Heft 2/2007

Kurzfassung
Für Positionierungs- und Zeitübertragungsaufgaben mittels GNSS benötigt der Nutzer Informationen über die Satellitenbahndaten und -uhren. Die Analysis Centers (ACs) des IGS (International GNSS Service) stellen die Bahnkoordinaten sowie die Abweichungen der GPS und GLONASS Satellitenuhren zu GPST (GPS-Time) im sp3Format zur Verfügung. Diese Dateien sind jeweils am folgenden Tag über einen freien ftp-Server erhältlich. Die Bahnund Uhrinformationen sind das Ergebnis einer Parameterschätzung (vermittelnder Ausgleich nach der Methode der kleinsten Quadrate) auf Basis der Beobachtungsdaten des IGS-Stationsnetzes. Für Echtzeit-oder beinahe Echtzeit-Anwendungen ist es notwendig, die Satellitenbahnen und -uhren für einen begrenzten Zeitraum vorauszurechnen. An der TU-Wien wurde das Programm GNSS-VC (GNSS-Vienna Clocks) entwickelt, welches seit Oktober 2006 mittels eines eigenen Prädiktionsmodells Satellitenuhrkorrekturdaten über einen Zeitraum von 12 Stunden prädiziert. Modellparameter sind die Koeffizienten eines quadratischen Polynoms sowie die Amplitude und die Phasenverschiebung einer zusätzlichen Sinusschwingung mit der Periodendauer eines Satellitenumlaufs. Als Eingangsgrößen dienen die Ultra-Rapid Produkte des IGS, welche dem Nutzer mit einer Verzögerung von ca. 3 Stunden auf der Homepage des IGS [11] zur Verfügung stehen. Die mittels GNSS-VC prädizierten Uhrkorrekturen unterliegen deshalb ebenfalls einer entsprechenden Verspätung. Um die Uhrkorrekturdaten auch in quasi-Echtzeit, also ohne die oben beschriebene Verzögerung, vorhersagen zu können, wurde im Anschluss ein Prädiktionsalgorithmus auf Basis eines KF (Kalman-Filters) entwickelt. Dies ist insofern wichtig, als prädizierte Uhrkorrekturen mit fortschreitender Zeit deutlich an Genauigkeit verlieren. Nach der Bestimmung von Startwerten für die Modellparameter (Koeffizienten eines quadratischen Polynoms) werden diese mit Hilfe des KFs in regelmäßigenIntervallen aktualisiert. Als Eingangsgrößen werden dafür Echtzeit-Uhrkorrekturendes Programms RTR-Control herangezogen [5]. Dieses errechnet Uhrkorrekturdaten im Minutentakt, basierend auf einer Lösung des globalen RT-IGS Stationsnetzes (Real-Time IGS Network), welches zur Zeit mehr als 50 Stationen umfasst. Die über den KF berechneten Uhrdaten werden jeweilsalle 15 Minuten für die folgenden 6 Stunden ermittelt. Ihre Genauigkeit liegt dabei im 2-Nanosekunden-Bereich, was einem radialen Distanzfehler von ca. 60 cm entspricht.

Abstract
For positioning and time transfer applications with GNSS knowledge about satellite specific orbits and clock-corrections is required. The ACs (Analysis Centers) of the IGS (International GNSS Service) provide satellite ephemeris as well as clock corrections to GPST (GPS-Time) in sp3-format for free via internet with a latency of about one day. These orbit and clock information result from a least squares adjustment of the parameters based on observations from the IGS reference station network. The accurate and reliable prediction of satellite clocks and orbits is an indispensable condition of all GNSS based positioning applications in real-time. While the orbits are output to an integration of the well-known force field the clock corrections to GPST (GPS-Time) have to be extrapolated by means of an experienced prediction model. The model used for predicting GPS and GLONASS satellite clocks within program GNSS-VC (GNSS-Vienna Clocks) contains basically the coefficients of a quadratic polynomial as well as an amplitude and a phase shift of an once per revolution periodic term. These parameters were initially determined in a least squares adjustment based on the observed part of the IGS Ultra-Rapid clock solutions. Since October 2006 the program GNSS-VC is operated in a fully automated mode. To get rid of the 3 hours delay of the IGS Ultra-Rapid-solution we developed a KF (Kalman-Filter) approach which allows to issue clock predictions in near real-time. This is important, because the accuracy especially of predicted clock-corrections decreases rapidly with time. Parameters in the KF are again the 3 coefficients of a quadratic polynomial. After an initial pre-determination of the parameters the KF continuously updates the model using real-time clock corrections calculated from a one-minute data stream based on observations of the RT-IGS network (Real-Time IGS; more than 50 almost globally distributed stations). These once-per-minute clock correction data are output of the program RTR-Control [5]. Clock predictions are calculated every 15 minutes for the upcoming 6 hours period. We present comparisons of our clock predictions with the Ultra-Rapid and the Rapid solutions of the IGS and with solutions of individual ACs of the IGS. The results of GNSS-VC can be obtained from the institutes webpage [10].

Kurzfassung
Die Auswertungsstrategie von IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wurde mit der GPS-Woche 1400 massiv geändert. Die wichtigsten Änderungen sind die Verwendung von absoluten Kalibrierwerten für die Antennen, die Senkung der Mindestelevation und ein neues Referenzsystem IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005). Die Auswirkungen auf die Zeitreihen zweier nach den internationalen Standards ausgewerteter Netze des Analysezentrums OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), werden exemplarisch beschrieben.

