Die Gravity Recovery and Climate Experiment Nachfolgemission GRACE Follow-On (GRACE-FO) wurde am 22. Mai 2018 erfolgreich gestartet, und soll die Ziele und Datensätze der vormaligen GRACE Mission (2002-2017) fortsetzen.

Die GRACE-C-Mission ist ein gemeinsames NASA-DLR Projekt, das die Zeitreihen der von den GRACE- und GRACE-FO-Missionen beobachteten Massenänderungen fortsetzen soll, wiederum mit maßgeblicher Beteiligung des GFZ.

Die Forschergruppe NEROGRAV konzentriert sich auf die Verbesserung und das bessere Verständnis von Sensordaten, Hintergrundmodellen und Verarbeitungsstrategien der Satellitengravimetrie, um die Auflösung, Genauigkeit und langfristige Konsistenz von Massentransportzeitreihen zu erhöhen.

Zwischen 2002 und 2017 lieferte die US/Deutsche GRACE Satellitenmission monatliche Zeitreihen von Schwerefeldmodellen, die den Massentransport im System Erde beschreiben. Diese Modelle werden von einer breiten Wissenschaftsgemeinschaft benutzt, um saisonale und sub-saisonale Variationen im kontinentalen hydrologischen Zyklus, Eismassenverluste in der Antarktis oder in Grönland oder Oberflächen- und Tiefenströmungen in den Ozeanen zu beobachten und zu analysieren. Seit 2018 wird diese Zeitreihe durch die GRACE Follow-on (GRACE-FO) Mission verlängert und umfasst nun mittlerweile mehr als 20 Jahre. GRACE-FO wurde gemeinsam in NASA/GFZ Partnerschaft realisiert und nun betrieben.

Im Projekt G-MONARCH (2023-2026) wird untersucht, inwieweit gravimetrische Verfahren zu einem verbesserten Verständnis und zur Quantifizierung hydrologischer Prozesse und Speicherungen in hochalpinen Einzugsgebieten beitragen können.

Das Projekt GENESIS-D, finanziert von der DLR Raumfahrtagentur, bereitet die deutsche Wissenschaft darauf vor, die Daten einer zukünftigen „Space Tie“ Satellitenmission der ESA auszuwerten.

Das „Internationale Zentrum für globale Erdmodelle“ (ICGEM) stellt der internationalen Nutzergemeinschaft globale Erdschwerefeldmodelle und damit zusammenhängende Datenprodukte zur Verfügung. Das Ziel des SAMDAT-Projektes ist Erweiterung und Modernisierung des ICGEM-Dienstes einschließlich der bestehenden Datenbank und der integrierten Berechnungs- und Visualisierungsdienste.

Das Issyk Kul Observatorium in Kirgisistan dient der Überwachung der Qualität von Satellitenradaraltimetrie um die Meeresspiegeländerungen genau erfassen zu können.

Unsere Messstationen sind ein zentrales Element der Beobachtung von Prozessen im System Erde. Die Stationen sind weltweit im Einsatz, egal ob am Äquator oder in 4000m Höhe.

Zentralasien ist ein Hotspot des Klimawandels und ist geprägt von einer zunehmenden Wasserknappheit. Hier forschen wir zu verschiedenen Aspekten dieser Prozesse.

Das Projekt Hydrometeorologisches Netzwerk entwickelt, baut und betreibt ein Netzwerk von Überwachungsstationen für die Erfassung von meteorologischen, hydrometeorologischen und klimatischen Veränderungen in Zentralasien.

In unserer Sektion werden routinemäßig hochpräzise Bahnen für die Sentinel-Satelliten des Copernicus -Erdbeobachtungsprogramms der Europäischen Kommission und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) berechnet.

In unserer Sektion wird die hochpräzise Basislinienbestimmung zwischen den beiden Radarsatelliten TanDEM-X und TerraSAR-X im Auftrag des DLR durchgeführt. Diese Satelliten fliegen in enger Formation und ermöglichen die dreidimensionale Kartierung der Erdoberfläche mit bisher unerreichter Genauigkeit.

Das GFZ betreibt die „Tracking, Occultation and Ranging“ (TOR) Nutzlast an Bord der deutschen Radar-Satellitenmissionen TerraSAR-X und TanDEM-X im Rahmen eines Abkommens mit dem DLR.

Das Projekt „Präzise optische Zeitübertragung über große Entfernungen von Boden zu Boden über eine Satellitenverbindung“ ist Teil der DFG-Forschergruppe 5456 “Uhrenmetrologie: Zeit als neue Variable in der Geodäsie“. Ziel der Forschergruppe ist es, die „Zeitkohärenz“ als eine neue Variable für geodätische Messverfahren einzuführen, um den Internationalen Terrestrischen Referenzrahmen im Millimeterbereich genau definieren zu können, wie es das Globale Geodätische Beobachtungssystem (GGOS) verlangt.

