Logo der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt

Längenmetrologie für Satellitengeodäsie

Kategorien:
  • Grundlagen der Metrologie
16.12.2019

Geowissenschaftler messen kleinste Positionsänderungen von Referenzpunkten über lange Zeiträume. Das erlaubt z.B. Rückschlüsse auf die Änderung der durchschnittlichen Meeresspiegelhöhe, auf drohende Erdbeben, oder die Stabilität in der Umgebung eines Kernkraftwerks. Viele dieser Messungen werden über den Internationalen Terrestrischen Referenzrahmen (ITRF) referenziert. Dieser ist auch das messtechnische Rückgrat moderner satelliten-basierter Navigation (GPS, Galileo) und ihrer mannigfaltigen Anwendungen in der modernen Gesellschaft.

Viele besonders kritische Beobachtungen, wie etwa die der Meeresspiegelhöhe, würden von einer verbesserten Genauigkeit des ITRFs profitieren. Der ITRF wird aus der gemeinsamen Auswertung einer Vielzahl weltweiter Beobachtungen mit verschiedensten satellitengeodätischen Methoden wie z.B. der Very Long Baseline Interferometry (VLBI), dem Satellite-Laser-Ranging (SLR) oder dem Globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) gebildet. Eine substantielle Verbesserung dieses hoch komplexen und sehr leistungsfähigen Systems erfordert Optimierungen an vielen verschiedenen messtechnischen Herausforderungen.

Im EMPIR Forschungsprojekt 18SIB01 ‚Large-scale dimensional measurements for geodesy - GeoMetre‘ sollen zwei kritische Probleme in der Rückführungskette des ITRFs auf die SI-Definition des Meters angegangen werden. Zum einen sollen satelliten-geodätische Methoden wie SLR, GNSS und VLBI Messungen über Distanzen bis zu 5 km mit Unsicherheiten unter 1 mm verifiziert werden können. Damit können systematische Fehlerquellen dieser komplexen Systeme leichter identifiziert und quantifiziert werden. Zum anderen sollen neue Messtechniken entwickelt und in die existierenden Strategien eingebunden werden, um die Referenzpunkte verschiedener Teleskope eines Observatoriums im Raum noch genauer miteinander zur verknüpfen.

Im Rahmen des Projekts sollen neue Technologien eingesetzt werden, die den Einfluss der Unsicherheit der Brechzahl in Luft auf die relative Unsicherheit der Längenmessung auf etwa 1×10-7 begrenzen. Diese neuen Ansätze werden während des Projekts in bestehende Messstrategien integriert und in vielen Feldkampagnen erprobt. Die technologischen und wissenschaftlichen Grundlagen hierfür wurden zu erheblichen Teilen in Vorgängerprojekten des Europäischen Metrologieforschungsprogramms EMRP in den Projekten Long Distance, Surveying und Luminar erarbeitet. Das GeoMetre Konsortium setzt sich aus Experten für Längen- und Temperaturmesstechnik aus acht europäischen Metrologieinstituten und acht universitären und anderen Forschungseinrichtungen aus der Geodäsie zusammen. Koordiniert wird das Projekt von der PTB.

Link: https://www.ptb.de/empir2019/geometre/home/



Abb. 1. Teilnehmer des Kick-Off Meetings des GeoMetre Projekts an der PTB Braunschweig am 5. und 6. Juni 2019.

Kontakt

Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Dr. Dr. Jens Simon

Telefon: (0531) 592-3005
E-Mail:
jens.simon(at)ptb.de

Anschrift

Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Bundesallee 100
38116 Braunschweig