Abstract
IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network) Local Analysis Centres changed their adjustment strategy, starting with GPS week 1400. The most important were the change from relative to absolute antenna phase calibrations, the transition to the reference frame IGS05/ITRF2005 (International Terrestrial Reference Frame 2005) and the lowering of the minimum elevation. The jumps in the time series of the coordinates in two networks of the analysis centre OLG (Observatory Lustbuehel Graz), AMON (Austrian Monitoring Network) und MON (Monitoring Oriental Network), are shown in examples.

Kurzfassung
Seit 2000 werden GPS (Global Positioning System) Permanent Stationen nach den internationalen Richtlinien der Analysezentren IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) und EPN (European Permanent Network) wöchentlich ausgewertet. Die Anzahl der Stationen betrug 80 zu Beginn des Jahres 2007. Von den Zeitreihen der Koordinaten wurden Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Sprüngen und Erfassung von Ausreißern abgeleitet. Die geschätzten Geschwindigkeiten weisen eine Präzision von 1.0 mm/Jahr lateral und 1–3 mm vertikal auf. Um die Bewegungen innerhalb einer Platte untersuchen zu können, wird die Rotationsgeschwindigkeit der Eurasischen Platte, welche vom ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3] hergeleitet wurde, von den geschätzten Geschwindigkeiten abgezogen. Abgesehen von einigen lokalen Bewegungen bewegen sich die Geschwindigkeiten in einem Schwankungsbereich von 0 bis 3 mm/Jahr, können aber bereits in verschiedene Gruppen unterteilt werden. Die Bewegung des Alpinen Vorlandes ist identisch der Rotation der Eurasischen Platte, wohingegen die Region zwischen den östlichen Alpen und den Dinariden einer Bewegung nach Osten zu folgen scheint. Innerhalb der Ostalpen ist die Situation aus verschiedenen Gründen, wie z.B., dem geringen Alter mancher Stationen, der mangelhaften Flächendeckung und lokaler Bewegungen, nach wie vor unklar.

Abstract
Since 2000 the GPS (Global Positioning System) permanent stations in Austria are monitored at a weekly basis, applying the international guidelines of analysis centres of IGS [1] (IGS = International GNSS Service, GNSS = Global Navigation Satellite System) and EPN (European Permanent Network). The number of stations was about 80 at the beginning of 2007. Station velocities have been derived from coordinate time series by taking into account offsets and detecting outliers. The estimated velocities have a precision of 1 mm/year laterally and 1–3 mm/year vertically. These velocities are reduced by the rotational velocity of the Eurasian Plate, derived from ITRF2000 (International Terrestrial Reference Frame 2000) [3], in order to investigate intra-plate movements. Apart from some local movements the velocities are in the range of 0–3 mm/year, but can already be grouped into different clusters. The movement of the Alpine Forelands is identical to the rotation of the Eurasian Plate whereas the region between the Alps and the Dinarides seems to undergo an eastward movement. Within the Eastern Alps the situation is still unclear due to some reasons, e.g., young stations, poor coverage and local movements.

Kurzfassung
Beobachtungen der Radiointerferometrie auf langen Basislinien (VLBI) können zur Bestimmung des ausfällbaren Wassers in der Atmosphäre über den Messstationen herangezogen werden. Die Zeitreihen können einen wichtigen Beitrag für die meteorologische Forschung leisten. Da von manchen VLBI Stationen Beobachtungsreihen über mehr als zwanzig Jahre vorliegen, können langfristige Trends berechnet werden. In dieser Studie werden zwei Methoden zur Trendbestimmung untersucht: Zum einen werden lineare Trendanteile mit dem BIBER-Schätzer (bounded influence by standardized residuals) bestimmt, zum anderen werden lineare und nicht-lineare Eigenschaften der Trendkomponente mit normierten, quadratischen B-spline Wavelets dargestellt. Wird der Trendanteil im Gegensatz zu einem linearen Term durch die Wavelets beschrieben, so sind die Standardabweichungen der Residuen signifikant kleiner. Robust geschätzte lineare Trends an zwölf global verteilten VLBI Stationen werden präsentiert.

Abstract
Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations can be analyzed to derive precipitable water, which can be an important contribution for meteorological research. Since some of the VLBI stations observe for more than twenty years, it is possible to determine long-term trends. In this work we introduce two methods for the climate trend determination: the robust estimation of a linear trend using the bounded influence by standardized residuals (BIBER) – estimator, and a multi-resolution quadratic normalized B-spline wavelet model for the representation of linear and nonlinear trend characteristics. If the trend is modeled by the wavelets instead of a solely linear term, the rms of the residuals becomes significantly smaller. Robust estimated linear trends of water vapor at twelve globally distributed VLBI sites are presented.

