Heft 2/2011

Kurzfassung
Mit dem Start der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) wurde es erstmals möglich, großräumige Massenvariationen im System Erde aus Änderungen in der Erdanziehungskraft zu bestimmen. Im Rahmen der Klimawandeldebatte nimmt dabei der anhaltende Eismassenverlust in den polaren Gebieten der Erde eine besonders bedeutende Stellung ein. Dieser Beitrag präsentiert eine robuste und geradlinige Vorgehensweise zur Bestimmung von Massenänderungen aus zeitvariablen Schwerefeldern. In diesem Zusammenhang spielt der Umgang mit Kriecheffekten (leakage) eine maßgebliche Rolle. Darüber hinaus widmen wir uns der Frage, auf welche Art und Weise der säkulare Trend in den Zeitreihen modelliert werden sollte. Unsere Analyse einer Serie monatlicher Schwerefelder über den Zeitraum März 2003 bis Februar 2009 zeigt, dass sich der jährliche Eismassenschwund über Grönland mit einer Rate von +21.3±3 Gt/yr2 beschleunigt hat. Das Resultat zunehmender Eisschmelze erweist sich als signifikant im Rahmen der durchgeführten statistischen Tests. Der Zufluss von Schmelzwasser in die Ozeane bedingt naturgemäß einen Anstieg des Meeresspiegels. Ausgedrückt in räumlich gleichförmiger Ausprägung liefern Grönland und die Antarktis mit +0.56±0.01 mm/yr beziehungsweise +0.50± 0.07 mm/yr derzeit den primären Beitrag. Die Annahme einer auf die Ozeane aufgetragenen konstanten Schicht ist indessen ungenügend. Aufgrund der globalen Massen-Neuverteilung resultiert eine regional sehr unterschiedlich ausgeprägte Variation des relativen Meeresspiegels. Aus diesem Grund müssen sowohl der gravitative Rückkopplungseffekt als auch der Auflasteffekt berücksichtigt werden.

Abstract
The GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) mission allows inference of mass variations on, above and beneath the Earths surface from gravitational signatures in space. We present a robust and straightforward procedure to derive mass changes from time-variable gravity field estimates. We outline our solution to the leakage problem and shed light on linear versus accelerated secular-change modeling. Based on a six-year gravity field time-series from March 2003 to February 2009, we provide detailed analysis of two selected areas, Greenland and the Orinoco Basin. As a result, annual Greenland mass loss accelerated by +21.3 ±3 Gt/yr2 during the six-year period. Furthermore, we show the impact of recent ice melting on global relative sea level. In terms of uniform change, the contributions of Greenland and Antarctica are +0.56±0.01 mm/yr and +0.50±0.07 mm/yr, respectively. However, we prove that simplistic uniform modeling of sea-level variations is insufficient as it disregards the gravitational feedback effect caused by mass redistribution.

Kurzfassung
Zur Erfassung topographischer Daten haben sich Laserscanning basierte Methoden etabliert. Für großflächige bzw. landesweite Messkampagnen eignen sich flugzeug- bzw. helikoptergestützte Plattformen (ALS), zur kleinräumigen Erfassung kommen häufig sogente Terrestrische Laserscanner (TLS) zum Einsatz. Abhängig vom Gerätetyp und dem verwendeten Messprinzip können mehr als eine Million Punkte pro Sekunde erfasst werden. Dem damit offenkundig verbundenen Nutzen einer äußerst dichten und genauen Erfassung des Geländes stehen aber auch meist enorme Datenmengen gegenüber. Dies stellt den Anwender derartiger Daten häufig vor nahezu unüberwindbare Probleme. Daher werden im Allgemeinen aus den Rohdaten (Punktwolken) abgeleitete Produkte zur Verfügung gestellt. Im Bereich der Topographiemodellierung finden häufig digitale Geländemodelle Verwendung. Diese können mit Hilfe robuster Filtermethoden aus den Originalpunkten abgeleitet werden. Dieser Beitrag demonstriert die Anwendung einer punktwolken-basierten Segmentierungsmethode zur Reduktion der zu verarbeitenden Daten für weiterführende, geomorphologische Geländeanalysen. Dabei wird das erfasste Gelände auf Basis der Rohdaten in ebene Flächen unterteilt. So kann eine Datenreduktion um den Faktor 3.000 erzielt werden, ohne signifikante Einbußen in Bezug auf die Detailliertheit der Geländebeschreibung hinnehmen zu müssen. Die Anwendung dieses Ansatzes wird an Hand einer Serie von ALS und TLS Aufnahmen der Hangrutschung in Doren, Vorarlberg, demonstriert. Mit Hilfe zusätzlich erfasster geologischer Geländemessungen konnte gezeigt werden, dass geomorphologische Hauptrichtungen auch in den stark reduzierten Laserscanning Daten erfolgreich bestimmt werden können.

Abstract
Laser scanning has proven to be an adequate tool for the acquisition of topographic data. For large scale or even country-wide campaigns, airborne platforms (ALS) are suited, while for small areas, terrestrial laser scanners (TLS) are commonly used. According to the instrument type and the measurement principle applied, more than one million points may be acquired per second. This allows for dense and accurate acquisition of the topography. Unfortunately, the amount of data becomes a considerable challenge for the user of such data. Therefore, often products derived from the original point clouds are provided. For topographic modeling, digital terrain models are commonly used. Such models may be derived by means of robust filtering strategies for separating ground surface points from others representing, for example, vegetation, buildings, etc. Within this contribution, the application of a point-based segmentation algorithm for reducing the amount of data for the purpose of subsequent geomorphological topography analysis is presented. For this, the raw point data is subdivided into planar faces, allowing reducing the amount of data by a factor of up to 3,000 without a significant reduction in the level of detail of the terrain representation. The application of this approach is proven on a series of ALS and TLS data sets acquired at the landslide in Doren, Vorarlberg. By means of additionally recorded geological in-situ measurements it could be demonstrated that geomorphological primary directions can be properly determined within the reduced laser scanning data.

Kurzfassung
In den Österreichischen Alpen verunglücken jährlich mehr als 300 Menschen tödlich. Der steigende Wander-, Kletter- und Schitourentourismus birgt viele unterschiedliche Gefahren. Bei Alpinunfällen ist der Wettlauf gegen die Zeit kritisch und muss daher so weit wie möglich unterstützt werden. Durch die Integration der Technologien Positionierung, Navigation, Geoinformation und Kommunikation wurde ein innovatives Gesamtsystem entwickelt, das die Unterstützung und Koordination der Rettungskräfte bei Unfällen im alpinen Raum – wie zum Beispiel Lawinenabgängen, Wander- oder Kletterunfällen – erheblich verbessert.

