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VGI - Autor
Christian Ullrich
Wir haben 3 Artikel von und mit Christian Ullrich gefunden.
Renewal of the Austrian Gravimeter Calibration Line HCL
Kurzfassung
Die "Hochkar-Eichlinie" - Hochkar Calibration Line (HCL) wurde 1982 zwischen Göstling/Ybbs und dem Hochkar eingerichtet und wird seither jährlich zur Kalibrierung der Relativgravimeter in Österreich verwendet. Die Schweredifferenz von 198.3 mGal (= 1.983 µm/s²) dieser Linie mit bloß 20 km Länge wird hauptsächlich durch die Höhenabhängigkeit der Schwere verursacht. Infolge von Veränderungen (Umbauten) an der oberen Station Hochkar im Jahr 2013 wurde es nötig, den Endpunkt mit einigen neuen Versicherungspunkten neu festzulegen. An den noch vorhandenen Absolutstationen in Göstling und Hochkar wurden die Absolutschweremessungen mit einem Absolutgravimeter FG5 wiederholt. Die über lange Zeit erfolgten Relativmessungen seit 1982 wurden mit den Absolutschweremessungen kombiniert und analysiert. Die neuen Messungen zeigen eine kleine Schwereänderung von etwa -20 µGal an der oberen Station gegenüber 1995. Durch die Aktualisierung steht den Nutzern der HCL weiterhin eine hochgenaue Einrichtung zur Kalibration von Relativgravimetern zur Verfügung.
Abstract
The Hochkar Calibration Line (HCL) was established 1982 between Goestling/Ybbs to Hochkar and has been used yearly for calibrating relative gravimeters in Austria. The gravity difference of 198.3 mGal (1.983 µm/s²) at this line with only 20 km distance is based mostly on the height dependence of gravity. In 1988 and 1995 the HCL was checked and fixed by absolute gravity measurements using the free fall gravimeter JILAg6. Due to changes (constructions) at the top station Hochkar in 2013 it was necessary to define a new end-point combined with some new secondary points. In 2014 at the still existing absolute stations in Goestling and Hochkar absolute observations were repeated with an absolute gravimeter FG5. The long time observations by several relative gravimeters since 1982 are analysed and combined with the absolute gravity results. The new results show a small gravity change at the top station of approximately -20 µGal in comparison to 1995. The BEV now provides for the users of the HCL an updated and high accurate calibration facility for relative gravimeters.
Die "Hochkar-Eichlinie" - Hochkar Calibration Line (HCL) wurde 1982 zwischen Göstling/Ybbs und dem Hochkar eingerichtet und wird seither jährlich zur Kalibrierung der Relativgravimeter in Österreich verwendet. Die Schweredifferenz von 198.3 mGal (= 1.983 µm/s²) dieser Linie mit bloß 20 km Länge wird hauptsächlich durch die Höhenabhängigkeit der Schwere verursacht. Infolge von Veränderungen (Umbauten) an der oberen Station Hochkar im Jahr 2013 wurde es nötig, den Endpunkt mit einigen neuen Versicherungspunkten neu festzulegen. An den noch vorhandenen Absolutstationen in Göstling und Hochkar wurden die Absolutschweremessungen mit einem Absolutgravimeter FG5 wiederholt. Die über lange Zeit erfolgten Relativmessungen seit 1982 wurden mit den Absolutschweremessungen kombiniert und analysiert. Die neuen Messungen zeigen eine kleine Schwereänderung von etwa -20 µGal an der oberen Station gegenüber 1995. Durch die Aktualisierung steht den Nutzern der HCL weiterhin eine hochgenaue Einrichtung zur Kalibration von Relativgravimetern zur Verfügung.
Abstract
The Hochkar Calibration Line (HCL) was established 1982 between Goestling/Ybbs to Hochkar and has been used yearly for calibrating relative gravimeters in Austria. The gravity difference of 198.3 mGal (1.983 µm/s²) at this line with only 20 km distance is based mostly on the height dependence of gravity. In 1988 and 1995 the HCL was checked and fixed by absolute gravity measurements using the free fall gravimeter JILAg6. Due to changes (constructions) at the top station Hochkar in 2013 it was necessary to define a new end-point combined with some new secondary points. In 2014 at the still existing absolute stations in Goestling and Hochkar absolute observations were repeated with an absolute gravimeter FG5. The long time observations by several relative gravimeters since 1982 are analysed and combined with the absolute gravity results. The new results show a small gravity change at the top station of approximately -20 µGal in comparison to 1995. The BEV now provides for the users of the HCL an updated and high accurate calibration facility for relative gravimeters.