Kurzfassung
Durch die hohe Dichte von freien Ionen und Elektronen in der Ionosphäre werden die Beobachtungen aller geodätischen Weltraumverfahren, die im Mikrowellenbereich operieren, verzögert. Die Laufzeitverzögerung der Beobachtungsstrahlen ist in erster Näherung proportional zum so genten Gesamtelektronengehalt entlang des Strahlenwegs (Slant Total Electron Content, STEC). Dieser Effekt kann nur dann korrigiert werden, wenn dieMessungen auf zwei verschiedenen Frequenzen erfolgen. Auf diese Weise lässt sich aber auch Information über die Ionosphärenparameter in Form von TEC-Werten gewinnen. Die klassischen Eingabedaten für die Entwicklung globaler Karten der Ionosphäre (Global Ionosphere Maps, GIM) sind Zweifrequenzbeobachtungen des Globalen Satellitennavigationssystems (Global Navigation Satellite System, GNSS). Die GNSS-Stationen sind jedoch nicht homogen auf der Erde verteilt, wobei vor allem die Meeresoberfläche schlecht abgedeckt ist. Andererseits liefern die Zweifrequenz-Messungen von Satellitenaltimetrie Missionen wie Jason-1 Information für die Ionosphärenparameter genau über den Ozeanen. Aufgrund der begrenzten Verteilung dieser Messungen, sowie einiger offenen Fragen bezüglich der systematischen Fehler, werden die Altimetrie Daten derzeit nur zur Validierung der GNSS GIM genutzt. Man kann jedoch annehmen, dass gewisse Besonderheiten der Ionosphärenparameter, die von Satellitenaltimetrie-Messungen erhalten werden, die Inkonsistenzen der GNSS Beobachtungen ausgleichen können. In dieser Studie werden für die Erzeugung globaler Ionosphärenkarten in zweistündigen Intervallen neben GNSS auch Messungen aus Satellitenaltimetrie herangezogen, deren Verteilung die mangelhafte GNSS-Abdeckung der Meeresoberfläche auszugleichen hilft. Außerdem erlaubt diese Methode die unabhängige Schätzung von systematischen, technikspezifischen Fehlern. Deshalb wird neben den täglichen Werten der instrumentellen Einflüsse (Differential Code Biases, DCB) aller GNSS Satelliten und Empfänger auch ein konstanter täglicher Jason-1 Messfehler geschätzt und untersucht.

Abstract
The high free-electron and ion density in the ionosphere disturbs both the group and phase velocity of the signals of all space geodetic techniques, operating in the microwave band. In first approximation this delay is proportional to the so-called Slant Total Electron Content (STEC) along the ray path and can be corrected only if the measurements are carried out at two distinct frequencies. On the other hand, this effect allows information to be gained about the parameters of the ionosphere in terms of Total Electron Content (TEC) values. The classical input data for the development of Global Ionosphere Maps (GIM) of the total electron content is obtained from dual-frequency Global Navigation Satellite System (GNSS) observations. However, the GNSS stations are inhomogeneously distributed, with large gaps particularly over the sea surface, which lowers the precision of the GIM over these areas. On their part, dual frequency satellite altimetry missions such as Jason-1 provide information about the ionosphere precisely above the sea surface. Due to the limited spread of the measurements and some open questions related to their systematic errors, the ionospheric data from satellite altimetry is used only for cross-validation of the GNSS GIM so far. It can be anticipated however, that some specifics of the ionosphere parameters derived by satellite altimetry will partly balance the inhomogeneity of the GNSS data. In this study we create two-hourly GIM from GNSS data and additionally introduce satellite altimetry observations, which help to compensate the insufficient GNSS coverage of the oceans. Furthermore, this method allows the independent estimation of systematic instrumental errors, affecting the two types of measurements. Thus, besides the daily values of the Differential Code Biases (DCB) for all GNSS satellites and receivers, also a constant daily bias for the Jason-1 satellite is estimated and investigated.

Kurzfassung
Alle verfügbaren Schweredaten Österreichs, die in den letzten 50 Jahren an verschiedenen Institutionen entstanden sind, werden neu aufbereitet um einen hochgenauen Datenbestand zu erhalten, der für geophysikalische Interpretationen und für die Geoidbestimmung verwendet werden kann. Der Artikel spricht das Problem der Homogenisierung und der Beurteilung der Daten an. Grobe Koordinatenfehler wurden aus dem Höhenvergleich mit einem hochauflösenden digitalen Geländemodell aufgedeckt. Fehlerhaften Lagekoordinaten wurden durch Digitalisierung moderner topographischer Karten bzw. durch Verwendung der digitalen Katastralmappe verbessert. Weiters wird das Problem der Korrekturfehler angesprochen (Massenkorrektur, Freiluftkorrektur) um die Genauigkeit des Bougerschwerefeldes abzuschätzen.

Abstract
All gravity data acquired in Austria by several institutions during the past 50 years have been re-processed in order to get a high accurate data base for interpretation and geoid determination. The paper addresses the problem of data homogenization and quality assessment. Detection of gross coordinate errors has been performed by comparing with high resolution digital terrain models. Erroneous horizontal coordinates have been corrected by digitizing of modern topographic maps and by utilizing the digital cadastre. Another focus is set on the problem of correction errors (mass correction, free air correction) in order to estimate the accuracy of the Bouguer gravity.

Kurzfassung
Die operationelle Prozessierung von GOCE-Daten wird im Rahmen des ESA-Projektes "GOCE High-level Processing Facility" (HPF) von einem Konsortium, gebildet aus 10 europäischen Forschungsinstituten (European GOCE Gravity Consortium, EGG-C) erfolgen. Eine Hauptkomponente dieses dezentralen Hardware-und Software-Systems ist die Berechnung eines globalen GOCE-Erdschwerefeldmodells, parametrisiert mittels sphärischen harmonischen Koeffizienten und der zugehörigen Varianz-Kovarianzmatrix, aus GOCE-Orbit-und Gradiometriedaten. Neben zwei weiteren HPF-Teams wird diese Aufgabe von der sogenten "Sub-processing Facility (SPF) 6000"durchgeführt. Die zweite Hauptaufgabe der SPF6000 besteht in der fortlaufenden Produktion von schnellen Schwerefeldlösungen während der Mission als Beitrag zur Missionskontrolle. In dieser Arbeit wird das operationelle Softwaresystem der SPF6000 vorgestellt, das am Standort TU Graz implementiert und integriert wurde. An Hand einer numerischen Simulationsstudie, die auf Daten einer GOCE-Simulation der ESA beruht, werden die Prozessierungs-Architektur und ausgewählte Aspekte hinsichtlich der zu Grunde liegenden funktionalen und stochastischen Modelle präsentiert und diskutiert.