Am GFZ werden hochpräzise Satellitenbahnen für GPS-Satelliten und Low Earth Orbiting (LEO) Satelliten berechnet. Diese Bahnen sind essenziell für die Verarbeitung von GPS-Radiookkultationsdaten und deren Nutzung in der operationellen Wettervorhersage oder zum besseren Verständnis der Ionosphäre.

Das Projekt „ADS - Harmonisierte Radar-Altimeterdaten“, sammelt und vereinheitlicht satellitengestützte Radar-Altimeterdaten der letzten 40 Jahre. Diese konsistenten Wasserstandsdaten bilden die Grundlage für die Beantwortung vielfältiger Fragestellungen vom Ozean über die Küsten bis zu Binnengewässern.

Das Projekt „COLSATI - Dynamik des Wasserstands an der Küste, beobachtet mit Satellitenaltimetrie und Gezeitenpegeln“, nutzt GNSS referenzierte Pegeldaten von der Nordseeküste, um die Genauigkeit und Stabilität aktueller Radarmission zu bestimmen. Dabei sollen die Trendabschätzungen konsolidiert und die Dynamik des küstennahen Wasserstands untersucht werden.

Die Überflutungen von Jakarta werden immer wieder als Beispiel für die Folgen des Meeresspiegelanstiegs genannt. Wir beschäftigen uns dazu mit den Meeresspiegeländerungen und der Subsidenz in Südostasien.

Das Projekt „Ready for SWOT – Nutzung am GFZ“ legt die Grundlagen zur Nutzung der Daten der innovativen Surface Water and Ocean Topography (SWOT) Mission. Es erkundet die Möglichkeiten, die sich durch SWOT für die Untersuchung von Küstengebieten und Binnengewässern in Zentralasien ergeben.

Das GRAV4GEO-Projekt zielt darauf ab, die räumliche Auflösung der derzeit verfügbaren globalen Schwerefeldmodelle über ihre bisherigen Grenzen hinaus zu erweitern. Dazu wird eine Vorwärts-Modellierungstechnik verwendet, die hochauflösende digitale Höhen- und Bathymetrie-Modelle zusammen mit einem verbesserten Dichtemodell verwendet.

Das Projekt untersucht den Nutzen zukünftiger globaler Satellitennavigationssysteme (NextGNSS), die eine Weiterentwicklung der derzeitigen GPS-, GLONASS-, Galileo- oder Beidou-Konstellationen sein werden, um verschiedene wichtige geodätische Ziele besser erreichen zu können.

Laser-Retroreflektoren wurden bzw. werden am GFZ für verschiedene niedrigfliegende Satelliten gefertigt, um mittels Satellite Laser Ranging eine zu GNSS unabhängige und unterstützende Technik zur Bahnbestimmung zu realisieren.

Im Projekt MCGS werden besonders kostengünstige, kompakte, stromsparende, GNSS-basierte Messsysteme für geowissenschaftliche und ingenieurstechnische Anwendungen entwickelt.

Ny-Ålesund ist ein Forschungsstandort auf Spitzbergen. Das Ausstrahlen von Radiowellen wird hier allgemein, zum Schutz der vielen empfindlichen Messeinrichtungen vor Ort, auf das Nötigste beschränkt und ist im Frequenzbereich 2-32 GHz sogar behördlich verboten. Im Projekt RSM-NYA werden die wichtigsten lokal genutzten Frequenzbereiche beobachtet und über ein Web-basiertes Datenportal dargestellt.

Die globalen Satellitennavigationssysteme der Zukunft werden aktuelle Entwicklungen im Bereich optischer Uhren und optischer Datenkommunikation, Fortschritte in der Atominterferometrie und neue Konzepte für den autonomen Satellitenbetrieb berücksichtigen. Das Projekt ADVANTAGE setzt sich Konzeption und Entwicklung innovativer Architekturen für zukünftige Navigationssysteme mit vielfältigen gesellschaftlichen, industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen zum Ziel.

Das Projekt „Hochfrequente Altimeterdaten des Meeresspiegels für die Validierung von GRACE Ozean-dealiasing Produkten“ nutzt tägliche Altimeterdaten, um GRACE AOD-1B Produkte zu validieren.

Die Projektziele von EGSIEM sind a) die bestmöglichen zeitvariablen Schwerefeld- bzw. Massentransportprodukte zur Anwendung in den Erd- und Umweltwissenschaften zu entwickeln, b) den Zeitraum bis zur Bereitstellung dieser Produkte deutlich zu verringern und die zeitliche Auflösung gleichzeitig zu erhöhen, und c) Schwerefeld-basierte Indikatoren zur Beschreibung von hydrologischen Extremereignissen zu entwickeln und deren Nutzen für die Vorhersage von Hochwasserereignissen und Dürren zu demonstrieren.