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VGI_201534_Ruess.pdf
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20 years of International Comparison of Absolute Gravimeters (ICAG) at the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in Paris with participation of the BEV
Kurzfassung
Das BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) betreibt seit 1987 in der Abteilung V1 das Absolutgravimeter JILAg-6 und ab 2010 das Absolutgravimeter FG5, das im Bereich Grundlagenvermessung für die Neubestimmung und regelmäßige Überprüfung von Fundamentalpunkten der Schwere im In- und Ausland eingesetzt wird. In Österreich bilden diese Punkte die Grundlage des Referenzsystems Schwere. Einige dieser Stationen sind Bestandteil internationaler Projekte wie z.B. UNIGRACE [1] und ECGN [2]. Darüber hinaus wird das Gerät im Eichwesen als Normal für die Schwerebestimmung verwendet. All diese Anwendungen erfordern eine hohe Genauigkeit und eine präzise Angabe der Messunsicherheit, die nur durch internationale Messvergleiche gewährleistet werden kann. Diese Vergleichskampagnen wurden seit 1981 insgesamt acht Mal im zeitlichen Abstand von ca. 4 Jahren an dem Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in Sévres/Paris veranstaltet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die erreichte Messunsicherheit des österreichischen Absolutgravimeters anhand der bei den internationalen Absolutgravimeter Vergleichskampagnen (ICAG) erzielten Ergebnisse. Die Geschichte und Resultate dieser Vergleichsmessungen und speziell das Abschneiden des österreichischen Absolutgravimeters JILAg-6 werden genau beschrieben. Seit 2010 werden die Absolutschweremessungen in Österreich mit dem neuen Absolutgravimeter FG5 (Hersteller Micro-g Solutions Inc., USA) fortgesetzt.
Abstract
Since 1987 the BEV (Federal Office of Metrology and Surveying) has been operating the absolute gravimeter JILAg-6 which is used for basic measurements to determine or review fundamental gravity stations in Austria and abroad. These stations are the base of the Austrian gravity reference system. A few stations are part of international projects like UNIGRACE [1] or ECGN [2]. The BEV maintains the national standard for gravimetry in Austria, which is validated and confirmed regularly by international comparisons. All these applications require high accuracy and a precise description of the measurement uncertainty. Such campaigns have been organised eight times in an interval of approximately 4 years at the BIPM in Sévres/Paris since 1981. This paper gives an overview of the uncertainty of the measurements reached by the Austrian Absolute Gravimeter and assessed by the international comparisons of absolute gravimeters (ICAG). The history and the results of these ICAGs and especially the performance of the Austrian absolute gravimeter JILAg-6 at these ICAGs are described in detail below. Since 2010 the absolute gravity measurements in Austria have been continued with the new absolute gravimeter FG5 (manufacturer Micro-g Solutions Inc., USA).
Das BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) betreibt seit 1987 in der Abteilung V1 das Absolutgravimeter JILAg-6 und ab 2010 das Absolutgravimeter FG5, das im Bereich Grundlagenvermessung für die Neubestimmung und regelmäßige Überprüfung von Fundamentalpunkten der Schwere im In- und Ausland eingesetzt wird. In Österreich bilden diese Punkte die Grundlage des Referenzsystems Schwere. Einige dieser Stationen sind Bestandteil internationaler Projekte wie z.B. UNIGRACE [1] und ECGN [2]. Darüber hinaus wird das Gerät im Eichwesen als Normal für die Schwerebestimmung verwendet. All diese Anwendungen erfordern eine hohe Genauigkeit und eine präzise Angabe der Messunsicherheit, die nur durch internationale Messvergleiche gewährleistet werden kann. Diese Vergleichskampagnen wurden seit 1981 insgesamt acht Mal im zeitlichen Abstand von ca. 4 Jahren an dem Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in Sévres/Paris veranstaltet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die erreichte Messunsicherheit des österreichischen Absolutgravimeters anhand der bei den internationalen Absolutgravimeter Vergleichskampagnen (ICAG) erzielten Ergebnisse. Die Geschichte und Resultate dieser Vergleichsmessungen und speziell das Abschneiden des österreichischen Absolutgravimeters JILAg-6 werden genau beschrieben. Seit 2010 werden die Absolutschweremessungen in Österreich mit dem neuen Absolutgravimeter FG5 (Hersteller Micro-g Solutions Inc., USA) fortgesetzt.