Abstract
The operational scientific processing of GOCE data will be performed by the European GOCE Gravity Consortium (EGG-C) in the framework of the ESA-funded project "GOCE High-level Processing Facility" (HPF). One key component of the HPF hardware and software system is the processing of a spherical harmonic Earth’s gravity field model and the corresponding full variance-covariance matrix from the precise GOCE orbit and satellite gravity gradiometry data. In parallel to two other HPF teams, this task is performed by the "Sub-processing Facility (SPF) 6000". The second main task of SPF6000 is the production of quick-look gravity field products in parallel to the GOCE mission for system diagnosis purposes. The paper gives an overview of the operational SPF6000 software system that has been implemented and integrated at the facilities of TU Graz. On the basis of a numerical case study, which is based on the data of an ESA GOCE end-to-end simulation, the processing architecture is presented, and several aspects of the involved functional and stochastic models are addressed.

Kurzfassung
Die Gezeiten der festen Erde und der Ozeane verursachen periodische Schwankungen der Erdrotationsparameter (ERP), d.h. der Polkoordinaten (xp; yp) und der Weltzeit (UT1), beziehungsweise deren zeitlicher Ableitung, der Tageslänge (LOD). Die Meeresgezeiten bewirken eintägige und halbtägige Variationen in allen Parametern, während die zonalen Erdgezeiten vorwiegend die Rotationsgeschwindigkeit der Erde und damit UT1 und LOD beeinflussen. Diese Effekte haben Perioden von ~ 5 Tagen bis zu 18,6 Jahren. Die ERP und ihre Änderungen können heute in hoher zeitlicher Auflösung mit modernen geodätischen Weltraumverfahren beobachtet werden. Zur Betrachtung der kurzund langperiodischen Gezeiteneffekte wurden ERP-Zeitreihen mit einstündiger und 6-stündiger Auflösung aus GPS-Beobachtungen eines Jahres generiert. Aus VLBI-Beobachtungsdaten von sechs Jahren wurden ERP, mit zeitlicher Auflösung von 24 Stunden berechnet. Die hochauflösende GPS-basierte ERP-Serie wurde bezüglich täglicher und subtäglicher Variationen analysiert. Schwankungen in der VLBI-basierten dUT1 und in der GPS-basierten LOD-Serie wurden auf Perioden von 5 bis 32 Tagen untersucht. Die beobachteten Perioden und die dazugehörigen Amplituden wurden mit theoretischen Modellen für die Anregung durch Gezeiten verglichen, um verbleibende Fluktuationen in den ERP-Serien aufzudecken und gegebenenfalls zu interpretieren. Signifikante Signale wurden sowohl mit Perioden der Hauptgezeitenterme, als auch mit nicht gezeitenbezogenen Perioden, im langperiodischen Bereich von 5 bis 32 Tagen, gefunden. Das Auftreten der unerwarteten Variationen ist vermutlich eine Folge unzureichender Modellierung der atmosphärischen Anregung.

Abstract
Oceanic and solid Earth tides induce periodic signals in the Earth rotation parameters (ERP), i.e., the pole coordinates (xp; yp) and universal time (UT1) or length of day (LOD), respectively. The oceanic tides cause variations with diurnal and semidiurnal periods in all parameters, whereas the zonal Earth tides mainly influence the rotational speed of the Earth, and thus UT1 and LOD. These signals show periods from ~ 5 days to 18.6 years. Today, the ERP and their variations can be observed by modern space geodetic techniques with an unprecedented accuracy and temporal resolution. For the investigation of short and long period tidal effects ERP series of one year were computed from GPS observational data with hourly and 6-hours intervals. One ERP series with daily resolution was generated from six years of VLBI observations. The high-resolution GPS-based ERP series was analysed w.r.t. daily and sub-daily tidal variations. The variations in the VLBI-based dUT1 series and the GPS-based LOD series of lower temporal resolution were examined for periods from 5 to 32 days. The observed periods and corresponding amplitudes were compared to the theory of tidal excitation in order to reveal and, if possible, interpret remaining fluctuations in the ERP series. We retrieved significant signal peaks at the periods of the major tidal constituents, as well as at non-tidal periods from 5 to 32 days. The occurrence of the unexpected variations is supposed to be primarily a consequence of insufficient modelling of the atmospheric excitation.

Kurzfassung
Die geodätischen Weltraumtechniken, wie VLBI, GNSS und SLR, erlauben heute die Bestimmung der Orientierung einer mittleren Polachse der Erde im Raum und relativ zum Erdkörper mit einer Genauigkeit einiger Zehntel Millibogensekunden und einer zeitlichen Auflösung im Stundenbereich. Dieser offensichtliche Erfolg sollte uns aber nicht daran hindern, auch neue innovative Techniken zur Bestimmung der Erdrotation, wie z.B. Ringlaser, näher zu untersuchen. Ringlaser sind hochpräzise Instrumente, die uns speziell bei subtäglicher Auflösung erlauben, die Bewegung der festen Erdkruste relativ zur wahren Rotationsachse zu verfolgen. Es muss allerdings bemerkt werden, dass die Ringlaser große bauliche Anlagen erfordern und äußerst sensibel auf Einflüsse wie Temperaturänderung etc. reagieren. Der vorliegende Artikel beleuchtet den Zusammenhang der unterschiedlichen Erddrehachsen und diskutiert demgemäss die in Polbewegung und Nutation aufgespaltenen Bewegungen dieser Achsen im Raum und relativ zum Erdkörper. Speziell werden dann im zweiten Teil die neuen von den Ringlasern zu erwartenden Messgrößen behandelt.

