Durchbrechen der durch Uhren verursachte Begrenzung der Präzision von DORIS

• Antragsteller: Professor Dr. Urs Hugentobler
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540974883

DORIS ist eine geodätische Weltraumtechnik, welche auf Doppler-Messungen zu Satelliten beruht und ist eines der vier Raumverfahren, welches zur Realisierung eines hochgenauen und langzeitstabilen globalen Referenzrahmens als metrologische Grundlage für die Vermessung und Interpretation der Veränderungsprozesse im System Erde beiträgt. Die Präzision von DORIS ist beschränkt durch die Stabilität der Uhren im System. Die Sentinel-3 und Sentinel-6-Satelliten offerieren nun neuartige Chancen, da die GNSS- und DORIS-Messsysteme durch dieselbe Satellitenuhr betrieben werden, was die Möglichkeit zur epochenweisen Bestimmung von Uhrenkorrekturen mittels GNSS eröffnet. Dieses Projekt hat zum Ziel, die Einschränkungen von DORIS zu durchbrechen durch bestmögliche Nutzung der neuen Möglichkeiten, welche Sentinel-3 und 6 bieten. Das Antragsteam kombiniert profunde DORIS- und GNSS-Expertise. Unsere jüngste Arbeit (Štěpánek et al. 2020) beweist die Effizienz des Konzepts der Nutzung von aus GPS-abgeleiteten epochenweisen Satellitenuhrkorrekturen für die DORIS-Datenverarbeitung für Sentinel-3A und Sentinel-3B, um den Einfluss deren auf die von DORIS abgeleiteten geschätzten Parameter wie Satellitenbahnen, Stationskoordinaten und Erdrotationsparameter (ERP) zu untersuchen. Diese Verarbeitungsart macht es möglich, das Verhalten der Uhren der Bodenstationen sowie den Effekt der südatlantischen Anomalie (SAA) zu studieren. Im Rahmen des Projekts planen wir, die Zeitreihen für Sentinel-3A und B auf 5 Jahre auszudehnen und die Experimente für Sentinel-6A auf Jason und Sentinel-3C (Start 2024) zu erweitern. Die Tandem-Phase von 130 Tagen der beiden Sentinel-3 Satelliten ermöglicht Zirkelschlussmessungen durch Vergleich von mittels GPS berechneten Satellitenuhren über gemeinsam beobachtete Bodenstationen. Basierend darauf planen wir die Stabilität der Oszillatoren aller Stationen im DORIS-Netz zu bestimmen. Die Berner GNSS Software, die von VUTGK und TUM verwendet wird, verarbeitet GNSS Phasendaten und wurde um DORIS-Funktionalität erweitert. DORIS-Beobachtungen werden ähnlich wie Phasenmessungen verarbeitet, indem für jeweils zwei aufeinanderfolgende Messungen eine Phasenmehrdeutigkeit aufgesetzt wird. Im Rahmen dieses Projekts wollen wir die Anzahl der Phasenbeobachtungen pro Mehrdeutigkeit frei wählbar machen. Dies erlaubt einen kontinuierlichen Übergang zwischen Doppler- und Phasenmessungen. Uns interessiert der Einfluss der Nutzung von mehr Phasenbeobachtungen auf die gesamte geodätische DORIS-Produktpalette. Als letzten Teil des Projekts simulieren wir DORIS als ein hypothetisches Messsystem, in dem alle Uhren für jede Epoche synchronisiert werden können. Ein solcherart erweitertes DORIS-System sollte die Genauigkeit der Produkte auf ein Level anheben, wie es von GNSS bekannt ist und wir beabsichtigen, die Leistung eines solchen Messsystems zu demonstrieren. Schließlich sollen die Simulationen auf Multitechnik-Satelliten wie die Genesis-Mission ausgeweitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation
• Kooperationspartner: Petr Stepanek, Ph.D.