Abstract
Since 1987 the BEV (Federal Office of Metrology and Surveying) has been operating the absolute gravimeter JILAg-6 which is used for basic measurements to determine or review fundamental gravity stations in Austria and abroad. These stations are the base of the Austrian gravity reference system. A few stations are part of international projects like UNIGRACE [1] or ECGN [2]. The BEV maintains the national standard for gravimetry in Austria, which is validated and confirmed regularly by international comparisons. All these applications require high accuracy and a precise description of the measurement uncertainty. Such campaigns have been organised eight times in an interval of approximately 4 years at the BIPM in Sévres/Paris since 1981. This paper gives an overview of the uncertainty of the measurements reached by the Austrian Absolute Gravimeter and assessed by the international comparisons of absolute gravimeters (ICAG). The history and the results of these ICAGs and especially the performance of the Austrian absolute gravimeter JILAg-6 at these ICAGs are described in detail below. Since 2010 the absolute gravity measurements in Austria have been continued with the new absolute gravimeter FG5 (manufacturer Micro-g Solutions Inc., USA).
Keywords/Schlüsselwörter
Absolutgravimetrie Metrologie Internationale Vergleiche JILAg FG5 Messunsicherheit
Absolutgravimetrie Metrologie Internationale Vergleiche JILAg FG5 Messunsicherheit
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VGI_201119_Ruess.pdf
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The Austrian Geoid 2007
Kurzfassung
Im Rahmen des Austrian Space Applications Programme (ASAP), Phase3, gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft m.b.H. (FFG), wurde eine Neuberechnung des österreichischen Geoids (Projekt GEOnAUT) realisiert. Dieses Projekt wurde gemeinsam von den Instituten für Navigation und Satellitengeodäsie (Projektleitung) und für Numerische Mathematik der TU Graz durchgeführt. Das Bundesamt für Eich-undVermessungswesen (BEV) wirkte als beratenderPartner mit und stellte Daten zurVerfügung. Hauptziel von GEOnAUT war die Berechnung einer Geoidlösung für Österreich als Kombination einerseits aus terrestrischen lokalen Schwerefeldbeobachtungen (Schwereanomalien, Lotabweichungen, "direkten" Geoidbeobachtungen als Differenz zwischen mittels GPS gemessenen geometrischen Höhen und aus dem Präzisionsnivellement erhaltenen orthometrischen Höhen in identischen Punkten) und andererseits aus einem globalen Schwerefeldmodell basierend auf der Satellitenschwerefeldmission GRACE. Das globale Schwerefeldmodell trägt primär die langwellige Schwerefeldinformation und ermöglicht die Lagerung der lokalenLösungin einem globalen Bezugsrahmen. Im Rahmen des Projektes wurde die Datenbank der lokalen Schwerefelddaten erweitert, validiert, homogenisiert und durch Neumessung von ca. 15 Lotabweichungspunkten ergänzt. Letztlich wurden ca. 14000 Schwereanomalien, 672 Lotabweichungspaare und 161 GPS/Nivellementpunkteverwendet. Hinsichtlich der globalenKomponente wurde das GRACE-Schwerefeldmodell EIGEN-GL04Sverwendet.Weiters wurdeein digitales Geländemodellfür Zentraleuropa als Kombination der hochauflösenden Geländemodelle von Österreich und der Schweiz (DHM25), sowie einem Geländeoberflächenmodell, abgeleitet aus Daten der Space-Shuttle-Topografiemission SRTM, in den Nachbarländern erstellt. Methodologisch wurden alternative Berechnungsansätze zur optimalen Kombination dieser unterschiedlichen Datentypen, wie z.B. Reihenentwicklungen basierend auf harmonischen Basisfunktionen, Multi-Resolution Analysis unter Verwendung sphärischerWavelets und schnelle Randelementmethoden (Multipolmethode, ACA, H-Matrizen) untersucht, sowie das funktionale Konzept der Standardmethode der Kollokation (Least Squares Collocation, LSC) erweitert. Zur Berechnung der finalen Geoidlösung wurde letztlich die LSC-Methodeverwendet. BesonderesAugenmerk