GFZ/Sektion 1.2 ist Partner im EU-Projekt FAMOS (Finalising Surveys for the Baltic Motorways of the Sea). FAMOS umfasst alle Aspekte der hydrografischen Vermessung der Ostsee entsprechend den Empfehlungen der Baltic Sea Hydrographic Commission (HSHC) und der Baltic Marine Environment Protection Commission (Helsinki Commission – HELCOM).

GFZ-1 war der erste Satellit des GFZ und wurde für den Bereich der Satellitengeodäsie konzipiert, ausgerüstet mit Laserreflektoren. Der kugelförmige Satellit konnte mit hoher Genauigkeit die Variationen in der Rotationscharakteristik der Erde untersuchen und das Erdgravitationsfeld vermessen.

GGOS-SIM ist ein gemeinsames Projekt mit der Technischen Universität Berlin (TUB), das ein Werkzeug schaffen will zur Abschätzung und Verbesserung der Qualität des internationalen terrestrischen Referenzrahmens (International Terrestrial Reference Frame, ITRF). Dazu werden alle modernen raumgeodätischen Techniken, nämlich DORIS, GNSS, SLR und VLBI, simuliert und der Einfluss neuer Stationen, Kolokationen, lokaler Differenzvektoren zwischen den Techniken und technischer Fortschritte untersucht.

Mit der zunehmenden Erwärmung ziehen sich die Gletscher weiter zurück. Oft hinterlassen sie Seen, die plötzlich ausbrechen können. Die darin gespeicherten Wassermassen stellen einer große Gefahr für die Bevölkerung unterhalb dieser Seen dar.

GNSS-Empfänger erlauben es heute, Höhen hochgenau in Echtzeit zu bestimmen. In verschiedene Projekten haben wir diese Technologie auf Bojen installiert. Damit schaffen wir die Möglichkeit, Tsunamis auf dem Ozean zu detektieren oder Informationen über den Wasserstand in Flüssen zu gewinnen.

Pegel an den Küsten liefern seit über 100 Jahren verlässliche Informationen über das Auf und Ab des Meeresspiegels. Diese Zeitreihen ermöglichen es uns, langfristige Änderungen des Meeresspiegels zu beobachten, in den letzten Jahrzehnten aber auch für die Detektion von Tsunamis.

Der Forschungssatellit GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) ist die erste Mission des Forschungsprogramms “Living Planet” der Europäischen Raumfahrtagentur ESA. Diese Satellitenmission vermisste das Schwerefeld der Erde im globalen Maßstab in einer räumlichen Auflösung von ca. 100 km. Das ist beträchtlich präziser als alle bisherigen Schwerefeld-Satellitenmissionen.

GRACE ist ein gemeinsames Projekt zwischen der US Raumfahrtbehörde (NASA) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Die Mission wurde 1996 von der Universität von Texas in Austin, Zentrum für Weltraumforschung (UTCSR), dem Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) und den Jet Propulsion Laboratories in Pasadena geplant.

Das Projekt „Einfluss der Bahnmodellierung auf den Meeresspiegel“ untersucht, welche Bahnmodelle die konsistentesten Wasserstandsdaten liefern und quantifiziert Unterschiede auf saisonalen bis dekadischen Zeitskalen.

China und seine Küsten erleben sowohl einen raschen Meeresspiegelanstieg und zusätzlich Subsidenz der großen Städte an den Küsten. Beide Effekte zusammen bilden eine Gefahr für die Küstenbevölkerung.

Der Lense-Thirring-Effekt kann aus den Knotendriften z.B. der LAGEOS-Satelliten mit Hilfe der GRACE-Schwerefeldmodelle bestimmt werden.

Im Rahmen des Projektes GITEWS wurde am GFZ ein automatisch arbeitendes System zur Verarbeitung von GNSS-Daten für das Indonesische Tsunami Frühwarnzentrum INATEWS in Jakarta, Indonesien entwickelt.

Im Rahmen des GITEWS-Projektes wurde am GFZ ein automatisch arbeitendes System zur Bestimmung von Bodenbewegungen bzw. ko-seismischer Deformationen entwickelt. Dieses unterstützt eine schnelle Beantwortung der in der Tsunami-Frühwarnung wichtigen Frage, ob ein Erdbeben einen Tsunami ausgelöst hat.

Im Rahmen des Projektes GITEWS wurden am GFZ GNSS-Referenzstationen für Anwendungen im Bereich von Frühwarnsystemen entwickelt. 10 dieser Stationen wurden in Indonesien installiert und in das indonesische INATEWS Tsunami Frühwarnsystem integriert.

Graphische Benutzerschnittstellen für GNSS-basierte Technologien sind die sichtbaren Teile von Programmen, die es Benutzern ermöglichen, GNSS-Geräte und Systeme zur Verarbeitung von GNSS-Daten zu bedienen. Für spezielle Überwachungsaufgaben (z.B. in der Frühwarnung), wurden am GFZ entsprechende, maßgeschneiderte graphische Benutzerschnittstellen erschaffen.