Abstract
More than 300 persons per year die in the Austrian Alps. The increasing skiing, hiking, and climbing tourism implies a variety of high risks. In case of accidents, the race against time is crucial and needs to be supported as much as possible. Integrating positioning, navigation, geoinformation, and communication techniques, an innovative system has been developed and is ready for use to improve the assistance and coordination of rescue forces in case of Alpine accidents such as avalanches and hiking or climbing accidents.

Kurzfassung
Die genaue Kenntnis über das Schwerefeld der Erde bildet die Basis für verschiedene Forschungsgebiete, wie Ozeanographie, Geophysik, Meeresspiegeländerung und Klimaveränderung. In der Geophysik können damit geodynamische Prozesse im Erdinneren besser modelliert und verstanden werden. Auf dem Gebiet der Ozeanographie dient das Erdschwerefeldmodell zusammen mit Beobachtungen von Satellitenaltimetrie-Missionen der Bestimmung von Meeresströmungen, welche wesentlich für den Energietransport auf der Erde verantwortlich sind. Gleichzeitig können auch Meeresspiegeländerungen erfasst werden, die u.a. aufgrund von Abschmelzvorgängen in den Polregionen hervorgerufen werden. Auch die Geodäsie profitiert von einem hochauflösenden Schwerefeldmodell, z.B. in der globalen Vereinheitlichung von Höhensystemen. Terrestrische Schwerefeldmessungen wurden schon seit jeher durchgeführt. Vorteil dieser Beobachtungen ist die hohe erreichbare Messgenauigkeit. Nachteile sind jedoch, dass zum einen ein homogenes und globales Beobachtungsnetz kaum realisierbar ist und zum anderen, dass aufgrund des Einsatzes unterschiedlichster Messinstrumente die Beobachtungen entsprechend unterschiedliche Messgenauigkeiten aufweisen. Der Start der Satellitenmissionen CHAMP (2000), GRACE (2002) und GOCE (2009) im letzten Jahrzehnt revolutionierte die Modellierung des Erdschwerefeldes. Aufgrund der kontinuierlichen Beobachtung aus dem Weltraum kann eine globale Abdeckung mit homogener Messgenauigkeit erzielt werden. Die Missionen unterscheiden sich prinzipiell anhand des individuellen Orbitdesigns und des Messkonzepts. Somit erhält man komplementäre und voneider komplett unabhängige Beobachtungstypen, welche sich hinsichtlich räumlicher Verteilung, Auflösung und spektraler Eigenschaften ergänzen. Ein weiterer Beobachtungstyp stellt das Konzept des Satellite Laser Ranging (SLR) dar. Hierbei kann die vom Gravitationsfeld der Erde beeinflusste Trajektorie von Satelliten mittels Entfernungsmessung von der Erde aus im cm-Bereich ermittelt werden. Eine genaue Kenntnis über die Bahn ermöglicht in einem weiteren Schritt die Bestimmung des auf den Satelliten wirkenden Erdschwerefeldes. Mittels Datenkombination können nun die individuellen Stärken und Vorteile der einzelnen Datentypen genutzt und gleichzeitig etwaige Defizite reduziert werden. Daraus sollen letztlich hochgenaue, hochauflösende globale Modelle des Gravitationsfeldes der Erde, parametrisiert durch sphärisch harmonische Koeffizienten einer Kugelfunktionsreihe und eine zugehörige Beschreibung der Genauigkeit mittels Varianz-Kovarianz-Matrix resultieren. Mathematisch erfolgt _x000C_8080Vermessung & Geoinformation 2/2011 diese Kombination auf Basis einer gewichteten Summation der Normalgleichungssysteme eines jeden Datentyps. Zur Berechnung der individuellen Gewichte bietet sich z.B. die Methode der Varianzkomponentenschätzung an, welche aus den gerechneten Residuen und der Redundanz einer jeden Beobachtungsgruppe in einem iterativen Vorgang einen Gewichtsfaktor ableitet. Im Juli 2010 wurde zusammen mit unseren Partnern innerhalb des GOCO (Gravity Observation Combination) Konsortiums das erste Kombinationsmodell aus Satellitenbeobachtungen veröffentlicht und trägt den Namen GOCO01S. Dieses Modell beruht auf sieben Jahren GRACE Daten und zwei Monaten GOCE Daten und hat eine Auflösung bis sphärisch-harmonischem Grad 224, was einer halben Wellenlänge von ca. 90 km entspricht. Die Kombination erfolgte auf Basis der Normalgleichungssysteme. Aufgrund einer angemessenen stochastischen Modellierung der GRACE und GOCE Beobachtungen gingen die beiden Komponenten mit einem Einheitsgewicht in die Kombination ein. Vergleiche zu bereits existierenden Modellen zeigen Verbesserungen speziell in gebirgigen Regionen und in Regionen in denen nur wenige und ungenaue terrestrische Messungen vorliegen. Durch die kontinuierlich zunehmende Beobachtungsdauer von GOCE und GRACE kann eine ständige Verbesserung der Schwerefeldmodelle erwartet werden. Derzeit arbeiten wir bereits an Nachfolgemodellen, welche sechs Monate an GOCE Daten, SLR Beobachtungen und terrestrische Datensätze beinhalten werden.

Abstract
A high-accuracy and detailed global map of the Earths gravity field is an essential product in many branches of Earth system sciences. A main research interest at the Institute of Theoretical Geodesy and Satellite Geodesy, TU Graz, is the generation of high-resolution global gravity field models by combining data from the satellite gravity missions GOCE, GRACE and CHAMP with complementary gravity field information represented by terrestrial and air-borne data, satellite altimetry, and satellite laser ranging (SLR). These different data types are complementary with respect to their measurement principle, accuracy, spatial distribution and resolution, and spectral (error) characteristics. By means of data combination, benefit can be taken from their individual strengths and favourable features, and in parallel specific deficiencies can be reduced. The combination is performed by means of the weighted addition of the normal equation system of each data type. Within a simulation scenario it could be demonstrated that the method of variance components estimation is well suited for weights estimation. The models are parameterized in terms of coefficients of a spherical harmonic expansion including a proper error description in terms of a variance-covariance matrix. Together with our partners within the international GOCO (Gravity Observation Combination) consortium, the first satellite-only gravity field model GOCO01S was released in July 2010.The model is a combination solution based on 2 months of GOCE data, and 7 years of GRACE data, resolved up to degree and order 224 of a harmonic series expansion. GOCO01S has been validated against external global gravity models and regional GPS-levelling observations.The comparison to existing models revealed improvements especially in mountainous regions and in areas where only a few or less accurate terrestrial observations are available. With the continuously increasing availability of GOCE and GRACE data further improvements in global gravity field recovery will be achieved.