wurde dabei auf die optimale relative Gewichtung der einzelnen Datentypen gelegt. Die Geoidlösung sowie die zugehörige geschätzte Genauigkeitsinformation wurden durch das Bundesamt für Eich-und Vermessungswesen evaluiert. Die (externe) Genauigkeit dieserLösung beträgt 2–3 cm.Verglichen mit dem bisherigen offiziellen österreichischen Geoid, stellt dies eine signifikante Verbesserung dar. Dies ist hauptsächlich auf die wesentlich bessere Qualität der Eingangsdaten, sowohl hinsichtlich der Schweredatenbank und des digitalen Höhenmodells, aber auch auf die genauere Repräsentation der langwelligen Komponente aufgrund des globalen GRACE-Modells zurückzuführen. ZukünftigesVerbesserungspotential bestehtvor allemin den Grenzregionen,da die verfügbare Datenquantität und -qualität in manchen Nachbarländern unzureichend ist. Aus wissenschaftlicher Sicht stellen die theoretischen Weiterentwicklungen von Methoden zur optimalen Kombination von lokaler und globaler Schwerefeldinformation sowie deren praktische Umsetzung ein interessantesFeldfür zukünftigeForschungsaufgaben dar.
Abstract
In the framework of the project "The Austrian Geoid 2007" (GEOnAUT), funded by the Austrian Research Promotion Agency(Forschungsförderungsgesellschaft –FFG), a new Austrian geoid solution has been computed. Compared to the official Austrian geoid model, the accuracy could be significantly improved mainly due to the substantially enhanced quality of the input data. A new digital terrain model (DTM) has been assembled asa combinationof highly accurate regional DTMs of Austria and Switzerland, complemented by data of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)in the neighbouring countries.In addition to a thoroughly validated data base of gravity anomalies and deflections of the vertical, new measurements of deflections of the vertical in the South-East of Austria as well as GPS/levelling information have been incorporated. Finally, these terrestrial data have been combined with global gravity field information representedbya recent GRACE gravity field model, leading to a significantly improved representation of the long to medium wavelengths of the solution. Several strategies for the optimum combination of different (global and local) data types, including optimum weighting issues, have been investigated.For the final geoid solution, the Least Squares Collocation (LSC) technique, representing the most frequently used approach, has been selected. The new geoid solution, including covariance information, has been thoroughly validated both internally and externally.
Im Rahmen des Austrian Space Applications Programme (ASAP), Phase3, gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft m.b.H. (FFG), wurde eine Neuberechnung des österreichischen Geoids (Projekt GEOnAUT) realisiert. Dieses Projekt wurde gemeinsam von den Instituten für Navigation und Satellitengeodäsie (Projektleitung) und für Numerische Mathematik der TU Graz durchgeführt. Das Bundesamt für Eich-undVermessungswesen (BEV) wirkte als beratenderPartner mit und stellte Daten zurVerfügung. Hauptziel von GEOnAUT war die Berechnung einer Geoidlösung für Österreich als Kombination einerseits aus terrestrischen lokalen Schwerefeldbeobachtungen (Schwereanomalien, Lotabweichungen, "direkten" Geoidbeobachtungen als Differenz zwischen mittels GPS gemessenen geometrischen Höhen und aus dem Präzisionsnivellement erhaltenen orthometrischen Höhen in identischen Punkten) und andererseits aus einem globalen Schwerefeldmodell basierend auf der Satellitenschwerefeldmission GRACE. Das globale Schwerefeldmodell trägt primär die langwellige Schwerefeldinformation und ermöglicht die Lagerung der lokalenLösungin einem globalen Bezugsrahmen. Im Rahmen des Projektes wurde die Datenbank der lokalen Schwerefelddaten erweitert, validiert, homogenisiert und durch Neumessung von ca. 15 Lotabweichungspunkten ergänzt. Letztlich wurden ca. 14000 