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Mehrdimensionale Interpolation von Meteorologischen Feldern zur Berechnung der Brechungsbedingungen in der Geodäsie

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Mehrdimensionale Interpolation von Meteorologischen Feldern zur Berechnung der Brechungsbedingungen in der Geodäsie

Hans Hirter (Broschiert, Deutsch)

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Beschreibung

Die refraktiven Effekte sind bei geodätischen Messungen als unangenehme Fehlerquelle bekannt. Mikrowellensignale, wie sie beim Global Positioning System (GPS) verwendet werden, unterliegen bei der Durchquerung der Atmosphäre den physikalischen Gesetzen der Refraktion. Die atmosphärischen Effekte zu modellieren und die troposphärischen Parameter zu schätzen sind zwei Methoden, den troposphärischen Fehler zu reduzieren. Wir wenden uns hier der Modellierung der Troposphäre zu. Die Grösse der Effekte ist abhängig vom Brechungsindex und dessen räumlicher Verteilung sowie dessen zeitlichen Schwankungen. Der Brechungsindex wird von der Frequenz des elektromagnetischen Messstrahls und dem momentanen brechungsrelevanten Zustand der Troposphäre beeinflusst. Das Brechungsindexfeld kann durch die meteorologischen Grössen Druck, Temperatur und Feuchtigkeit beschrieben werden. Kennt man die Brechungsverhältnisse, respektive die Druck-, Temperatur- und Feuchtewerte entlang des gesamten Strahls, so lässt sich die Distanzkorrektur (Path Delay) für diesen Strahl bestimmen. Um die Distanzkorrektur an einer beliebigen Stelle und zu einem beliebigen Zeitpunkt berechnen zu können, müssen die diskreten meteorologischen Messungen interbzw. extrapoliert werden. Genau diese Anforderung wird mit dem Verfahren des Krigings oder der Kollokation erfüllt. Die Kollokation lässt auf Grund beliebig verteilter Messdaten in Raum und Zeit eine vierdimensionale Modellierung unter Berücksichtigung von einfachen genäherten physikalischen Modellen zu. Die Abweichungen von dieser Näherung werden durch das funktionale Modell und zwei zusätzlichen stochastischen Anteilen (Signal und Rauschen) erklärt. Durch die Kollokation wird das funktionale Modell optimal an die gemessenen Werte angepasst. Von zentraler Bedeutung für die Kollokation ist die Wahl der Kovarianzfunktion, die die Korrelation der Messwerte bestimmt. Die mit dem Modell berechneten zenitalen Distanzkorrekturen (in der Grössenordnung von 2 m) können direkt in die Auswertesoftware des GPS eingeführt werden. Die GPS-Auswertung liefert mit interpolierten Modelldistanzkorrekturen konsistentere Lösungen als mit Korrekturen aus Standardmodellen, d.h. die Varianz der GPS-Lösung wird verkleinert. Bei der Verwendung der modellierten Distanzkorrekturen im lokalen GPS-Testnetz Turtmann mit grossen Höhenunterschieden hat sich die Repetierbarkeit der Höhe deutlich verbessert (bis zu einem Faktor 2). Weniger zeigen

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Produktinformationen

Technische Daten

Erscheinungsdatum

01.05.1998

Sprache

Deutsch

EAN

9783906467115

Herausgeber

ETH Zürich Inst. f. Geodäsie u. Photogrammetrie

Serien- oder Bandtitel

Mitteilungen

Sonderedition

Nein

Autor

Hans Hirter

Seitenanzahl

116

Einbandart

Broschiert

Bandzählung

Schlagwörter

GPS, Brechung elektromagnetischer Wellen, Brechnungsindex der Funkwellen in der Atmosphäre, Global Positioning System

Höhe

290 mm

Breite

21 cm

Warnhinweise und Sicherheitsinformationen

Informationen nach EU Data Act

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