Kurzfassung
Die integrierte Positionsbestimmung spielt heutzutage im Bereich der Navigation eine immer größere Rolle. Um die Trajektorie eines sich bewegenden Objektes zu bestimmen, werden verschiedenste Sensoren gekoppelt. Die Sensoren werden so gewählt, dass die Nachteile des einen Sensors durch die Vorzüge des anderen Sensors ausgeglichen werden. Im Fall von mobilen Plattformen ist es sehr gebräuchlich, satellitengestützte Positionierungsverfahren in Kombination mit inertialen Messsystemen (IMS) zu verwenden. Die Vorteile dieser Sensorfusion liegen darin, dass einerseits mit Hilfe von IMS Signalabschattungen von GNSS (Global Navigation Satellite System) überbrückt werden können und andererseits GNSS das für IMS typische Driftverhalten kompensiert. Das Institut für Navigation der TU Graz untersuchte im Rahmen des Projektes VarIoNav einerseits verschiedenste Sensorkombinationen und andererseits unterschiedliche Integrationsmethoden. Die Analysen basieren auf terrestrischen Testmessungen, bei denen unterschiedliche Bedingungen (teilweise bis komplette GNSS Signalabschattung) untersucht wurden. Um eine einheitliche Basis für die Analysen zu schaffen, wurde eine Messplattform für ein Auto entwickelt, auf der vier GNSS Antennen und drei IMS Sensoren montiert werden können. Mit Hilfe dieser Plattform ist es möglich, das Verhalten der Sensoren und die verschiedenen Sensorkombinationen während einer Messfahrt miteider zu vergleichen. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden zunächst detaillierte Analysen hinsichtlich der drei unterschiedlichen Kopplungsmethoden – ungekoppelte, lose gekoppelte und eng gekoppelte Integration – durchgeführt. Die eng gekoppelte Integration basiert im Unterschied zu den zwei anderen Kopplungsmethoden auf rohen Messdaten, welche mit Hilfe des Kalman-Filters miteider kombiniert werden. Der Vorteil der eng gekoppelten Integration besteht darin, dass bei weniger als vier sichtbaren Satelliten die GNSS Messungen nicht verworfen werden müssen, sondern als Stützung der IMU-Messungen (Inertial Measurement Unit) einen Beitrag zur Trajektorienbestimmung liefern. Für die ungekoppelte als auch lose gekoppelte Integration ist eine Vorprozessierung der Messdaten erforderlich, da die Integration auf prozessierten Trajektorien basiert. In einem weiteren Schritt wurden die Integrationsmethoden vor dem Hintergrund der Qualitäts- und Preisklassen der Sensoren untersucht. Für diese Analysen wurden drei verschiedene GNSS-Empfänger (Xsens MTiG, Nova-tel ProPak V3 und Javad Sigma) und drei verschiedene IMS Produkte (XSens MTiG, iMAR FSAS und iMAR RQH) verwendet, die jeweils niedrig-, mittel- und hochpreisige Sensoren repräsentieren. Das Hauptaugenmerk sämtlicher Analysen liegt hierbei auf den erreichbaren Genauigkeiten der Positions- und Attitudelösung. Als Ergebnis liegt eine Klassifizierung der untersuchten Integrationsmethoden als auch Sensorsysteme vor und die Qualitätsparameter wie Einsatzfähigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit werden anhand der Integrationsergebnisse hinterfragt. Die Analysen zeigen, dass die Wahl der Sensoren sehr stark von den Messbedingungen entlang der Trajektorie abhängen. Wenn die Anzahl der verfügbaren Satelliten unter vier sinkt, kann man sehr große Unterschiede in den _x000C_9090Vermessung & Geoinformation 2/2011 Ergebnissen der unterschiedlichen Integrationen erkennen. Die eng gekoppelte Integration liefert hierbei die besten Ergebnisse. Kommt es zu einem vollständigen GNSS-Signalausfall basiert die Lösung nur mehr auf der Qualität des inertialen Sensors. Nach einem GNSS-Ausfall von 50 s weicht die Sigma/iNAV-RQH Lösung nur 20 cm von der Referenztrajektorie ab, hingegen treten bereits bei der ProPak/FSAS Kombination viel größere Differenzen auf (5,3 m).

Abstract
In the field of navigation, integrated navigation is an upcoming technique. This means that trajectory determination of a moving object is performed via sensor fusion. Complementary multi-sensor systems are used to compensate the disadvantages of the one sensor by the advantages of the other and vice versa. In case of the project VarIoNav, different integration methods based on satellite-based positioning and inertial measurement systems (IMS) are investigated and compared under varying circumstances. The goal of the project is the comparison of three distinct categories of sensors in terms of accuracy and quality on the one hand and the comparison of three different coupling methods (uncoupled, loosely coupled and tightly coupled) on the other hand. For these investigations, a platform was developed to enable terrestrial field tests with a car. This measurement platform can be mounted on the roof rack of a car and carries four GNSS (Global Navigation Satellite System) antennas and three types of IMS. This construction allows an optimal comparison of the measurement data of the different onboard sensor systems and their integration. The comparison of the integration results demonstrates that the surrounding of the trajectory strongly influences the choice of the used sensors and the type of integration. The worse the measurement conditions the higher are the requirements concerning the sensor quality and their integration.