Abstract
Nowadays, space geodesy, such as Very Long Baseline Interferometry (VLBI) and Global Navigation Satellite System (GNSS) and Satellite Laser Ranging (SLR), allows determining Earth orientation to a fraction of 1 milliarcsecond with daily to hourly resolution. This should not prevent us from studying other innovative and powerful technologies. A new emerging technology, called ring laser gyroscope, is a high-precision tool that provides us with extra information in the daily and sub-daily time domain. The experimental determination of the amplitudes of the forced diurnal polar motion is for example exclusively allocated to the ring laser technique. Another aspect, in which ring lasers could emphasize their supremacy, is the determination of the motion of the Earth-fixed frame w.r.t. the instantaneous Earth rotation axis. However, present ring lasers are huge constructions extremely sensitive to external effects, e.g., temperature variations. This paper illuminates the relationship between various Earth rotation axes, in the large sense, and discusses the separation between polar motion and nutation of these axes in space and w.r.t. the Earth body. The second part covers the expected benefit of ring laser observables.

Kurzfassung
In den Jahren 1997–2003 wurden in Zentraleuropa unter Beteiligung von 17 Nationen ausgedehnte seismische Experimente durchgeführt, welche der Untersuchung der oberen Lithosphäre dienen. Die bisherigen Ergebnisse für den Bereich der Ostalpen und umliegender Gebiete umfassen die 3-dimensionale Verteilung der PWellengeschwindigkeit in der Erdkruste und eine neue Tiefen- und Strukturkarte der Mohorovicic-Diskontinuität. In Verbindung mit Schweredaten ermöglicht dieses Modell Ru¨ckschlu¨sse auf die Dichteverteilung in der Lithosphäre und die Isostasie. Die Struktur der Mohorovicic-Diskontinuität und die laterale Verteilung der P-Wellengeschwindigkeiten innerhalb der Erdkruste ergibt eine Fragmentierung der Lithosphäre. Die daraus ableitbare Kinematik der tektonischen Blöcke steht mit neogenen geologischen Vorga¨ngen und aktuellen, geodätisch beobachteten Verschiebungen in engem Zusammenhang.

Abstract
Between 1997 and 2003, Central Europe was the target of large international seismic programs to investigate the upper lithosphere. So far, new results concerning the Eastern Alpine region include a 3D model of the P-wave velocity in the crust and a map of the Mohorovicic discontinuity (Moho) and interpretations of two representative profiles. Taking gravity data into account, these models provide also insights into the density distribution of the lithosphere and isostatic compensation. The lateral distribution of the crustal velocities and the new Moho map enable to determine a significant fragmentation of the lithosphere. The inferred kinematics of the crustal blocks is closely related to Neogene tectonics and displacements observed by GPS.

Kurzfassung
Neigungssensoren werden heutzutage vielfältig eingesetzt und sind oft Teil komplexer Messsysteme. Bei deren Einsatz im Bauwesen ist für die meisten Anwendungen eine Genauigkeit von ca. 0.01° ausreichend. Trotz dieser auf den ersten Blick nicht besonders herausfordernd erscheinenden Genauigkeit ist es notwendig, das Verhalten des Neigungssensors sowohl im statischen als auch im kinematischen Einsatz zu kennen, um diese Genauigkeit unter jeglichen Bedingungen einhalten zukönnen. Hersteller vonNeigungssensoren stellenallerdings nicht immeroder nur teilweise Qualitätsinformation über ihr Produkt zur Verfügung. Daher sind Tests dringend notwendig. Wir stellen in diesem Beitrag Testeinrichtungen und –abläufe zur Untersuchung von Neigungssensoren vor, mit deren Hilfe einige grundlegende statische und dynamische Kenngrößen abgeleitet werden können. Die Möglichkeiten der Testeinrichtungen und die Ergebnisse für einen ausgewählten Sensor werden gezeigt.

Abstract
Today tiltmeters are widely used, often as part of measurement systems. In civil engineering applications, an accuracy of about 0.01° for the inclination is sufficient for many purposes. However, before using a specific type of sensor, it is most important to know about its performance, in static as well as in kinematic situations. But often, the required information is not provided by the manufacturer, and thus tests by the user are essential. We have developed testing facilities and a simple testing sequence for the determination of basic static and dynamic parameters of tiltmeters. The capability of the facilities is described in this article, and the results of the testing sequence are shown for one sensor exemplarily.

Kurzfassung
Die Hauptmotivation für die Arbeit ist die Untersuchung der derzeitigen Verfügbarkeit, Genauigkeit und Stabilität des European Geostationary Overly Service (EGNOS) im Vergleich zu kommerziellen, lokalen DGPS-Anbietern. Im Vollausbau (full operational capability – FOC) wird EGNOS Satellitenbahn-und Uhrenkorrekturen für alle GPS Satelliten, ionosphärische Laufzeitverzögerungen und Integritätsinformationen für das GPS System aussenden. Die präsentierte Analyse basiert auf dem Vergleich zweier Trajektorien eines sich langsam bewegenden Fahrzeuges. Die Koordinatenlösungen werden gleichzeitig mit zwei unterschiedlichen Echtzeit Korrekturtechniken bestimmt – EGNOS und WEP (Wienstrom Positioning Service Provider). Die Testfahrt wurde in unterschiedlich bebautem Stadtgebiet und auf einer Autobahn ausgeführt, wodurch die Sichtbarkeit der geostationären EGNOS Satelliten während des Tests stark variierte. Um a posteriori die in Echtzeit bestimmten Positionen kontrollieren zu können, wurden die Rohdaten der Rover Stationen und einer Referenzstation gespeichert. Ergänzend wird auch eine Evaluierung des EGNOS-Ionosphärenmodells präsentiert.

