Atmosphären-Modell für GNSS-Reflektometrie (AMGr)
Präzise Altimetrie mit GNSS benötigt ein Modell zur Signalausbreitung in der Erdatmosphäre (Semmling et al., 2016). Zum gegenwärtigen Zeitpunkt existiert eine Vielzahl von Modellen. Typischerweise basieren diese Modelle auf einfachen Annahmen, z.B. die Annahme einer sphärisch symmetrischen Atmosphäre. Die Fehler dieser Modelle sind schwer zu quantifizieren.
Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines hochgenauen Modells. Dieses Modell wird für boden- und satellitengestützte Geometrien verwendet werden können. Das Modell wird dreidimensionale Refraktivitätsfelder verwenden. Die Druck-, Temperatur- und Feuchtefelder stammen von der Reanalyse ERA5. Das Elektronendichtefeld stammt von einem klimatologischen Modell der International Reference Ionosphere (IRI), und das Erdmagnetfeld basiert auf dem International Geomagnetic Reference Field (IGRF). Für die Berechnung der Signalausbreitung wird der schnelle und akkurate Algorithmus von Zus et al., 2017 adaptiert werden. Zusätzlich soll eine parametrisierte Version zum praktischen Nutzen entwickelt werden.
Diese Modellentwicklung soll auch bei der GNSS-R CubeSat mission PRETTY (passive reflectometry and dosimetry) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eingesetzt werden. Das Hauptziel der Mission ist die Bestimmung der Meeresspiegelhöhe. Die PRETTY Mission arbeitet mit Einfrequenzmessungen (L5) weshalb model-basierte Korrekturen notwendig sind.
Literatur
Semmling, A. M., Leister, V., Saynisch, J., Zus, F., Heise, S., & Wickert, J. (2016). A phase‐altimetric simulator: Studying the sensitivity of Earth‐reflected GNSS signals to ocean topography. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 54( 11), 6791– 6802.
Zus, F., Z. Deng, S. Heise, and J. Wickert (2017): Ionospheric mapping functions based on electron density fields, GPS Solut., 21, 873–885, doi:10.1007/s10291-016-0574-5.
Dielacher, A.; Fragner, H.; Koudelka, O. (2022): PRETTY—Passive GNSS-Reflectometry for CubeSats. Elektrotech. Inftech. 139, 25–32.