Kurzfassung
Um die Auswirkungen von Eismassenvariationen auf das lokale Schwerefeld zu untersuchen, wird ein numerischer Ansatz zur Schwere-Vorwärtsmodellierung entwickelt und vorgestellt. Diese Untersuchungen bauen auf einem synthetisch generierten Gletschermodell für die Nordinsel der Novaya Zemlya Inselgruppe auf, das sowohl die geometrische Struktur als auch die 3D-Dichteverteilung beinhaltet. Durch Modifikationen der Modellparameter wie Eisdicke und Dichteverteilung im Eiskörper werden die zu erwartenden Veränderungen im Schweresignal untersucht. Die modellierte Topographie des Felsuntergrundes kann ebenfalls hinsichtlich unterschiedlicher Annahmen auf Differenzen im resultierenden Schweresignal betrachtet werden. Die Simulationen mit realistisch angenommenen Modellparametern ergeben Gravitationsunterschiede von wenigen mGal. Weiters wird mit Hilfe des Vorwärtsmodellierungsansatzes die Auswirkung der Eismassenveränderungen der letzten 60 Jahre untersucht, die in Form von zwei digitalen Geländemodellen gegeben sind. Der abgeschätzte Effekt auf das Schwerefeld erreicht eine maximale Amplitude von 6 mGal über den gesamten Zeitraum, bzw. eine durchschnittliche Veränderung von ca. 1 mGal pro Jahrzehnt. In weiterer Folge wird in diesem Beitrag ein Konzept vorgestellt, wie Gradientenbeobachtungen der ESA Satellitenmission GOCE für eine regionale Schwerefeldlösung verwendet werden können. Im Gegensatz zur offiziellen Zielsetzung, der Bestimmung eines globalen statischen Schwerefelds basierend auf der Gesamtheit aller Beobachtungen, werden hier die Messungen als Direktbeobachtungen über einem räumlich begrenzten Gebiet eingeführt und die Schwerefeldlösung über die Methode der Kollokation nach kleinsten Quadraten errechnet. Dazu werden die rauschbehafteten Gradientendaten nach dem Wiener-Ansatz gefiltert und die für die Kollokation notwendigen Kovarianzfunktionen abgeleitet.Weiters wird die Problematik des Koordinatenrahmens diskutiert und ein möglicher Lösungsansatz vorgestellt. Mit einem realen GOCE Gradienten Datensatz für November 2009 wird eine Schwerefeldlösung in Form von Schwereanomalien für das oben gente Untersuchungsgebiet berechnet. Mit der verwendeten Meth_x000C_F. Heuberger and D. Rieser: Impact of glacier changes on the local gravity field ... ode und Datenkonfiguration kann das Schwerefeld mit einer geschätzten Genauigkeit von 4 mGal bestimmt werden. Die schwierige Gegenüberstellung der beiden Ansätze (Gravitation aus Vorwärtsmodellierung und Schwereanomalien aus Satellitengradiometrie) wird diskutiert.

Abstract
A numerical approach to gravity forward modelling is developed and introduced in order to investigate the effects of ice mass changes on the local gravity field. These studies are based on a synthetic glacier model of the northern island of Novaya Zemlya, which incorporates geometrical as well as 3D-density information. By modifying the model parameters like ice thickness and the density distribution in the interior of the ice body, the changes that can be expected in the gravity signal are estimated. Furthermore, different assumptions on the underlying bedrock topography can also be evaluated with respect to the resulting gravity signal. Simulations with realistic model parameters yield to gravity attraction differences in the order of a few mGal. Based on given digital elevation models featuring ice mass changes within the last 60 years, the forward modelling approach allows the investigation of the impact of ice change on the gravity field. The estimated effect on the gravity field reaches a maximum amplitude of 6 mGal over the whole period, implying an average change of 1 mGal per decade. In addition, a concept for using gradient observations of ESAs satellite mission GOCE for regional gravity field determination is introduced in this paper. In contrast to the official objectives, i.e. the generation of a global static gravity field based on the entirety of observations, here the measurements are introduced as in situ observations over a spatially restricted area and the gravity field is determined by means of Least Squares Collocation. For this purpose the noisy gradient data are filtered using the Wiener approach and the covariance functions required for collocation are derived. Furthermore, the problematic issue of the coordinate frame is discussed and a possible solution is presented. Finally, a gravity field solution based on real GOCE gradient data for November 2009 is generated for the above mentioned study area in terms of gravity anomalies. With this method and the chosen data configuration it is possible to determine the gravity field with an estimated accuracy of 4 mGal. The difficult comparison of gravity attractions from numerical forward modelling and gravity anomalies from the space-borne gradiometry is discussed.

Kurzfassung
Eine Voraussetzung für die Bestimmung von Punkten auf und nahe der Erdoberfläche unter Verwendung eines luftfahrzeuggestützten Laserscanners ist die Kenntnis der räumlichen Position und der räumlichen Orientierung des Laserscanners während des Fluges. Die Bestimmung dieser Parameter erfolgt aus Messungen eines Multisensorsystems, bestehend aus einem GNSS Empfänger und einem Trägheitsnavigationssystem. Dieser Artikel beinhaltet die Grundprinzipien der IMU/GNSS Integration sowie den Vergleich einer Integrations-Software, entwickelt an der TU Wien, mit der kommerziellen Software Waypoint. Weitere Untersuchungen befassen sich mit der Modellierung und Implementierung der systematischen Fehler der IMU.

Abstract
An indispensable prerequisite for operating an airborne laserscanner for point determination on or close to the earths surface is the knowledge about the precise spatial position and orientation of the laserscanner. These parameters of the aircrafts (respectively scanner) trajectory can be determined using a multi-sensor system which consists of a GNSS receiver and an inertial navigation system. This article focuses on the basic principles of IMU/ GNSS integration and the comparison of a combination software, developed at TU Vienna, with the commercial software Waypoint. Further investigations cover the implementation and modelling of the IMU sensor errors.

Kurzfassung
Seit einigen Jahren beschäftigt sich eine Vielzahl von GNSS (Globales Navigationssatellitensystem) Experten und Forschungsgruppen mit dem Thema Precise Point Positioning (PPP). Diese Positionierungstechnik verwendet undifferenzierte Phasen- und Codebeobachtungen in Kombination mit präzisen Orbits und Uhrkorrekturen, um hochgenaue Positionslösungen zu erhalten. Dabei benötigt PPP im Vergleich zu differentiellen und relativen Positionierungstechniken keine Referenzstation, da global gültige Korrekturdaten von diversen Organisationen angeboten werden. Jedoch wird PPP derzeit aufgrund relativ langer Konvergenzzeiten noch selten für Echtzeitanwendungen eingesetzt. Aus diesem Grund wurde 2009 ein Projekt namens RA-PPP (Rapid Precise Point Positioning) gestartet, dessen Hauptaugenmerk auf der Erforschung und Evaluierung neuer Algorithmen und Methoden für PPP lag. Einige Ansätze zur Verringerung der Konvergenzzeit als auch zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit wurden untersucht und entwickelt, um schließlich im Rahmen eines PPP Software Clients evaluiert zu werden. Dieser Artikel präsentiert einige Aspekte dieser Projektarbeit sowie den Aufbau und die Ergebnisse der entwickelten Software. Am Ende des Papers wird ein Ausblick auf eine derzeit laufende Echtzeit-Implementierung gegeben.