Abstract
The main purpose of this paper is to evaluate the current performance of the European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) in comparison to commercial, local DGPS services. In full operational capability (FOC) EGNOS provides orbit and clock-corrections of all GPS satellites, ionospheric delays and integrity information of the GPS system. The analysis is mainly based on the comparison of the trajectories of a slowly moving vehicle obtained simultaneously by two real-time correction techniques – EGNOS and WEP (Wienstrom Positioning Service Provider). The tests are carried out in urban environments with frequently varying obstructions and on a highway. Therefore the visibility of the EGNOS satellites varies during the test ride. During the trial session also raw data of the rover receivers as well as the reference station was logged. This allows to verify a posteriori the calculated real time position with respect to a reference of sub dm accuracy. Additionally an evaluation of the EGNOS ionospheric model is presented.

Kurzfassung
Innerhalb des nationalen österreichischen Forschungsprojekts EMAG (Feasibility Study for an Experimental Platform for Multi-modal Applications of Galileo) wurden zwei innovative Entwicklungen durchgeführt: (1) das Design eines Software basierten Galileo Empfängers, der auf die Anforderungen maritimer Navigationsanwendungen maßgeschneidert wurde und (2) die Entwicklung eines AIS (Automatic Identification System) Transponders mit integriertem GPS/EGNOS Empfänger, der visuelle Integritätsinformationen für den Nutzer ausgibt. Dieses Dokument bietet einen Einblick in die EMAG Projektergebnisse, indem die Vorteile von EGNOS und Galileo für maritime Navigationsanwendungen detailliert beschrieben werden. Erste Testergebnisse bezüglich der Funktionalität und speziell der Genauigkeit, Verfügbarkeit und Integrität des in den AIS Transponder integrierten GPS/EGNOS Empfängers werden vorgestellt. Verfügbare Ergebnisse des Standardisierungsprozesses werden ebenfalls behandelt.

Abstract
Within the Austrian national research project EMAG (Feasibility Study for an Experimental Platform for Multi-modal Applications of Galileo), two innovative developments are carried out: (1) the architectural design of a software based Galileo receiver tailored to the requirements of maritime navigation applications, and (2) the development of an AIS (Automatic Identification System) transponder with integrated GPS/EGNOS receiver being capable of providing visual integrity information to the user. This paper provides an overview of the EMAG project results by describing the benefits of EGNOS and Galileo for maritime navigation applications in detail. First test results regarding functionality and especially accuracy, availability, and integrity of the GPS/EGNOS receiver integrated into the AIS transponder are presented. Available outputs of the standardization process are also mentioned.

Kurzfassung
In zwei F&E-Projekten des Instituts für Navigation und Satellitengeodäsie wird ein allumfassendes Konzept eines Navigationssystems entwickelt, welches den speziellen Bedürfnissen blinder und sehbehinderter Fußgänger angepasst wird. Das Vorhaben zielt jeweils auf einen Prototyp ab, welcher das gesamte Spektrum von Navigationskomponenten abdeckt. Dazu gehören eine entsprechende Modellierung des Umfeldes, in dem navigiert wird, schnelle Routingalgorithmen zur Generierung von Manöverlisten, geeignete Positionierungsmethoden basierend auf Sensorfusion und Kalmanfilterung, zuverlässige Map-Matching-Algorithmen zur Routenverfolgung und schließlich eine effiziente Zielführung mittels eines dem Zweck entsprechenden Man-Machine-Interfaces.

Abstract
An overall concept of navigation is adapted to the special needs of blind and visually impaired pedestrians and is being developed in national R&D-projects. The development aims at prototypes of navigation systems which cover the total spectrum of navigational components. This comprises an appropriate modeling of the navigational environment, fast routing algorithms generating lists of maneuvers, suitable positioning tools based on sensor fusion and Kalman filtering, reliable map matching algorithms for route checking, and, finally, efficient guidance instructions communicated via an adequate man-machine interface.

Kurzfassung
Der Einsatz von Navigationssystemen hat vor allem im letzten Jahrzehnt sehr stark an Popularität gewonnen. Autofahrer vertrauen immer mehr auf die Führungsanweisungen von Autonavigationssystemen und auch Fußgänger nutzen moderne, mobile Systeme. Die meisten am Markt befindlichen Systeme können jedoch nur im Freien genutzt werden, da sie im wesentlichen auf satellitengestützter Positionierung beruhen und die Positionsbestimmung in komplexen Gebäuden vernachlässigt wird. Zur Positionierung in Gebäuden wurden in den letzten Jahren eigene Systeme entwickelt, die z.B. Infrarot, Ultraschall oder Radiosignale sowie digitale Kameras nutzen. Sie stehen jedoch zur Lokalisierung von Personen und Objekten in komplexen, öffentlichen Bürogebäuden und anderen wichtigen Einrichtungen (wie Einkaufszentren, Bahnhöfen, Flughäfen, usw.) kaum zur Verfügung und einige dieser Systeme erfüllen im Hinblick auf die hohen Kosten für die notwendige Installation von Sensoren im Gebäude kaum die Erwartungen der Nutzer. Eine Strategie zur Reduzierung der notwendigen Installationskosten besteht darin, bereits im GebäudevorhandeneInfrastruktur, wie z.B.Wireless LocalAreaNetworks (WLAN), zurPositionierungzu nutzen. Ein solches Positionierungssystem steht nun in unserem Bürogebäude der Technischen Universität Wien zur Verfügung und kann zur Lokalisierung von Nutzern mit einem mobilen, WLAN-fähigen Notebook oder Pocket-PC verwendet werden. Mit diesem System kann man einen Nutzer mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von ± 1 bis 4 m positionieren, womit man in der Regel in der Lage ist, den Büroraum anzugeben, in dem sich der Nutzer gerade befindet, bzw. eine kontinuierliche Positionsbestimmung und Zielführung bei einem sich bewegenden Nutzer durchzuführen. Zusätzlich wird nun der Einsatz der Radio Frequency Identification (RFID) Technologie zur Positionierung in Gebäuden und städtischen Umfeld untersucht, wobei die RFID-Tags an ausgewählten, bekannten Punkten, den sog. Active Landmarks, angebracht werden. Der Nutzer kann dann mit Hilfe einer zellbasierten Positionierungsmethode lokalisiert werden, wenn er sich im Empfangsbereich von einem RFID-Tag befindet und ein RFID Lesegerät (z.B. in PC-Kartenformat) verwendet. Zur Zeit bereiten wir die Installation eines solchen Positionierungssystems in unserem Bürogebäude und der umliegenden, urbanen Umgebung vor. Weiters soll in Zukunft eine Kombination mit WLAN und der Koppelnavigation untersucht und verwirklicht werden.

