Untersuchung des regionalen Schwerefelds, des Geoids und der mittleren Meeresoberflächentopographie in Italien und umgebenden Meeresgebieten mit Hilfe von Fluggravimetrie- und Laseraltimetriedaten der GEOHALO-Mission

• Antragsteller: Dr. Christoph Förste; Dr.-Ing. Mirko Scheinert
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263535475

Die geodätisch-geophysikalische Flugmission GEOHALO war die erste wissenschaftliche Mission mit dem neuen deutschen Forschungsflugzeug HALO und wurde im Juni 2012 über Italien und dem angrenzenden Mittelmeer realisiert. Ihr Erfolg wurde durch die gemeinsame Arbeit aller beteiligten Kooperationspartner von Universitäten und Forschungseinrichtungen möglich. Der Antragsteller (M.S.) fungierte dabei als Missions-PI. GEOHALO umfasst verschiedene flugzeuggestützte Methoden der Geodäsie und Geophysik. Das beantragte Projekt konzentriert sich auf Fluggravimetrie, Laseraltimetrie und GNSS-Messungen der Flugtrajektorie. Das Hauptziel ist eine konsistente, unverzerrte und homogene Bestimmung des Schwerefelds und weiterer geowissenschaftlicher Parameter über dem großräumigen Gebiet von Italien und der angrenzenden Meeresgebiete. Dafür nutzen wir eine Kombination verschiedener Sensoren, nämlich der Daten zweier verschiedener Fluggravimeter, eines Laseraltimeters und verschiedener GNSS-Antennen und Empfänger. Die Tatsache, dass mit HALO ein strahlgetriebenes Flugzeug zum Einsatz kommt, resultiert in einer völlig neuartigen Anwendung der flugzeuggestützten Geodäsie und Geophysik. Deshalb sollen im Detail alle methodischen Aspekte untersucht werden, die aus den speziellen Bedingungen eines Strahlflugzeugs entstehen (höhere Fluggeschwindigkeit, spezielle Flugdynamik, größere Flughöhen, Druckkabine).Die mit GEOHALO gewonnenen Daten werden benutzt, um ein regionales gravimetrisches Geoid über Italien abzuleiten. Dabei werden verschiedene Techniken wie sphärisch-radiale Basisfunktionen und Kollokation nach kleinsten Quadraten angewandt. Die eingehende Untersuchung verschiedener Kombinationen der Daten wie auch der Auflösung auf verschiedenen räumlichen Skalen soll helfen die Frage zu beantworten, in welchem Umfang die GEOHALO-Daten zu einer Verbesserung des Schwerefelds sowohl in regionaler als auch in globaler Hinsicht beitragen können. Im Gegensatz dazu ermöglicht die lange Reichweite von HALO (bei GEOHALO in Form von mehreren über 1.000 km langen Profilen) Daten verschiedener existierender, aber lokal isolierter Messungen zu verbinden, um Inkonsistenzen in den bodengebundenen Schweredaten im Untersuchungsgebiet aufzudecken. Die Kombination des (verbesserten) Geoids und der Laseraltimetrie erlaubt es, die mittlere Meeresoberflächentopographie abzuleiten, was ebenfalls durch unabhängige Daten und Modelle evaluiert werden soll. Eine gründliche Fehler- und Sensitivitätsanalyse speziell der schwerefeldbezogenen Größen soll dabei helfen, optimale Flugparameter für weitere geodätisch-geophysikalische HALO-Missionen zu identifizieren. Dies hat wesentliche Bedeutung, um eine optimale Balance zwischen wissenschaftlichen Anforderungen und ökonomischen Gesichtspunkten zu erreichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Riccardo Barzaghi; Dr. Ingo Heyde; Dr. Maximilian Semmling