Berner Modell berechnet Flugbahnen von Satelliten genauer

01. Dezember 2021 09:14

Bern - Am Astronomischen Institut der Universität Bern ist ein neues Modell zur Berechnung zeitvariabler Schwerefelder der Erde entwickelt worden. Es erlaubt wesentlich genauere Bahnbestimmungen für niedrig fliegende Erdbeobachtungssatelliten.

Dem Astronomischen Institut der Universität Bern (AIUB) ist es gelungen, ein neues Berechnungsmodell für das Schwerefeld der Erde zu entwickeln. Es erlaubt substanziell präzisere Bahnbestimmungen für Erdbeobachtungssatelliten auf Flughöhen von weniger als 2000 Kilometern, sogenannte Low Earth Orbiters (LEOs). Es wird vierteljährlich aktualisiert und ermöglicht Vorhersagen für das folgende Quartal auf Basis der jeweils neuesten Messungen. Dafür haben die Berner Forschenden mit den Experten für Satellitennavigation der deutschen Firma PosiTim zusammengearbeitet.

Wie das AIUB in einer Mitteilung ausführt, hängt diese hochgenaue Bahnbestimmung für LEOs von der genauen Kenntnis des Erdschwerefelds und insbesondere seiner zeitlichen Veränderungen ab. Diese Veränderungen werden vom AIUB anhand monatlich abrufbarer Daten der bei der US-Weltraumagentur NASA angesiedelten weltweiten Schwerefeld-Mission GRACE-FO berechnet. Doch die Latenzzeit bis zur Verfügbarkeit der monatlichen Schwerefelder beträgt zwei bis drei Monate. Deshalb werde eher ein aus den Daten mehrerer Jahre abgeleitetes mittleres Schwerefeld benutzt. Doch dies erfordere enormen Aufwand und enthalte erhebliche Fehler in den Prognosen der Schwerefeld-Schwankungen und damit auch der Satellitenbahnen.

Mit dem neuen Modell kann den Angaben zufolge bei den hochgenauen Bahnbestimmungen für die Copernicus Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-2B und -3B ein Konsistenzgewinn zwischen aufeinanderfolgenden Bahnbögen um 30 bis 50 Prozent gegenüber dem derzeit üblichen Langzeitmodell erzielt werden. Die Klaffungen der GPS-Phasen-Messungen konnten um bis zu 20 Prozent reduziert werden.

Das neue Modell der Schwerefeldveränderungen ist beim Internationalen Zentrum für globale Erdmodelle im Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam frei zugänglich. mm

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