Verfeinerung des Gravitationsfeldes durch Radialbasisfunktionen aus In-situ-Satellitendaten

Die Dissertation von Annette Eicker behandelt die Verfeinerung des Gravitationsfeldes durch radiale Basisfunktionen aus In-situ-Satellitendaten. Der Fokus liegt auf der Entwicklung eines integrierten Ansatzes zur regionalen Verfeinerung globaler Gravitationsergebnisse. Die Arbeit nutzt die Beobachtungen der Satellitenmissionen CHAMP, GRACE und GOCE, um regionale Gravitationsfeldlösungen zu berechnen. Diese Satellitenmissionen bieten die Möglichkeit, Daten aus kurzen Bahnbögen zu analysieren, was die Berechnung regionaler Modelle ermöglicht. Die Dissertation hebt die Bedeutung der Anpassung der Analyseverfahren an den In-situ Charakter der Daten hervor. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind von großer Bedeutung für die Geodäsie und die Anwendung in der Erdbeobachtung.

Die Methodik umfasst die Entwicklung spezifisch angepasster ortslokalisierender Basisfunktionen. Diese Funktionen werden aus der Kovarianzfunktion des Gravitationspotentials abgeleitet, um das Frequenzverhalten des Gravitationsfeldes zu reflektieren. Die Basisfunktionen müssen an den Knotenpunkten eines sphärischen Gitters angeordnet werden. Die Dissertation beschreibt die Herausforderungen bei der Auswahl einer geeigneten Punktverteilung für diese Knotenpunkte. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Fortsetzungsprozess nach unten, der eine regional angepasste Regularisierung erfordert. Diese Regularisierung ermöglicht es, unterschiedliche Regularisierungsmatrizen für geografische Gebiete mit variierendem Signalinhalt zu verwenden. Die individuell angepassten Regularisierungsparameter sind entscheidend, um zusätzliche Informationen aus den Datensätzen zu extrahieren.

Die Dissertation präsentiert die Ergebnisse der Anwendung des entwickelten Ansatzes auf reale Daten von CHAMP und GRACE sowie auf ein Simulationsszenario, das auf einer Kombination von GRACE und GOCE Beobachtungen basiert. Die Leistungsfähigkeit des Ansatzes wird durch die erfolgreiche Berechnung der sphärischen harmonischen Koeffizienten mittels der Gauss-Legendre-Quadratur verdeutlicht. Diese Ergebnisse sind nicht nur für die wissenschaftliche Gemeinschaft von Bedeutung, sondern haben auch praktische Anwendungen in der Geodäsie und der Erdbeobachtung. Die Fähigkeit, regionale Lösungen mit globaler Abdeckung zu kombinieren, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Modellierung des Gravitationsfeldes dar und eröffnet neue Möglichkeiten für zukünftige Forschungsprojekte.