Abstract
Within the last decade navigation systems have become popular. Vehicle drivers have started to trust in the information provided by car navigation systems and even pedestrians are gaining interest in reliable guiding instructions. Most of the available systems on the market, however, are limited to outdoor areas, whereas way-finding within buildings has mostly been neglected so far as location systems are rarely available indoors. In a conducted performance analysis of indoor location systems could be also seen that the user has to expect high costs in using some of these systems (e.g. using infrared and ultrasonic signals) as an installation of a large number of sensors is required in the building. One approach to reduce costs is the use of already available wireless infrastructure such as Wireless Local Area Networks (WLAN). Such a positioning system has been installed in an office building of the Vienna University of Technology and can be employed for location determination of user’s which are equipped with a WLAN enabled mobile device. In addition, the use of Radio Frequency Identification (RFID) tags at selected known points, so-called active landmarks, is currently investigated. Then the user can be located using cell-based positioning if he is in the read range of such a tag. Currently the deployment of such a concept in our office building and in the surrounding outdoor environment is investigated. Furthermore a combination with WLAN and dead reckoning shall be performed in the near future to provide continuous position determination of a user.

Kurzfassung
Derzeit wird im Zuge des FWF Projektes P18286 "Multi-Sensor Deformation Measurement System Supported by Knowledge Based and Cognitive Vision Techniques" ein neues bild-basiertes Messsystem entwickelt. Dieses System ist fähig nicht-signalisierte Punkte mit Hilfe geeigneter Algorithmen zu detektieren – die Prozedur ist in drei Teilschritte unterteilt: Bildaufbereitung, automatische Punkterfassung und Punktfilterung. Das System basiert auf neuen Techniken (ursprünglich im Fachgebiet der Künstlichen Intelligenz entwickelt), welche für die Teilschritte der Deformationsmessung, -analyse und -interpretation genutzt werden sollen. Beispiele solcher Techniken sind wissensbasierte Systeme, Cognitive Vision, Bildverstehen und Fallbasiertes Schließen.

Abstract
In the FWF project P18286 "Multi-Sensor Deformation Measurement System Supported by Knowledge Based and Cognitive Vision Techniques" a new kind of image-based measurement system is under development. This system is able to detect un-signalised object points by means of appropriate algorithms – the procedure is divided into three main steps: image pre-processing, automated point detection and interactive point filtering. The system is based on new techniques (originally developed in the area of Artificial Intelligence) which shall be used for the task of deformation measurement, analysis and interpretation. Examples for such techniques are knowledge-based systems, cognitive vision and image understanding methods and case-based reasoning.

Kurzfassung
Im Jahr 2006 wurde ein von der EU gefördertes Projekt abgeschlossen, in dem ein mehrstufiges Mess-und Auswertekonzept entwickelt wurde, welches eine Basis für Frühwarnsysteme sein soll. Wissenschaftler von zwölf Instituten aus sechs Ländern kooperierten in interdisziplinären Arbeitsgruppen. Eine besondere Herausforderung war, ein kostensparendes Konzept für Regionen mit einer Vielzahl von Rutschungsgebieten entstehen zu lassen. Dieser Beitrag beschränkt sich auf folgende drei Schwerpunkte: & GIS integrierte geologische Evaluierung von Fernerkundungsdaten, um die Grenzen der Gefahrenzonen zu kennzeichnen & geometrische Analyse von Beobachtungsdaten mit einem mehrstufigen Fuzzy-System als Basis für ein kostensparendes Design der Sensor-Netzwerke & geomechanische Modellierung der Rutschungshänge durch FD-Methoden als Basisinformation für ein Frühwarnsystem.

Abstract
In 2006, OASYS, an EU funded project on a multi-scale monitoring concept for landslides as a basis for an alert system, was completed. 12 institutes from 6 countries tried to merge their multidisciplinary knowledge in the field of landslides and disaster management. The main goal of the research was to develop a cost saving concept for landslide disaster prediction in areas with a higher density of landslides. The present paper reports about the innovative steps and about some highlights of the research, emphasising mainly three tasks: & GIS integrated geological evaluations of remote-sensing data to delineate the high-risk areas in regions with a larger number of landslides & geometrical analysis of the monitoring data by fuzzy techniques as a basis for the design of the sensor network and & geomechanical modelling of the landslide by FD-methods as a basic information for an alarm system.

