FWF - GARFIELD - Geoid für Österreich - Verbessertes regionales Schwerefeld

Im Zuge dieses Projekt soll eine neue hochwertige Schwerefeldlösung für Österreich erstellt werden, die die Unstimmigkeiten von bisherigen Geoidlösungen mit Geoidhöhen abgeleitet aus GPS/Nivellement Messungen vermeidet. Dabei sollen die Beobachtungen von Satellitenschwerefeldmissionen und die Daten aller verfügbaren terrestrischen Schwere-messungen in Österreich und Nachbarstaaten optimal miteinander kombiniert werden. Zu diesem Zweck wird die Remove-Compute-Restore Technik adaptiert, um die doppelte Berücksichtigung der topographisch-isostatischen Massen bei der Reduktion von lang- und kurzwelligen Signalanteilen zu vermeiden. Zusätzlich werden in diesem Projekt atmosphärische Masseneffekte auf die Schwerebeobachtungen berücksichtigt. Die Methode der Kollokation nach kleinsten Quadraten dient als Referenzverfahren für die Berechnung der Schwerefeldgrößen. Hierbei werden Verbesserungen bei der Wahl einer geeigneten allgemeingültigen Kovarianzfunktion und bei der optimalen Gewichtung der unterschiedlichen Datentypen angestrebt. Außerdem sind weiterführende Entwicklungen notwendig, die die Integration der nun verfügbaren vollen Kovarianzinformation der letzten globalen Schwerefeldmodelle in den Kollokationsprozess ermöglichen. Die neuartige Beobachtungsgröße der Schweregradienten, gemessen durch die GOCE Satellitenmission, liefert Informationen speziell im mittleren Wellenlängenbereich des Schweresignals, in dem es zu einer spektralen Überlappung zwischen globalen Satellitendaten und lokalen terrestrischen Daten kommt. Für eine optimale regionale Schwerefeldlösung bietet es sich daher an, diese GOCE Gradienten als direkte Beobachtungen zu nutzen und mit terrestrischen Daten zu kombinieren. Allerdings müssen für die praktische Anwendbarkeit der Gradienten als in-situ Beobachtungen einige Aspekte in Bezug auf Methodik und Lösungsstrategien im Rahmen dieses Projekts ausgearbeitet werden. Alternativ zum Kollokationsansatz wird ein Gauss-Markov Modell implementiert, wobei die Schwerefeldgrößen als Radiale Basisfunktionen parametrisiert werden. Die optimale Gewichtung der verschiedenen Datentypen erfolgt über das Verfahren der Varianzkomponentenschätzung. Über diesen Ansatz ist es möglich, alle vorhandenen Beobachtungen in die Berechnungen einfließen zu lassen. Eine Ausdünnung der vorhandenen Daten, wie es bei der Kollokation durch konzeptuelle Einschränkungen notwendig ist, kann somit entfallen und der Informationsgehalt, der in die neue Schwerefeldlösung einfließt, deutlich gesteigert werden. Die Verifizierung der Resultate erfolgt mittels Kreuzvalidierungsmethoden und über Vergleiche mit unabhängigen GPS/Nivellement Beobachtungen.