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Harmonisierung und Kalibrierung von Satellitenaltimetermessungen

Die genaue Vermessung der Meeresoberfläche durch Satellitenaltimetrie bestimmt nicht nur 2/3 der Figur der Erde, sondern liefert auch hochauflösende Schwerefelddaten. Die vielfach beobachtete, nahezu 20jährige Zeitreihe erlaubt es außerdem, die Veränderungen der Meeresoberfläche auf nahezu allen Raum- und Zeitskalen zu erfassen und zu beschreiben. Um gleichzeitig messende und aufeinander folgende Altimetermissionen gemeinsam nutzen zu können (z.B. in COTAGA, GEOTOP, und RegGRAV), müssen jedoch deren Datenbestände konsistent sein, d.h. ständig aktualisiert, harmonisiert und kalibriert werden.

 

Die Harmonisierung erfolgt durch Anwendung weitgehend einheitlicher Korrekturmodelle (z.B. für Gezeiten oder atmosphärische Einflüsse). Die Kalibrierung erfordert außerdem die Bestimmung radialer Bahnfehler. Diese lassen systematische Differenzen im Bezug zum Koordinatenursprung, Fehler der Höhenmessung, sowie instrumentelle Korrekturen und Driften erkennen. Zur Kalibration wird die hohe Redundanz genutzt, die an allen sich kreuzenden Bahnspuren durch die Doppelmessungen der Meereshöhen vorliegt. Damit können radiale Bahnfehler durch eine globale, ausgleichende Kreuzungspunktanalyse (MMXO) geschätzt werden. Sie wird begleitet durch eine Schätzung von Varianzkomponenten, um die relative Gewichtung verschieden genauer Altimetersysteme zu objektivieren. Die Kreuzungspunktanalyse liefert für jede Mission eine vollständige Zeitreihe von radialen Fehlern, deren geographisch korrelierte Muster erkannt, und deren statistische Eigenschaften durch empirische Auto-Kovarianzfunktionen beschrieben werden können.

 

Die Arbeiten dieses Themas umfassen einzelne Projekte zur Kalibration von ENVISAT, Jason-1/-2 (MuMiCCAS), CryoSat-2 (AO 4415), und SARAL/Altika (CASA4OT2) und beinhalten auch Untersuchungen zu bereits abgeschlossenen Missionen TOPEX, ERS-1/2, GFO und ICESat.

 

Relative Streckenfehler der wichtigsten Altimetermissionen bezüglich TOPEX (1993 bis 2010).

Ausgewählte Publikationen

Dettmering D., Bosch W.: Global Calibration of Jason-2 by Multi-Mission Crossover Analysis. Marine Geodesy, 33:1, 150-161, DOI 10.1080/01490419.2010.487779, 2010

Dettmering D., Bosch W.: Envisat radar altimeter calibration by multi-mission crossover analysis. Proceedings of the ESA Living Planet Symposium, Bergen, Norway, ESA Publication SP-686 (CD-Rom), 2010

Bosch, W.: Discrete Crossover Analysis. In: P. Tregoning and Ch. Rizos (Eds): Dynamic Planet - Monitoring and Understanding a Dynamic Planet with Geodetic and Oceanographic Tools. IAG Symposium, Vol. 130, 131-136, Springer, Berlin, 2007

Bosch, W. and R. Savcenko: Satellite Altimetry - Multi-Mission Cross Calibration. In: P. Tregoning and Ch. Rizos (Eds): Dynamic Planet - Monitoring and Understanding a Dynamic Planet with Geodetic and Oceanographic Tools. IAG Symposium, Vol. 130, 51-56, Springer, Berlin, 2007

 


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