Verbesserte Kompensation des Vibrationsrauschens in Laserinterferometern mit Anwendungen in der Absolutgravimetrie

• Antragsteller: Sergiy Svitlov, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 190679127

Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung eines neuartigen Konzepts zur Verbesserung der Genauigkeit der Absolutgravimetrie mithilfe vibrationskompensierter zwei-Arm Versatz-Interferometer. In diesem System misst der erste Kanal (ein Absolutgravimeter) die Kombination von sowohl Schwerebeschleunigung als auch Schwingbeschleunigungen, während ein zweiter Kanal (ein Beschleunigungssensor) gleichzeitig ausschliesslich Schwingbeschleunigungen misst, welche auf den starr mit dem Sensor verbundenen Referenzreflektor wirken. Anhand der entwickelten Theorie zur Analyse eines Absolutgravimeters im Frequenzraum werden nun die entsprechenden Korrekturen berechnet und auf des Messergebnis angewendet. Bei der Erprobung dieses Konzepts mittels Experimenten mit dem Freifallgravimeter des Earthquake Research Institute der University of Tokyo in Japan konnte eine 100-fach höhere Messgenauigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Messmethode beobachtet werden. Im Rahmen einer Fortführung des Projekts ist es nun notwendig diese Entwicklungen in verschiedene Absolutgravimeter zu implementieren und die entwickelten Algorithmen zur Datenverarbeitung an tatsächliche Messbedingungen anzupassen. Die primären Schritte beinhalten die Entwicklung und Abwandlung der sich selbst anpassenden Filteralgorithmen und der Systeme zur Kompensation von Vibrationen, die Entwicklung der digitalen Verfahren zur Verarbeitung der Interferenzsignale für symmetrische Frei-Wurf-und-Fall-Gravimeter und die metrologische Charakterisierung der verbesserten Instrumente am Institut für Erdmessung IfE der Leibniz Universität Hannover (LUH) in Deutschland, am Institute for Metrological Research (INRIM) in Italien und am Earthquake Research Institute in Japan. Die verbesserte Genauigkeit von Gravitationsmessungen wird starken Einfluss auf die Gebiete der Geophysik, der Vulkanologie, der Geodäsie, der Trägheitsnavigation und der Metrologie haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen