Historie
Im Rahmen des durch das BMBF geförderten Projekts “Referenznetz Antarktis II” sowie eines weiteren DFG-geförderten Projekts und dadurch ermöglichten Aufenthalten von Mitarbeitern des GIK (Geodätisches Institut, Universität Karlsruhe (TH)) auf der Ukrainischen Station Vernadsky der Antarktischen Halbinsel entwickelte sich eine fruchtbare Zusammenarbeit sowohl im logistischen und organisatorischen Bereich als auch - v.a. forciert durch gegenseitigen Datenaustausch - auf wissenschaftlichem Sektor.
Wissenschaftliche Kooperation
Das GIK ist im Rahmen von umfangreichen Forschungsarbeiten bestrebt, die Möglichkeiten, die durch den Einsatz des Sensors GPS bestehen, umfassend zu nutzen. Beispielhaft angeführt werden soll an dieser Stelle sowohl die geodätische Verwendung von GPS-Beobachtungen zur Bestimmung von horizontalen, vertikalen und dreidimensionalen absoluten und relativen Positionen sowie den daraus abgeleiteten Bewegungen als auch die Verwendung von GPS um atmosphärische Bestandteile z.B. Wasserdampf zu ermitteln. Im Besonderen werden diese wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich der Antarktischen Halbinsel durchgeführt.
Intention
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 Antarktische Halbinsel, GPS-Stationen |
Während einer Diskussion zwischen Dr. H.-W. Schenke (Alfred-Wegener-Insitut für Polar- und Meeresforschung), Vertretern der National Academy of Sciences (NAS) der Ukraine und Mitarbeitern des GIK wurde festgestellt, dass zwischen einer im Auftrag der NAS durchgeführten GPS-Auswertung mit anschließender Bewegungsermittlung und der im Rahmen der “Referenznetz Antarktis II” bestimmten Koordinaten des GPS-Punktes der antarktischen Station Vernadsky sowie des am GIK ermittelten Bewegungsverhaltens für diesen GPS-Punkt eine erhebliche Diskrepanz besteht. Deshalb wurde eine erneute Daten-Auswertung aller vorliegenden GPS-Daten beschlossen, um eine zuverlässige, genaue und endgültige Aussage hinsichtlich des Bewegungsverhaltens treffen zu können.
Ukrainische Auswertestrategie
Basierend auf der wiederholten und mehr-tägigen Besetzung im März 2002 und im Februar 2003 wurde unter Verwendung der vom Australischen Space Geodesy Analysis Centre (AUSPOS) angebotenen kostenfreien automatischen Prozessierung eine Bewegung im ITRF des GPS-Markers Vernadsky von ca. 7 mm/a in ungefähr nordöstlicher Richtung postuliert.
Im Rahmen der AUSPOS-Auswertung wurden die Beobachtungsdaten der nächstgelegenen vier IGS-Stationen verwendet. Daraus resultieren teilw. sehr große Punktabstände, was u.A. die Bestimmung der Phasenmehr-deutigkeiten erschweren kann, woraus wiederum Genauigkeits- und Zuverlässigkeits- einbußen resultieren können. Auf Grund der kurzen Zeitbasis, der fehlenden Redundanz und der resultierenden Genauigkeiten ist die ermittelte Bewegung als nicht signifikant zu bezeichnen.
Strategie der Analyse
Zur Bestimmung sowohl von absolutem, ITRF-basiertem als auch relativem Bewegungsverhalten der GPS-Station Vernadsky wurde eine Positionierung in Abhängigkeit von der festgehaltenen IGS-Station O’Higgins unter Verwendung der Berner GPS-Software durchgeführt.
IGS-Station O’Higgins:
- Lange, nahezu lückenlose GPS-Beobachtungsreihe
- Pfeilerwechsel im Februar 2002, deshalb ist mit Genauigkeitseinbußen im Millimeterbereich zu rechnen
- Dome-Antenne: aktuell unzureichende Modellierung, schwer quantifizierbare Genauigkeitseinbußen
GPS-Station Vernadsky:
- Kampagnenbeobachtung
- Bodennahe Vermarkung: Genauigkeitseinbußen durch Abschattung, Mehrwegeeinflüsse, schwer quantifizierbar
- Standortwechsel: Genauigkeitseinbußen im Millimeterbereich
- Viermaliger Antennenwechsel: Genauigkeitseinbußen im Millimeter-bereich
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 Datengrundlage Vernadsky |
Ergebnisse
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Die tageweise erzeugten Positionen der GPS-Marker der Station Vernadsky zeichnen sich in den Jahren 1998, 2002 und 2003 durch eine sehr geringe Variabilität aus, woraus hohe innere Genauigkeiten innerhalb der einzelnen Beobachtungszeiträume resultieren. Links sind die Tagesvariationen des Jahres 2003 dargestellt. Die Auswertung der Beobachtungsdaten des Jahres 2004 erbrachte auf Grund der geringen Stichprobe und größerer Tageschwankungen deutlich (Faktor 3) schlechtere Ergebnisse.
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Im Gegensatz zu den Ergebnissen, welche die Höhenkomponente betreffen, kann für die Lageergebnisse im ITRF 2000 ein Trend in südwestlicher Richtung festgestellt werden. Bei der Interpretation der Ergebnisse muss u.A. die unterschiedliche Genauigkeitssitutation (große Symbole, schlechte Genauigkeit) beachtet werden.