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Verarbeitung von VLBI-Datenmit der
Bernese GPS Software
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
Ralf Schmid, Urs Hugentobler
Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie, TU München
Markus Rothacher
Deutsches GeoForschungsZentrum
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Gliederung
• Motivation
• Vorgehen
• CONT02-Resultate, Vergleiche mit OCCAM und GPS
– Troposphäre
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
– Troposphäre
– Erdrotationsparameter
– Stationsuhren
• Zusammenfassung/Ausblick
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Motivation
• Kombination der verschiedenen geodätischen Raumverfahren gewinnt an Bedeutung
– Unterschiede zwischen Analysezentren eines Verfahrens zunehmend kleiner
– Reduktion systematischer Effekte zwischen den Verfahren verspricht Genauigkeitsgewinn
– Einrichtung von GGOS
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
– Einrichtung von GGOS
• Kombination auf Beobachtungsebene
– schwieriger als Kombination von Normalgleichungen
– verspricht höhere Konsistenz
• bislang nur zwei Softwarepakete zur Kombination von VLBI und GNSS: GEOSAT, GINS
• Integration des VLBI-Modells in ein GNSS-Paket überschaubar
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VLBI-Analyseprogramme
Softwarepaket
(Haas, 2004)
IVS ACs
(ivscc.gsfc.nasa.gov)
weitere
Verfahren?
CALC/SOLVE 9
OCCAM 5
MODEST 2
GLORIA 1
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
GLORIA 1
SOLVK 1
SteelBreeze 1
VLBEST 1
GEOSAT 1 x
GINS - xHaas R (2004) Analysis strategies and software for geodetic VLBI
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Vorgehen
• Ausgangspunkt: vorverarbeitete VLBI-Beobachtungsdaten (group delays) im NGS Card Format (nur CALC/SOLVE kann den "rohen" Korrelator-Output verarbeiten)
• Konvertierung in das Bernese-Format für Code Single
Differences (2 Stationen, 1 Satellit/Quasar)
• Aufteilung der modellierten Beobachtung einschließlich aller Korrekturterme auf die beiden Stationen, z.B.:
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
Korrekturterme auf die beiden Stationen, z.B.:
• Modellierter VLBI Delay durch Bildung einer Single Difference, keine Bildung von Double Differences
• VLBI-Daten durchlaufen i.A. die GNSS-Verarbeitungskette, wobei z.B. Quasar- statt Satellitenkoordinaten bereitgestellt werden
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Verarbeitung von CONT02-Daten
CONT02: 16.-31.10.2002
8 Teleskope mit kontinuierlichen Beobachtungen
konsistente GPS- und VLBI-Vergleichs-lösungen vorhanden (Thaller, 2008)
Stationskoordinaten zweiwöchig
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
Stationskoordinaten zweiwöchig
Troposphäre Zenitverzögerungen 1 h, Gradienten 24 h
Erdrotationsparameter 1 h
Nutation zweiwöchig
Stationsuhr 6 h
Thaller D (2008) Inter-technique combination based on homogeneous normal equation systems including station coordinates, Earth orientation and troposphere parameters
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Besonderheiten bei der Prozessierung
• Stationsuhren vereinfacht als stückweise stetige Funktionen modelliert (vgl. OCCAM: quadratische Funktion + stückweise stetige Funktion mit starken Constraints)
• Verarbeitung der VLBI-Daten von 0 bis 24 Uhr UTC (CONT02-Sessionen von 18 bis 18 Uhr UTC)
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
• vereinfachte Behandlung von Ausreißern: Vernachlässigung derjenigen Beobachtungen mit einem Residuum > 3 cm (ca. 100 ps) in 1. Iteration
• a priori-Troposphärenkorrektur für die VLBI-Beobachtungen auf der Höhe der benachbarten GPS-Antenne
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Troposphärische Zenitverzögerung
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
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Troposphärische Zenitverzögerung
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
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Bias zwischen GPS und VLBI
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
Verbleibende systematische Fehler in der Troposphäre sind wohl nicht auf fehlerhafte Softwarepakete, sondern auf Defizite in der Modellierung (z.B. nicht modellierter Radomeinfluß) zurückzuführen.
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Troposphärische Gradienten
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
unterschiedliche Modellierung:OCCAM → stückweise konstantBernese → stückweise stetig
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Stündliche Erdrotationsparameter
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
• Differenzen (OCCAM-Bernese) kaum kleiner als die Originalsignale
• vermutlich Auswirkung der vereinfachten Uhrmodellierung
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Tägliche Erdrotationsparameter
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Stationsuhren
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NYAL-ALGO
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Stationsuhren
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
WTZR-ALGO
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Stationsuhren
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
WTZR-ALGO
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Zusammenfassung
• Bernese GPS Software entwickelt sich zu einer Multi-
Technique Software (GNSS, SLR, VLBI, DORIS, Schwerefeld etc.)
• Trotz vereinfachter Modellierung bereits zufriedenstellende Übereinstimmung mit OCCAM- und GPS-Vergleichslösungen
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
• Systematische Differenzen in der troposphärischen Refraktion zwischen GPS und VLBI (Thaller, 2008) dürften auf Modellierungsdefizite zurückzuführen sein
• Vereinfachte Modellierung (insbesondere der Stationsuhren) nicht ausreichend für Schätzung subtäglicher ERP
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Ausblick
• Verschmelzung mit einer aktuellen Bernese-Version
• verbesserte Modellierung: Stationsuhren, Teleskop-deformationen, Mapping Functions, ...
• verbesserte Automatisierung
• zusätzliche unbekannte Parameter: Quasarkoordinaten,
FGS Workshop 2008, 16.-18. Juli, Bad Kötzting
• zusätzliche unbekannte Parameter: Quasarkoordinaten, Achsenoffsets
• Kombination von VLBI und GNSS auf Beobachtungsebene
• Database Format (originäre Beobachtungen) statt NGS
Card Format ?
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Dankefür Ihre
Aufmerksamkeit