Kurzfassung
Entlang der europäischen Ost-West Transportachse (Rhein-Main-Donau) wird in naher Zukunft ein River Information Service (RIS) eingerichtet. Dieses baut auf einem konventionellen transponderbasierten Netzwerk auf und nutzt Funkverbindungen zur Datenübertragung neben der landseitigen leitungsbasierten Kommunikationsinfrastruktur. Sogente taktische Verkehrsinformationen werden unter der Kontrolle einer zentralen Leitstelle bereitgestellt. An Bord des Schiffs werden Positionsdaten und Schiffsinformationen des eigenen und der umgebenden Schiffe zu einem taktischen Verkehrsbild zusammengefügt und mittels Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) auf einem Bildschirm ausgegeben. Die Positionierungstechnologie, die für Managementsysteme auf Binnenwasserstraßen eingesetzt wird, muss hohe Anforderungen an die Genauigkeit (besser als 5 m) und Verfügbarkeit erfüllen. Derzeit wird DGPS mit lokalen Referenzstationen entlang der Wasserstraßen verwendet. Durch die Nutzung des taktischen Verkehrsbilds ergeben sich eine gesteigerte Verkehrssicherheit aufgrund der möglichen Verkehrsüberwachung, die Unterstützung des Steuermanns durch eine ausführliche Darstellung der aktuellen Verkehrssituation und die Möglichkeit, Gefahrguttransporte überwachen zu können. Wartezeiten an Schleusen und in Häfen werden minimiert, wodurch sich enorme Vorteile für die kommerzielle Binnenschifffahrt ergeben. Zudem kann der Treibstoffverbrauch, durch eine effektive Fahrzeitplanung mit kontinuierlicher Geschwindigkeit und eine Vereinfachung des logistischen Verkehrsablaufs auf der Binnenwasserstraße, gesenkt werden. Um 2008-2010 wird eine Verbesserung der existierenden Technologie möglich, indem eine Best-Practice Methode identifiziert wird, die die Anforderungen des kommerziellen, nautischen und administrativen Transportmanagements an die Binnenschifffahrt abdeckt. Hierfür werden u.a. die verfügbaren und künftigen Positionierungstechnologien evaluiert. Das Projekt EPRIS (Evaluierung von Positionierungstechnologien zur Generierung von Mehrwertdiensten im Umfeld von River Information Services) zielte auf zukünftige Systeme (EGNOS, Galileo, etc.) ab um diese neuen Technologien in das derzeitige Systemkonzept von RIS zu integrieren.

Abstract
A River Information Service (RIS) for the European east-west transportation axis (Rhine-Main-Danube) will be installed in the near future. The system will rely on a conventional transponder-based network using radio links embedded in a wire-based communication network on shore. By the control of central management facilities tactical traffic information is provided. On-board a ship the positioning data of the vessel itself and the positioning data of the surrounding ships are compiled to generate a tactical traffic image which is displayed by using an Electronic Chart Display and Information System (ECDIS). The positioning technology used for traffic management systems on inland waterways has to fulfill high requirements regarding accuracy (better than 5 m) and availability. For positioning, DGPS with local reference stations along the rivers will be used. The advantages of the tactical traffic image for the user are, e.g., the increased transport safety by monitoring and guiding the flow of traffic, the support of the steersman by an extensive image of the traffic situation, and the possibility to monitor the transport of dangerous goods. Commercial inland navigation benefits too, by minimizing the costs of the non-productive time at locks and in harbors. The fuel consumption can be reduced through the planning of trips with continuous speed and by simplifying the logistic flow of the inland waterway traffic. Around 2008-2010, an upgrade of the existing technology will be possible. In order to identify the best-practice method covering the needs of commercial (transport management) as well as nautical and administrative (traffic management) requests in inland waterway navigation, the forthcoming positioning technologies are evaluated. The project EPRIS (Evaluation of Positioning technologies for the generation of value-added services in the environment of River Information Systems) focused on future systems (EGNOS, Galileo, etc.) to identify migration paths to new positioning and navigation technologies in the system concept of today’s RIS.

Kurzfassung
Navigationssysteme helfen Autofahrern und Fußgängern ihren Weg zu finden. Sie sind wohl die am weitesten verbreiteten GIS Anwendungen; die Geoinformationswissenschaft legt die theoretischen Grundlagen dazu. Es werden hier drei neuere Untersuchungen, die alle die Suche nach dem kürzesten Weg in einem Graph als zentrale Operation enthalten, vorgestellt. Fußgänger, die öffentliche Verkehrsmittel verwenden wollen, brauchen nicht nur Anweisungen für ihre Bewegungen im Raum, sondern auch Hinweise auf Benützungsregeln der Verkehrsmittel (Ticket kaufen, abstempeln etc.). Diese Regeln können ebenfalls als Zustands-Übergangsgraph dargestellt werden. Es wird hier eine neuartige mathematische Formulierung für die Verbindung der zwei Zustands-Übergangsgraphen angegeben, die auf Kategorientheorie beruht und zur Programmierung geeignet ist.

Abstract
Navigation systems help car drivers and pedestrians to find their way in unknown environments; probably the most widely used GIS application. GIScience investigates the theoretical foundations for geoinformation. This article describes a series of recent investigations focusing on finding the shortest path in a network represented as graph. To aid pedestrians in wayfinding and using public transportation systems effectively, they need information not only for their spatial decisions (e.g., also to buy a ticket). These business aspects can be represented as a second graph they navigate. The article shows a novel solution to merge two state-transition graphs using category theory. The resulting formula can be used to program simulation systems or wayfinding programs.