Abstract
Within the last decade, Precise Point Positioning (PPP) has been discussed by GNSS (Global Navigation Satellite System) experts and research groups all over the world. PPP uses code or phase observations on zero-difference level in combination with precise orbits and clock corrections to achieve highly accurate point coordinates. PPP in comparison to Differential GPS (DGPS) and Real-Time Kinematic (RTK) based techniques has no need for nearby reference stations, since the corrections used for PPP are globally valid. Still, PPP is suffering from long convergence times, which makes it rarely used for real-time applications. Therefore, the project RA-PPP (Rapid Precise Point Positioning) was started in 2009 to conduct detailed investigations on new algorithms for PPP. Several techniques to reduce the convergence time and to increase the accuracies were developed and finally implemented into a PPP client for evaluation purposes. This paper will present the investigations and results of the project, as well as the developed PPP client. Finally, a first glance on a PPP real-time implementation is provided.

Kurzfassung
Satelliten-Missionen wie GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) und GOCE (Gravity Field and steady-state Ocean Circulation Explorer), die das Erdschwerefeld erkunden, beobachten die momentane Verteilung der Massen im System Erde, einschließlich aller festen, flüssigen und gasförmigen Bestandteile. Aufgrund der Fluktuation dieser Massen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen garantiert eine lange Beobachtungszeit nicht, dass die durch sie verursachten Variationendes Schwerefeldeseliminiert werden. Um so gente Aliasing-Effekte zu vermeiden, muss deshalb der bekannte Teil der Massenvariationen modelliert und bezüglich eines mittleren Zustandes korrigiert werden. Innerhalb des Projekts"GGOS Atmosphäre", fiziert vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) am Institut für Geodäsie und Geophysik (IGG) der TU Wien, werden verschiedene Methoden zur Bestimmung der atmosphärischen Schwerefeldfeldkoeffizienten (AGC) ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass für eine adäquate Modellierung die vertikale Struktur der Atmosphäre zu berücksichtigen ist. Außerdem hat die Auflast der Atmosphäre einen signifikanten Einfluss auf die Schwerkraftvariation und ist somit ebenfalls zu berücksichtigen. Die Wahl unterschiedlicher Datenstrukturen des ECMWF (European Centre for Medium-range Weather Forecasts), nämlich"model" oder "pressure level" Daten, hat keinen entscheidenden Einfluss auf die AGC. Alle Ergebnisse bestätigen die Strategie zur Datenverarbeitung des GRACE Science Data Systems ([4] Flechtner, 2007), welches das GRACE AOD1B (Stufe 1B Atmosphäre und Ozean de-Aliasing) Produkt bereitstellt.

Abstract
Satellite missions like GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) and GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) which explore the Earth gravity field observe the instantaneous distribution of mass in the Earth, including all solid, liquid and gaseous components. Due to the fluctuation of those masses at various temporal and spatial scales, a long observation period does not guarantee that the introduced variations in the gravity field are cancelled out. Therefore, to avoid aliasing effects, the mass variations have to be modeled and corrected with respect to the mean state.Within project GGOS Atmosphere, funded by the Austrian Science Fund (FWF) at the Institute of Geodesy and Geophysics (IGG) of the Vienna University of Technology, different methods for the determination of Atmospheric Gravity field Coefficients (AGC) are evaluated. Results indicate that for a proper modelling the vertical structure of the atmosphere has to be taken into account, as already applied for GRACE data processing. Further, atmosphere loading adds a significant signal to the gravity change which has to be considered, in particular at longer wavelengths. The choice of different data structures of the ECMWF (European Centre for Medium-range Weather Forecasts), i.e. model or pressure level data, does not have a significant impact on the final AGC. All findings confirm the data processing strategy of the GRACE Science Data System([4] Flechtner, 2007), providing the operational GRACE AOD1B (level 1B atmosphere and ocean de-aliasing) product.

Kurzfassung
Alle Signale von Satellitennavigationssystemen erfahren durch die Atmosphäre eine Laufzeitverzögerung. Von den verschiedenen Einflüssen ist jener der Ionosphäre am stärksten. Als dispersives Medium verzögert sie die Signale frequenzabhängig. Deswegen können Empfänger mit zwei oder mehr Frequenzen durch Bildung von Linearkombinationen die Verzögerung großteils eliminieren. Allerdings besteht der überwiegende Teil der Empfänger aus solchen, die nur die GPS-Frequenz L1 nutzen, weil die Empfängerkosten wesentlich geringer sind. Im Fall von Einfrequenzempfängern kann durch die Verwendung von Ionosphärenmodellen eine Verbesserung der Positionierung erzielt werden. Die Modelle reichen von statischen globalen bis zu lokalen, die nahezu in Echtzeit berechnet werden. Durch die Übermittlung von Korrekturdaten via EGNOS kann die Genauigkeit der Empfänger von L1-Code von mehreren Metern bis zu einem Meter oder gar darunter gesteigert werden. Auf Grund der derzeit schwachen Sonnenaktivität ist der Fehlereinfluss durch die Ionosphäre eher gering. Deshalb wurden Daten von GPS-Permanentstationen während eines extremen Events des letzten Sonnenzyklus analysiert. Als Testgebiet wurde eine Region mittlerer Breite in Österreich gewählt, weil dort die Stationen eine relativ lange Zeitreihe besitzen. Es kann gezeigt werden, dass während hoher Sonnenaktivität die regionalen Modelle eine Verbesserung in der Positionierung gegenüber einem globalen Modell erzielen.

Abstract
GNSS signals experience significant delays when travelling through the atmosphere. The major source of the delay is due to the ionosphere which is a dispersive medium. Receivers with two or in future more frequencies can eliminate most of this influence by computing an ionosphere-free combination of frequencies. The major part of navigation receivers, however, uses only L1-signals and thus needs external corrections to improve the positions degraded by the ionosphere. This article will give an overview to which extent positions determined by means of L1-signals can be improved if different ionosphere models, ranging from global to local ones, are applied. The corrections can be transmitted in near real-time by e.g. an EGNOS server which provides those data in order to reduce the standard error of several meters to a sub-meter level for L1 code receivers. The reduction of ionospheric delay becomes especially important during the maximum of a solar cycle. For this reason, the models have been applied to data gathered from permanent stations during extreme events of the last solar maximum. The mid-latitude region of Central Austria was chosen as a regional testbed with permanent stations providing a long time series. It can be shown that with increasing solar activity, regional models improve positions slightly better compared to a global model.

