Das ENSO-Phänomen

Satellitengeodäsie

Eine zu den geodätischen Raumverfahren gehörende, relativ neue und bedeutende Methode der Geodäsie zur genauen Bestimmung des Geoids durch Zeit-, Winkel-, Entfernungs- und Schweremessungen an jedem Ort der Erde.

Die Satellitengeodäsie spielt heute eine wichtige Rolle in der Erdsystem- und Klimaforschung, denn sie besitzt einige Vorteile: Der geodätische Blick aus dem All ist global und zeigt das Gesamtsystem Erde übergreifend und im Zusammenhang. Gleichzeitig können die Satelliten trotzdem verschiedene Komponenten quantitativ erfassen. Vor allem zwei Methoden sind dabei heute im Einsatz: die Satellitengravimetrie, die Schwerefeld-Messung von Orbit aus, und die Satellitenaltimetrie, die die Oberflächenform von Wasser, Eis oder Land mittels Radar abtastet.

Von festen Bodenstationen oder mit mobilen Funkempfängern werden Richtungen, Distanzen und Geschwindigkeiten der Satelliten gemessen, woraus man die Koordinaten der Stationen und/oder die genaue Satellitenbahn berechnen kann. Hierbei sind aber Bahnstörungen des Satelliten durch Luftreibung, Strahlungsdruck, elektromagnetische Kräfte und Gravitationskräfte durch Abplattung und unregelmäßige Massenverteilung im Erdinneren voneinander zu trennen. Um die nicht-gravitativen Kräfte zu minimieren, werden besonders schwere Satelliten eingesetzt.

Die Satellitengeodäsie entstand nach 1957, nach dem Start erster Satelliten und kann sowohl zur Vermessung der Erdoberfläche als auch zur Bestimmung von Parametern des Erdschwerefeldes eingesetzt werden. Bei den rein geometrischen Methoden der Satellitengeodäsie dient der Satellit als hochgelegener Ziel- bzw. Messpunkt in einer räumlichen geometrischen Konfiguration, und die Messungen von oder zu den Erdstationen müssen gleichzeitig erfolgen. Bei den halbdynamischen Methoden wird fehlende Gleichzeitigkeit durch ein Modell der Satellitenbahn überbrückt. Bei den dynamischen Methoden der Satellitengeodäsie wird die Satellitenbahn durch ein mathematisch-physikalisches Modell unter Berücksichtigung möglichst sämtlicher auf den Satelliten einwirkenden Kräfte als Raum-Zeit-Funktion beschrieben und dient als oberhalb der Erdoberfläche liegendes Bezugssystem. Mittels verschiedener Messanordnungen kann es der Koordinatenbestimmung (Ortsbestimmung) auf der Erdoberfläche oder beispielsweise auch der Messung von Höhenunterschieden zwischen der Satellitenbahn und der Meeresoberfläche dienen (Satellitenaltimetrie). Da die Satelliten wie Sensoren im Erdschwerefeld wirken, widerspiegeln ihre Bahnen dessen Parameter, so auch die Lage des Massenmittelpunktes der Erde. Die modernsten und leistungsfähigsten Ortungssysteme für Zwecke der Geodäsie und Navigation sind die aus Satellitenflotten bestehenden Systeme Global Positioning System, Galileo und GLONASS.