GPS Precise Point Positioning as a Method to Evaluate Global TanDEM-X Digital Elevation Model

Kurzfassung

Die TanDEM-X Mission des DLR wird ein globales digitales Höhenmodell mittels SAR Interferometrie erstellen. Die zwei Radarsatelliten (TerraSAR-X und Tandem-X) werden die Erde mit einer Auflösung und Genauigkeit abbilden, die in früheren Missionen noch nie möglich war: ein absoluter Höhenfehler von 10 m und ein relativer Höhenfehler von 2 m sollen für 90 % der Daten erreicht werden. Eine Möglichkeit zur Genauigkeitsevaluierung ist die Nutzung von GPS Messungen. Um möglichst viele Evaluierungen durchführen zu können, werden weltweit verteilte kinematische Messungen genutzt. Um die notwendige Genauigkeit von 0,5 m zu erreichen, sind Phasendaten auszuwerten, da reine Codedaten diese Genauigkeit nicht erwarten lassen. Da die Daten weltweit erhoben werden müssen, ist die Erfassung einfach und wirtschaftlich zu gestalten. Aus diesem Grund haben erste Studien die Methode „Precise Point Positioning“ (PPP) empfohlen, da diese weder eine lokale Referenzstation noch ein regionales Referenzstationsnetz benötigt. Die so erhaltenen Lösungen sind unabhängig von diesen Referenzstationen. Wie im nachfolgenden Paper erklärt werden wird, sind präzise GPS Bahnen und Uhren notwendig, um die geforderte Genauigkeit erreichen zu können. Diese werden zum Beispiel vom International GNSS Service (IGS) zur Verfügung gestellt. Die ersten Untersuchungen waren auf die Umgebung von München in Deutschland konzentriert. Sie wurden vom Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des DLR initiiert. Die FIG Commission 5 hat die Suche nach weltweiten Partnern unterstützt. Die Auswertung der Fahrten wurde mit der Software GIPSY 5.0 des Jet Propulsion Laboratory (JPL), USA durchgeführt. Zum Vergleich wurde eine zweite PPP Lösung generiert. Hierfür wurde der Online Service des Natural Resources of Canada (CSRS-PPP) herangezogen. Beide Lösungen wurden zu einer endgültigen Gesamtlösung zusammengefasst. Die Messbedingungen waren und sind sehr schwierig, da die Daten mit Geschwindigkeiten bis zu 120 km/h erfasst wurden und vielen Abschattungen durch Bäume, Gebäude und Brücken auftreten. Erste Auswertungen werden in diesem Beitrag für Europa präsentiert. Diese PPP Ergebnisse umfassen eine Fahrt von München (Deutschland) nach Sao Marthinho (Portugal) und zurück. Die mittlere Standardabweichung hat sich bei einer Verfügbarkeitsrate von 59 % zu 0,48 m ergeben. Die Anforderungen können hiermit als erfüllt gelten. Die Erfassungsfahrten werden weltweit ausgedehnt werden. Bisher sind weitere Fahrten in Europa und Südamerika bereits durchgeführt. Für Afrika, die Ukraine, Nord Amerika und Australien sind Fahrten geplant.