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Books and Book Editorships:

R. Heinkelmann:
"Bestimmung des atmosphärischen Wasserdampfes mittels VLBI als Beitrag zur Klimaforschung";
in series "Geowissenschaftliche Mitteilungen, Heft 82", series editor: H. Schuh; issued by: Studienrichtung Vermessung und Geoinformation, Technische Universität Wien; Geowissenschaftliche Mitteilungen, Wien, 2008, ISSN: 1811-8380, 212 pages.



English abstract:
Among the space geodetic techniques VLBI providcs long and homogeneous time scrics of observations, which date back to the late seventics covering almost 25 years . Since then meteorological surface data such as atmospheric pressure, relative humidity, and air temperature were simultaneously recorded at its globally distributed network stations. So far the refraction of geodetic radio signals by the troposphere were mostly considered a nuisance, for what geodetic parameters of interest have to be corrected during the analysis. However, the estimated tropospheric delays together with the surface meteorological data enable the derivation of water vapor within the free atmosphere surrounding the sites. Due to the pointing characteristics of VLBI antennae the technique is insensitive to multi-path effects, thus it is possible to include observations under very low elevation angles for the determination of tropospheric parameters. Processing those observations within the parameter estimation accomplishes a high degree of decorrelation between troposphere, clock, and vertical station groups of parameters and enhances the feasibility to obtain reliable troposphere gradients. In the course of the thesis the application and limits of VLBI for the determination of long and homogeneous time series of tropospheric water vapor arc investigated in terms of its possible role in climate research. Effects due to analysis options and models within the VLBI software package OCCAM are quantified in order to develop an optimal analysis configuration. Long time series of tropospheric signal delays are thereupon compared and combined with the time series of seven other Analysis Centers of the IVS. The IVS combined troposphere time series are compared with a combined IGS troposphere product and with theoretical delays derived by numerical integration through meteorological data of the ECMWF weather model.

German abstract:
Innerhalb der geodätischen Weltraumverfahren verfügt die VLBI (Very Long Baseline Interferometry) über lange und homogene Beobachtungsreihen, deren Anfänge in den späten siebziger Jahren teilweise über 25 Jahre zurückliegen. An den global verteilten VLBI-Stationen wurden seit den Anfängen parallel zu den geodätischen Messungen die meteorologischen Größen Luftdruck, relative Feuchte und Temperatur aufgezeichnet. Die Refraktionen der geodätischen Beobachtungssignale in der Troposphäre werden überwiegend als zu korrigierende Fehleranteile betrachtet und im Zuge der Analyse mit entsprechenden Modellen korrigiert, damit die primären geodätischen Zielparameter möglichst unverfälscht erhalten werden. Aus den in der Parameterschätzung bestimmten troposphärischen Laufzeitverzögerungen kann jedoch mit Hilfe der meteorologischen Zustandsgrößen der Wasserdampfgehalt der freien Atmosphäre in der Nähe der Beobachtungsstationen abgeleitet werden. Da im Vergleich zu den Satellitenpositionierungsverfahren bei VLBI wegen der Richtwirkung der Teleskope auch bei Beobachtung unter sehr kleinen Elevationswinkeln keine nennenswerten Mehrwegeffekte auftreten, können diese für die Bestimmung der Troposphärenparameter äußerst wertvollen Beobachtungen in die Auswertung miteinbezogen werden. Die Berücksichtigung dieser niedrigen Beobachtungen bringt eine hohe Dekorrelation der Parametergruppen der Troposphäre, der Uhren und der Stationshöhen mit sich und verbessert die Schätzung der Troposphärengradienten. Die vorliegende Arbeit untersucht die Möglichkeiten und Grenzen der VLBI lange Zeitreihen homogener troposphärischer Laufzeitverzögerungen für klimatische Studien bereitzustellen. Die in der VLBI-Auswertesoftware OCCAM vorhandenen Analyseoptionen und Modelle werden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Bestimmung überprüft, woraufhin eine optimale Analysekonfiguration vorgeschlagen werden kann. Die langen Zeitreihen werden mit den Zeitreihen anderer Analysezentren des IVS (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry) verglichen und kombiniert. Das kombinierte IVS-Troposphärenprodukt wird mit einem Troposphärenprodukt des IGS (International GNSS Service) und mit den aus dem numerischen Wettermodell des ECMWF (European Centre for Medium-range Weather Forecasts) abgeleiteten Laufzeitverzögerungen verglichen.


Electronic version of the publication:
http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_228888.pdf


Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.