Kurzfassung
Tektonische Prozesse, die zur Bildung der Alpen, Karpathen und Dinariden, sowie der Entstehung des Pannonische Beckens führten, sind auch heute noch aktiv. Der Übergang von der Europäischen Plattform und den Ostalpen hin zum Pannonischen Becken ist davon in besonderer Weise betroffen. Deformationsanalysen von GPS-Netzen bestätigen die anhaltende laterale Extrusion von Teilen der Ostalpen hin zum Pannonischen Becken. Erdbeben und rezente Deformationen konzentrieren sich entlang NE-SW streichender, sinistraler Seitenverschiebungen (Mur-Mürz Störung und Störungsysteme im südlichen Wiener Becken). Dieser Bereich ist auch das Untersuchungsgebiet von ALPAACT (Seismological and geodetic monitoring of ALpine-PAnnonian ACtive Tectonics). Das geodätische Monitoring der aktiven Tektonik erfolgt durch ein lokales GNSS Netz, das sich von der Böhmischen Masse im Norden bis hin zum Steirischen Becken im Süden erstreckt und somit den Bereich der aktiven Störungen gut überdeckt. Die insgesamt 23 Stationen gehören entweder dem IGS-Netz, oder regionalen RTK-Positionierungsdiensten (ÖBB, Wien-Energie, BEWAG, EVN) an. Bislang wurden Daten der Jahre 2007 und 2008 mit der Software Bernese 5.0 unter Berücksichtigung präziser Bahninformation reprozessiert. Die Lösung ist über drei IGS-Stationen in ITRF2000 eingebunden. Für eine geodynamische Interpretation wurden die Geschwindigkeiten auf die Station Graz-Lustbühel (GRAZ) bezogen. Die Streuung der einzelnen Geschwindigkeitsvektoren ist groß und ein systematischer Anteil nicht unmittelbar erkennbar. Die mittlere Geschwindigkeit der südlich des Störungssystems Mur-Mürztal und Wiener Becken gelegenen Stationen gegenüber den nördlich davon gelegenen beträgt 1.1 mm/Jahr und ist ungefähr NE orientiert (Azimuth = 55°). Diese Werte entsprechen nahezu exakt einem kinematischen Modell der Ostalpen, das aus der Struktur der Lithosphäre abgeleitet und mittels regionaler geodätischer Deformationsmodelle kalibriert wurde. Die in der Arbeit präsentierten Ergebnisse sind wegen der geringen Relativbewegungen und kurzen Beobachtungsdauer trotz dieser guten Übereinstimmung nur als vorläufig anzusehen. Eine Beobachtungsdauer von mindestens 10 Jahren wird angestrebt.

Abstract
Tectonic processes which led to the generation of the Alps, Carpathians, Dinarides, and the Pannonian basin are still on work. In particular they affect the transition zone from the European platform over the Eastern Alps to the Pannonian basin. GPS network solutions confirm the ongoing lateral extrusion of East Alpine crustal blocks directed to the Pannonian basin. Earthquakes and neo-tectonic deformations are concentrated along NE-SW oriented sinistral strike-slip faults (Mur-Mürz faults and Vienna transfer fault system). This area is the target of ALPAACT (Seismological and geodetic monitoring of ALpine-PAnnonian ACtive Tectonics). The geodetic monitoring of active tectonics in this area is realized by a local GNSS network, which extends from the Bohemian Massif in the north to the Styrian basin in the south and spreads out over the active fault zone. The total of 23 stations belongs either to the IGS network or to regional RTK-positioning services (ÖBB, Wien-Energie, BEWAG, EVN). So far GNSS observation data from the years 2007 and 2008 were reprocessed using the Bernese software 5.0 and precise orbits. The solution is tied to the ITRF2000 by three IGS stations. For a geodynamic interpretation the velocities are referenced to the station Graz-Lustbühel (GRAZ). The individual velocity vectors scatter considerably and a systematic trend cannot be recognized directly. The mean velocity of the stations south of the Mur-Mürz valley and the Vienna basin transfer fault system, relative to the stations located in the north, amounts to 1.1 mm/year. Its orientation is about NE (azimuth = 55°). This result fits nearly perfectly the prediction of a kinematic model which was derived from the structure of the lithosphere and calibrated by regional geodetic deformation models. Due to the low relative velocities and the short observation period, these results should be considered as preliminary. Hence efforts will be made to achieve a geodetic monitoring over a time period of ten years.

Kurzfassung
Die Modellierung der troposphärischen Laufzeitverzögerung ist eine der Hauptfehlerquellen für die Auswertung von Beobachtungen geodätischer Weltraumverfahren wie der Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Numerische Wettermodelle wurden in den vergangenen Jahren hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Auflösung sowie bezüglich ihrer Genauigkeit verbessert, und dadurch eignen sie sich sehr gut für die Atmosphärenforschung. Zum Beispiel können numerische Wettermodelle dafür verwendet werden, Strahlverfolgung (Ray-tracing) zu rechnen, um die troposphärische Laufzeitverzögerung zu bestimmen. Wir haben einen Algorithmus für direktes Ray-tracing entwickelt, um diese Laufzeitverzögerungen von Signalen im Radiowellenbereich mit Hilfe von Wetterdaten des European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) zu berechnen, wobei der Ray-tracing Algorithmus auf einer Lösung der Eikonal-Gleichung basiert. Gezeigt werden Ergebnisse in Form von Wiederholbarkeiten der Basislinienlängen einer zweiwöchigen kontinuierlichen VLBI-Beobachtungskampagne im Jahr 2008 (CONT08). Die erhaltenen Basislinienlängen, abgeleitet mit Verwendung der Laufzeitverzögerungen aus Ray-tracing, werden mit jenen verglichen, die Laufzeitverzögerungen eines Standardansatzes verwenden. Der Standardansatz beschreibt die Modellierung der schrägen Laufzeitverzögerung als Produkt einer Zenitlaufzeitverzögerung und einer Projektionsfunktion. Die erhaltenen Wiederholbarkeiten zeigen ähnliche Werte für die beiden Modellierungsmöglichkeiten, wenn Zenitlaufzeitverzögerungen und Gradienten in der Auswertung mitgeschätzt werden. Allerdings werden bessere Ergebnisse mit Ray-tracing erzielt, wenn diese beiden Größen in der Ausgleichung nicht geschätzt werden.

