Walchensee-Experiment

Messaufbau auf dem Fahrenberg, die Antennen für Reflektometrie sind auf einem Mast montiert und zum Walchensee in Richtung Süden ausgerichtet.

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© A. Helm (GFZ)

Der Fahrenberg mit einer Höhe von 1625 m ü. NN befindet sich in den bayerischen Voralpen (47,61° N; 11,32° O). In unmittelbarer Nähe liegt der Walchensee mit einer Wasserfläche von rund 16 km² und einem mittleren Seespiegel bei etwa 800 m ü. NN. Die Nähe von See und Berg bietet einen idealen Standort für experimentelle Reflektometriemessungen mit dem GORS Empfänger.

Vom 17.-19. Juli 2007 wurde am Fahrenberg (11.32°E, 47.61°N, 1625 m über NN) in den Bayrischen Voralpen, 50 km südlich von München, ein Reflektometrie-Experiment mit dem GORS (GNSS Occultation, Reflectometry and Scatterometry) Empfänger Prototyp [1] durchgeführt Dabei wurden Reflektionen vom Kochelsee und Walchensee aufgezeichnet, 1026 bzw. 824 m unterhalb des Fahrenbergs gelegen. Für den Versuch wurde eine konventionelle GPS-Patchantenne auf einem Stativ montiert und um 45° gegen den Zenith geneigt, um direkte und reflektierte Signale parallel empfangen zu können. Je nach prognostiziertem Reflektionsereignis wurde die Antenne entweder auf den Kochel- oder den Walchensee ausgerichtet. Während eines Reflektionsereignisses wurde das direkte Signal mit dem Master-Kanal verfolgt, während der Slave-Kanal das reflektierte Signal mit einer voreingestellten Verzögerung aufgezeichnet hat. Der Empfänger zeichnet die I und Q Vektoren für das L1-C/A und das L2C Signal mit einer Datenrate von 200 Hz auf. Damit ließ sich die Weglängendifferenz zwischen direktem und reflektiertem Signal für beide GPS-Trägerfrequenzen berechnen. Aus der Weglängenänderung konnte dann die altimetrische Höhe der reflektierenden Seeoberfläche mit Zentimetergenauigkeit berechnet werden. Daneben konnten für den Walchensee auch Waveforms bestimmt werden die sehr gut mit modellierten Waveforms übereinstimmen [2].

Referenzen:

[1] Helm, A. et al. „GORS - A GNSS Occultation, Reflectometry and Scatterometry Space Receiver“ ION GNSS 2007, pp. 2011-2021, 2007.

[2] Helm, A.: Ground-based GPS altimetry with the L1 OpenGPS receiver using carrier phase-delay observations of reflected GPS signals, GFZ German Research Centre for Geosciences, Scientific Technical Report, vol. 8, No. 10, PhD Thesis, 2008.