Technische Universität Wien
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2015-07-29 [

Florian Aigner

 | Büro für Öffentlichkeitsarbeit ]

Die Erde vermessen mit Signalen aus dem Weltraum

Prof. Johannes Böhm erklärt in einem Video, warum man in der Geodäsie Satelliten und Quasare braucht.

Aus der Zeitdauer, die ein Satellitensignal braucht um zum Boden zu gelangen, lässt sich die Position auf der Erde bestimmen. Nach diesem Prinzip funktionieren Systeme wie GPS oder die europäische Variante Galileo. Über die Signal-Laufzeit zu mindestens vier Satelliten kann man die Empfängerposition mit einer Genauigkeit von etwa fünf bis zehn Metern berechnen.

Allerdings breiten sich die Satellitensignale nicht immer mit exakt derselben Geschwindigkeit aus. Während sie im Weltraum konstant mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, bremst sie die Atmosphäre ab. Ob der Weg der Signale gerade oder gekrümmt ist und wie lange die Reise dauert, hängt von Luftdruck,  Temperatur und Feuchtigkeit ab – und genau das schränkt die Genauigkeit der Positionsbestimmung ein.

Prof. Johannes Böhm und sein Team (Department für Geodäsie und Geoinformation) haben ein Modell für die Strahlen der Satellitensignale entwickelt. Die "Vienna Mapping Functions" von Prof. Johannes Böhm werden heute weltweit verwendet, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit von GPS-Signalen zu berechnen und somit die Präzision der Positionsbestimmung zu verbessern.

Aus numerischen Wettermodellen werden die nötigen Daten bezogen, um mit einer zeitlichen Auflösung von sechs Stunden den Zustand der Atmosphäre und seinen Einfluss auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale abzuschätzen. Die Koeffizienten, die man für diese Berechnung benötigt, werden auf der Webseite der TU Wien kostenlos zur Verfügung gestellt. Mit verfeinerten Auswertemethoden und diesen Koeffizienten erreicht man Genauigkeiten im Bereich von wenigen Millimetern.