Abstract
Modeling troposphere delays is a major source of error in the analysis of observations from space geodetic techniques, such as Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Numerical weather models (NWM) have been continuously improving with regard to spatial and temporal resolution as well as advances in data assimilation and thus provide valuable datasets for atmospheric research. The improved accuracy of NWMs have made ray-tracing a suitable technique to estimate the slant total delays for the observations in the neutral atmosphere, i.e. mainly in the troposphere. We have developed a direct ray-tracing method for estimating those slant delays for radio signals using data of the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) which is based on the solution of the Eikonal equation. We show results for a two-week campaign of continuous VLBI sessions in 2008 (CONT08), where we applied ray-traced delays to the observed delays and analyzed the repeatability of baseline lengths in comparison to a standard approach with zenith delays and mapping functions. We find that on average, baseline length repeatabilities are similar if residual zenith delays and gradients are estimated. On the other hand, as expected, ray-traced delays perform better if residual zenith delays and gradients are not solved for in VLBI analysis.

Kurzfassung
Das BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) betreibt seit 1987 in der Abteilung V1 das Absolutgravimeter JILAg-6 und ab 2010 das Absolutgravimeter FG5, das im Bereich Grundlagenvermessung für die Neubestimmung und regelmäßige Überprüfung von Fundamentalpunkten der Schwere im In- und Ausland eingesetzt wird. In Österreich bilden diese Punkte die Grundlage des Referenzsystems Schwere. Einige dieser Stationen sind Bestandteil internationaler Projekte wie z.B. UNIGRACE [1] und ECGN [2]. Darüber hinaus wird das Gerät im Eichwesen als Normal für die Schwerebestimmung verwendet. All diese Anwendungen erfordern eine hohe Genauigkeit und eine präzise Angabe der Messunsicherheit, die nur durch internationale Messvergleiche gewährleistet werden kann. Diese Vergleichskampagnen wurden seit 1981 insgesamt acht Mal im zeitlichen Abstand von ca. 4 Jahren an dem Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in Sévres/Paris veranstaltet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die erreichte Messunsicherheit des österreichischen Absolutgravimeters anhand der bei den internationalen Absolutgravimeter Vergleichskampagnen (ICAG) erzielten Ergebnisse. Die Geschichte und Resultate dieser Vergleichsmessungen und speziell das Abschneiden des österreichischen Absolutgravimeters JILAg-6 werden genau beschrieben. Seit 2010 werden die Absolutschweremessungen in Österreich mit dem neuen Absolutgravimeter FG5 (Hersteller Micro-g Solutions Inc., USA) fortgesetzt.

Abstract
Since 1987 the BEV (Federal Office of Metrology and Surveying) has been operating the absolute gravimeter JILAg-6 which is used for basic measurements to determine or review fundamental gravity stations in Austria and abroad. These stations are the base of the Austrian gravity reference system. A few stations are part of international projects like UNIGRACE [1] or ECGN [2]. The BEV maintains the national standard for gravimetry in Austria, which is validated and confirmed regularly by international comparisons. All these applications require high accuracy and a precise description of the measurement uncertainty. Such campaigns have been organised eight times in an interval of approximately 4 years at the BIPM in Sévres/Paris since 1981. This paper gives an overview of the uncertainty of the measurements reached by the Austrian Absolute Gravimeter and assessed by the international comparisons of absolute gravimeters (ICAG). The history and the results of these ICAGs and especially the performance of the Austrian absolute gravimeter JILAg-6 at these ICAGs are described in detail below. Since 2010 the absolute gravity measurements in Austria have been continued with the new absolute gravimeter FG5 (manufacturer Micro-g Solutions Inc., USA).

Kurzfassung
Im Zuge der Erfassung eines Objekts mittels terrestrischer Laserscanner sind im Allgemeinen mehrere Standpunkte notwendig, um Lücken in verdeckten Bereichen zu vermeiden. Die so erfassten Scans werden erst über eine gegenseitige Registrierung zu einer gemeinsamen Punktwolke vereinigt. Häufig werden zu diesem Zweck künstliche Passmarken / Passobjekte oder manuell erzeugte Näherungswerte für die räumliche Transformation verwendet. Die Autoren zeigen den theoretischen Hintergrund eines Ansatzes zur Registrierung von Scans mit Genetischen Algorithmen, der ohne Vorwissen über Standpunkt und räumliche Lage des Scanners auskommt und gleichzeitig zu robusten Ergebnissen führt. Der praktische Einsatz wird anhand der 3D-Erfassung eines bronzezeitlichen Bergbaustollens diskutiert, bei dem die Verwendung künstlicher Ziele an ihre Grenzen gestoßen war.

Abstract
During a terrestrial laser scan, usually different scanning positions are necessary to avoid hidden parts on the object. The resulting scans are then merged into one single point cloud in a registration procedure. Usually artificial targets or approximate values are required to initiate the spatial transformation. We illustrate the theoretical background of a robust as well as automated registration approach without any prior knowledge of the scanners position and attitude by using Genetic Algorithms. Then we discuss the results using the example of a cave survey, where the registration using artificial targets reached the limit of practicability.