Schwereanomalien, 672 Lotabweichungspaare und 161 GPS/Nivellementpunkteverwendet. Hinsichtlich der globalenKomponente wurde das GRACE-Schwerefeldmodell EIGEN-GL04Sverwendet.Weiters wurdeein digitales Geländemodellfür Zentraleuropa als Kombination der hochauflösenden Geländemodelle von Österreich und der Schweiz (DHM25), sowie einem Geländeoberflächenmodell, abgeleitet aus Daten der Space-Shuttle-Topografiemission SRTM, in den Nachbarländern erstellt. Methodologisch wurden alternative Berechnungsansätze zur optimalen Kombination dieser unterschiedlichen Datentypen, wie z.B. Reihenentwicklungen basierend auf harmonischen Basisfunktionen, Multi-Resolution Analysis unter Verwendung sphärischerWavelets und schnelle Randelementmethoden (Multipolmethode, ACA, H-Matrizen) untersucht, sowie das funktionale Konzept der Standardmethode der Kollokation (Least Squares Collocation, LSC) erweitert. Zur Berechnung der finalen Geoidlösung wurde letztlich die LSC-Methodeverwendet. BesonderesAugenmerk wurde dabei auf die optimale relative Gewichtung der einzelnen Datentypen gelegt. Die Geoidlösung sowie die zugehörige geschätzte Genauigkeitsinformation wurden durch das Bundesamt für Eich-und Vermessungswesen evaluiert. Die (externe) Genauigkeit dieserLösung beträgt 2–3 cm.Verglichen mit dem bisherigen offiziellen österreichischen Geoid, stellt dies eine signifikante Verbesserung dar. Dies ist hauptsächlich auf die wesentlich bessere Qualität der Eingangsdaten, sowohl hinsichtlich der Schweredatenbank und des digitalen Höhenmodells, aber auch auf die genauere Repräsentation der langwelligen Komponente aufgrund des globalen GRACE-Modells zurückzuführen. ZukünftigesVerbesserungspotential bestehtvor allemin den Grenzregionen,da die verfügbare Datenquantität und -qualität in manchen Nachbarländern unzureichend ist. Aus wissenschaftlicher Sicht stellen die theoretischen Weiterentwicklungen von Methoden zur optimalen Kombination von lokaler und globaler Schwerefeldinformation sowie deren praktische Umsetzung ein interessantesFeldfür zukünftigeForschungsaufgaben dar.
Abstract
In the framework of the project "The Austrian Geoid 2007" (GEOnAUT), funded by the Austrian Research Promotion Agency(Forschungsförderungsgesellschaft –FFG), a new Austrian geoid solution has been computed. Compared to the official Austrian geoid model, the accuracy could be significantly improved mainly due to the substantially enhanced quality of the input data. A new digital terrain model (DTM) has been assembled asa combinationof highly accurate regional DTMs of Austria and Switzerland, complemented by data of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)in the neighbouring countries.In addition to a thoroughly validated data base of gravity anomalies and deflections of the vertical, new measurements of deflections of the vertical in the South-East of Austria as well as GPS/levelling information have been incorporated. Finally, these terrestrial data have been combined with global gravity field information representedbya recent GRACE gravity field model, leading to a significantly improved representation of the long to medium wavelengths of the solution. Several strategies for the optimum combination of different (global and local) data types, including optimum weighting issues, have been investigated.For the final geoid solution, the Least Squares Collocation (LSC) technique, representing the most frequently used approach, has been selected. The new geoid solution, including covariance information, has been thoroughly validated both internally and externally.
Keywords/Schlüsselwörter
Geoid Least Squares Collocation Globales Schwerefeldmodell Digitales Geländemodell Schwereanomalie GPS Präzisionsnivellement
Geoid Least Squares Collocation Globales Schwerefeldmodell Digitales Geländemodell Schwereanomalie GPS Präzisionsnivellement
PDF-Download
VGI_200801_Pail.pdf
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