Stochastische Modellierung bei der Bestimmung der Ausrichtung der GRACE-FO Satelliten im Zuge der ITSG-Schwerefeldbestimmung
Die GRACE/GRACE-FO Mission erfasst seit mehr als zwei Jahrzehnten die monatlichen Schwankungen des Erdschwerefelds. Eine Fehlerquelle bei der Schwerefeldbestimmung ist die Ungenauigkeit der Ausrichtung der Satelliten entlang ihrer Umlaufbahn. Die Fehler bei der Bestimmung dieser Ausrichtung pflanzen sich über die Korrekturen der Antennenzentren auf die Entfernungsmessung zwischen den beiden Satelliten fort.
Im Vergleich zu GRACE verfügt GRACE-FO über eine dritte, zusätzliche Sternkamera. In Kombination mit den Gyroskopen führt dies in der Regel dazu, dass die Fehler bei der Lagebestimmung der Satelliten vernachlässigbar klein bleiben. Seit sich GRACE-FO jedoch in einem Modus zur Verlängerung der Missionsdauer befindet, welcher größere Abweichungen bei der Ausrichtung der beiden Satelliten zueinander erlaubt, spielen diese fortgepflanzten Fehler jedoch wieder eine größere Rolle.
Im Zuge dieser Arbeit werden vollbesetzte Kovarianzmatrizen für die Korrekturen der Antennenzentren in das stochastische Modell der Schwerefeldbestimmung miteinbezogen. Hierbei wird die entsprechende Level-1A-Datenprozessierung einschließlich der Sensorfusion der Sternkamera- und Gyroskopdaten sowie der Schätzung der Varianzkomponenten intern durchgeführt. Das stochastische Modell wird dahingehend erweitert, dass räumliche Abhängigkeiten am Sternenhimmel sowie zeitliche Korrelationen berücksichtigt werden. Der Einfluss auf die Residuen und die Qualität des monatlichen Schwerefeldes wird im Zuge der Bestimmung der ITSG-Schwerefeldlösung am Institut für Geodäsie der Technischen Universität Graz analysiert.