Kurzfassung
Mit Precise Point Positioning (PPP) wird eine GNSS- (Global Navigation Satellite System) basierte Positionierungstechnik bezeichnet, welche unter Nutzung von 2- Frequenz Code- und Phasenbeobachtungen eines einzelnen Empfängers die Berechnung präziser Stationskoordinaten mit sub-dm Genauigkeit erlaubt. Die Datenprozessierung stützt sich dabei auf präzise Satellitenbahn- und Uhrinformation welche von Organisationen wie dem International GNSS Service (IGS) aus Daten eines globalen Netzwerkes berechnet und bereitgestellt wird. Die ionosphärische Verzögerung wird bei PPP im Allgemeinen durch Bildung der ionosphärenfreien Linearkombination eliminiert, die troposphärische Verzögerung und der Stationsuhrfehler werden als Parameter neben den Koordinaten geschätzt. Seit rund 14 Jahren wird PPP als Punktbestimmungstechnik eingesetzt, vor allem geeignet für Postprozessierung Applikationen. Als Hindernis für die verstärkte Nutzung erwiesen sich die echtzeitnahe Verfügbarkeit von präziser Bahn- und Uhrinformation, eine bis heute unzulängliche Kenntnis der Empfänger- und Satellitenhardwarekalibrierung ("calibration biases") und nicht zuletzt die lange Konvergenzzeit der Koordinatenlösung. Um der stark steigenden Nachfrage nach in Echtzeit verfügbaren Beobachtungsdaten und Bahn- und Uhrprodukten zu begegnen, wurde von IGS die Real-Time Working Group ins Leben gerufen. Die Arbeitsgruppe setzt sich aus Forschungsinstituten aber auch kommerziellen Unternehmen zusammen, welche einerseits GNSS Referenzstationen betreiben oder Echtzeitprodukte aus deren Beobachtungen ableiten. Dieser Artikel beschäftigt sich vorrangig mit dem Beitrag des Instituts für Geodäsie und Geophysik (TU-Wien) zur IGS Real-Time Working Group und mit der erreichbaren Positionierungsgenauigkeit bei Nutzung der intern berechneten und bereitgestellten Echtzeit-Korrekturdatenströmen. Neben dem Positionierungsaspekt wird auch kurz auf das Potenzial der ebenfalls mittels PPP geschätzten troposphärischen Signalverzögerungen eingegangen. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf Stärken aber auch Problembereiche von PPP in Hinblick auf die demnächst verfügbaren neuen Navigationssysteme und Signale.

Abstract
Precise Point Positioning (PPP) denotes a GNSS (Global Navigation Satellite System) based positioning technique, where dual-frequency code and phase measurements from a single receiver are used to calculate precise site coordinates at the sub-decimeter level. The data processing relies on precise satellite orbits and clock correction information determined from observation data of a global reference station network provided by organizations such as the International GNSS Service (IGS). Typically, the ionospheric delay is almost completely eliminated by means of the ionosphere-free linear combination, while the tropospheric delay and the receiver clock bias are estimated parameters along with the site coordinates. Introduced for the first time about 14 years ago the PPP technique was mainly used in post-processing applications. Barriers for a more intense use of PPP were a lack of accurate real-time orbit and clock products, the still poor knowledge of receiver and satellite calibrations biases and last, but not least, long coordinate filter convergence times due to complex or incomplete integer ambiguity fixing. However, to meet the increasing demand of upcoming real-time (RT) applications IGS has initiated a real-time working group to investigate the feasibility of real-time GNSS data distribution and the generation of derived products such as precise clock corrections and orbits. Scientific organizations and companies operating reference stations can participate in the working group either by delivering their data-streams via a central service or by providing real-time GNSS products. This article deals with the contributions of the Institute of Geodesy and Geophysics, Technical University of Vienna (TUW) to the IGS Real-Time Working Group and with the quality of PPP positioning obtained using the RT-data stream established at our institute. Aside from the positioning aspect the potential of PPP to derive related products such as tropospheric delays to contribute to weather forecast models is discussed. Finally prospects as well as current barriers of PPP in view of the upcoming new GNSS systems and signals are highlighted.

Kurzfassung
Position, Geschwindigkeit und Orientierung einer bewegten Plattform können mit Hilfe von drei oder mehr auf der Plattform fix montierten GNSS Antennen in Echtzeit bestimmt werden. Eine Herausforderung stellen dabei Plattform-Aufbauten dar, welche die Satellitensignale abschatten und Mehrwegeffekte verursachen. Wir leiten in diesem Beitrag die Beobachtungsgleichungen her, welche die gesuchten Plattform-Parameter direkt mit den undifferenzierten Pseudostrecken-, Trägerphasen- und Dopplerbeobachtungen verknüpfen. Die Schätzung unter Verwendung dieser Beobachtungsgleichungen ist der Bestimmung der Plattform-Kinematik aus den Trajektorien der einzelnen GNSS Antennen überlegen, weil die Redundanz höher ist und sich eine praktische Möglichkeit zur Reduktion der negativen Auswirkungen von Mehrwegeffekten und Abschattungen durch die Plattform selbst ergibt.

Abstract
The position, velocity, and attitude of a moving platform can be determined in realtime using GNSS with three or more antennas rigidly mounted on the platform. Objects shading satellite signals and causing multipath effects are a major concern for practical applications. In this contribution we derive the observation equations relating the platform parameters directly to the undifferenced pseudo-range, carrier-phase, and Doppler observations. We demonstrate that this approach is superior to deriving the platform kinematics from the kinematics of the individual GNSS antennas because it yields higher redundancy and offers a useful option for mitigating multipath effects created by the platform itself.

Kurzfassung
Das ingenieurgeodätische Monitoring hat einen hohen Reifegrad erreicht und liefert großräumige Informationen mit Millimeter-Genauigkeiten. Allerdings liegen diese Messungen zumeist nur niederfrequent vor und können auch nur an der Oberfläche der Objekte (z.B. Bauwerke) durchgeführt werden. Im "Structural Health Monitoring" (SHM) werden Sensoren in das Bauwerk integriert, womit Informationen aus dem Inneren eines Objektes zugänglich werden. Dafür gibt es auch mehrere faseroptische Sensoren (FOS) mit wichtigen Vorteilen, z.B. elektromagnetische Immunität, geringe Größe, Multiplexing, hohe Messpräzisionen und Abtastraten von mehreren 100 Hz. Daher wurden 2001 am Institut für Ingenieurgeodäsie der TU Graz als neues Forschungsthema FOS und deren Anwendungen für die Ingenieurgeodäsie aufgegriffen. In der vorliegenden Arbeit werden zwei FOS beschrieben und deren Anwendung in zwei neuen Projekten vorgestellt. Mit beiden Systemen können Längenänderungen zwischen zwei Ankerpunkten mit sehr hoher Präzision und relativ hohen Abtastraten bestimmt werden.

Abstract
Engineering geodetic monitoring has reached a very high level of maturity and provides information with millimetre accuracy. However, these measurements have low data rates and are naturally limited by the surface of the objects, e.g. buildings. The use of embedded sensors, especially fiber optical sensors (FOS), can provide important information about the inside behaviour of an object, even continuously. This information is used in structural health monitoring (SHM) to assess the health state of a building, which is a rather new but significant development. Several fiber optic (FO) instruments are commercially available. They offer high precision, e.g. some micrometres or even some ometres for measuring changes in length, and high data rates, e.g. 1 kHz. In this paper, two FO measuring systems for dynamic strain measurements are presented and two novel applications are described.