GRACE Monatslösungen

Die monatlichen Schwerefeldlösungen in Form von normierten kugelförmigen harmonischen Koeffizienten bis Grad und Ordnung n = 80 werden am IfE berechnet und hier bereitgestellt. Die Lösungen werden mit der Software GRACE-SIGMA erstellt, die am Institut für Erdmessung der Leibniz Universität Hannover entwickelt wurde.

Das GRACE-SIGMA ist ein vollständig MATLAB-basiertes Programm und schätzt die Bahn- und Schwerefeldparameter mit der direkten Methode oder dem klassischen Variationsansatz. Weitere Details zur Prozesskette finden Sie in unserer Präsentation auf der EGU 2018.

Die LUH-GRACE-Lösungen sind uneingeschränkte monatliche Schwerefeldmodelle und basieren auf der Analyse der K-Band-Entfernugsraten-Beobachtungen an Bord von GRACE und erstrecken sich über den Zeitraum von Januar 2003 bis Dezember 2009 (Das Lösungsset wird in Kürze für die gesamte GRACE-Missionszeit aktualisiert). Die Modelle werden einzeln validiert und verglichen und zeigen volle Übereinstimmung mit den Lösungen der drei offiziellen Zentren CSR, JPL und GFZ. 

Die monatlichen LUH-GRACE2018-Schwerefeldlösungen wurden mit Hilfe des Variationsgleichungs-Ansatzes berechnet. Dabei baut die Berechnung auf den folgenden zwei Schritten auf:

1. In einem ersten Schritt werden die initialen Zustandsvektoren sowie Akzelerometer-Bias-Parameter bestimmt. Pro 3-Stunden-Bahnbogen eines Satelliten werden 9 Parameter bestimmt. Hier dienen reduziert-dynamische GNV1B-Orbits als Beobachtungen. Die iterative Ausgleichung konvergiert in der Regel nach zwei bis drei Iterationen.
2. In dem zweiten Schritt kommen die Schwerefeldparameter bis zum Grad und Ordnung 80 als weitere unbekannten Größen hinzu. Insgesamt wird hier das Schwerefeld durch 6557 normalisierte sphärisch-harmonische Koeffizienten modelliert. Zudem werden pro Bahnbogen und Satellitenpaar 8 geometrisch-empirische KBRR-Parameter gelöst. In diesem Schritt werden KBRR-Messungen und reduziert-dynamische Positionen mit einer relativen Gewichtung von 1×10¹⁰ kombiniert. Dabei wird für die Bestimmung der Schwerefeldkoeffizienten keine Regularisierung angewandt.

Die LUH-GRACE2018-Lösungen stimmen gut mit den Lösungen anderer Analysezentren überein (siehe Abbildung). Für die dynamische Satellitenbahnmodellierung wurden folgende Kräftemodelle verwendet: