of the Alpine Forelands is identical to the rotation of the Eurasian Plate whereas the region between the Alps and the Dinarides seems to undergo an eastward movement. Within the Eastern Alps the situation is still unclear due to some reasons, e.g., young stations, poor coverage and local movements.
Seit 2000 werden GPS (Global Positioning System) Permanent Stationen nach den internationalen Richtlinien der Analysezentren IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wöchentlich ausgewertet. Die Anzahl der Stationen betrug 80 zu Beginn des Jahres 2007. Von den Zeitreihen der Koordinaten wurden Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Sprüngen und Erfassung von Ausreißern abgeleitet. Die geschätzten Geschwindigkeiten weisen eine Präzision von 1.0 mm/Jahr lateral und 1–3 mm vertikal auf. Um die Bewegungen innerhalb einer Platte untersuchen zu können, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Eurasischen Platte, welche vom ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3] hergeleitet wurde, von den geschätzten Geschwindigkeiten abgezogen. Abgesehen von einigen lokalen Bewegungen bewegen sich die Geschwindigkeiten in einem Schwankungsbereich von 0 bis 3 mm/Jahr, können aber bereits in verschiedene Gruppen unterteilt werden. Die Bewegung des Alpinen Vorlandes ist identisch der Rotation der Eurasischen Platte, wohingegen die Region zwischen den östlichen Alpen und den Dinariden einer Bewegung nach Osten zu folgen scheint. Innerhalb der Ostalpen ist die Situation aus verschiedenen Gründen, wie z.B., dem geringen Alter mancher Stationen, der mangelhaften Flächendeckung und lokaler Bewegungen, nach wie vor unklar.
Abstract
Since 2000 the GPS (Global Positioning System) permanent stations in Austria are monitored at a weekly basis, applying the international guidelines of analysis centres of IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network). The number of stations was about 80 at the beginning of 2007. Station velocities have been derived from coordinate time series by taking into account offsets and detecting outliers. The estimated velocities have a precision of 1 mm/year laterally and 1–3 mm/year vertically. These velocities are reduced by the rotational velocity of the Eurasian Plate, derived from ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3], in order to investigate intra-plate movements. Apart from some local movements the velocities are in the range of 0–3 mm/year, but can already be grouped into different clusters. The movement of the Alpine Forelands is identical to the rotation of the Eurasian Plate whereas the region between the Alps and the Dinarides seems to undergo an eastward movement. Within the Eastern Alps the situation is still unclear due to some reasons, e.g., young stations, poor coverage and local movements.
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