Kurzfassung
Ein globaler geodätischer Bezugsrahmen (GGRF), wie der Internationale Referenzrahmen (ITRF), ist von grundlegender Bedeutung für die Quantifizierung geophysikalischer Veränderungen im Erdsystem. Globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) sind eine der vier weltraumgeodätischen Techniken, die zum Aufbau des ITRF beitragen. Zur Unterstützung des ITRF2020 führte der Internationale GNSS-Dienst (IGS) seine dritte Reprocessing-Kampagne (repro3) durch, die die Jahre 1994 bis 2020 abdeckt. Die Technische Universität Graz (TUG) nahm zum ersten Mal als Analysezentrum an einer solchen Reprocessing-Kampagne teil und die TUG ist weltweit für ihre qualitativ hochwertigen GNSS-Produkte anerkannt worden. In diesem Artikel möchten wir den Ansatz der TUG für die repro3-Kampagne vorstellen sowie Untersuchungen und Analysen präsentieren, die die hohe Qualität der TUG-Produkte belegen.

Abstract
A global geodetic reference frame (GGRF), such as the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), is fundamental for quantifying geophysical changes in the Earth system. Global navigation satellite systems (GNSS) are one of the four space-geodetic techniques contributing to the construction of the ITRF. In support of the ITRF2020 release, the International GNSS Service (IGS) conducted its third reprocessing campaign (repro3), covering the years 1994 to 2020. Graz University of Technology (TUG) participated for the first time as an analysis centre in such a reprocessing campaign and TUG has been acknowledged globally for its high quality GNSS products. In this article we want to present the approach of TUG for the repro3 campaign as well as present research and analysis showing the high quality of the TUG products.

Kurzfassung
Sentinel-1 ist eine Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten, die mittels Radarsensoren die Erdoberfläche unabhängig von Wetter und Sichtverhältnissen kontinuierlich beobachtet. Damit können dynamische Veränderungen der Erdoberfläche mit einer räumlichen Auflösung von 20 m erfasst werden. Globale Auswertungen der Sentinel-1 Daten illustrieren, wie sehr die Menschheit die Landoberfläche bereits nach ihren Bedürfnissen umgestaltet hat. Ebenso dokumentieren sie das Ausmaß klimatischer Extremereignisse wie Dürren und Fluten. In diesem Beitrag gebe ich einen Überblick über die an der TU Wien durchgeführten Forschungsarbeiten zur Nutzung von Sentinel-1 für die Beobachtung der Landoberfläche und klimatischer Extremereignisse wie beispielsweise die im Sommer 2022 aufgetretene Dürre in Europa und die verheerenden Überflutungen in Pakistan.

Abstract
Sentinel-1 is a satellite constellation that uses radar sensors to observe the Earth’s surface day and night under all weather conditions. This allows monitoring dynamic changes of the Earth’s land surface at a spatial resolution of 20 m. A worldwide Sentinel-1 image mosaic illustrates how strongly humanity has already transformed the continental land surface areas according to its needs. Sentinel-1 also helps documenting the severity of climate extremes such as droughts and flooding. In this article, I review research which has been carried out at TU Wien to use Sentinel-1 data for the monitoring of soil, vegetation and inland water, showing some results for summer 2002 when European was plagued by drought conditions and Pakistan hit by devastating flooding.

Kurzfassung
Beobachtungen künstlicher Satellitensigale mit dem Verfahren der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) bieten vielversprechende Möglichkeiten zur Verknüpfung geodätischer Weltraum-Verfahren und haben somit das Potential, wesentlich zur Verbesserung globaler Referenzrahmen beizutragen. Basierend auf neu entwickelten Beobachtungs- und Analyse-Prozessen wurde im November 2016 der chinesische APOD-A o über mehrere Tage hinweg vom australischen AuScope VLBI Netzwerk getrackt. Diese Fallstudie zeigt erstmals erfolgreiche VLBI Beobachtungen eines Low Earth Orbit (LEO) Satelliten mit der geodätischen VLBI und bietet eine wichtige Grundlage für weitere Forschung und Entwicklung. Neben einer Diskussion der wichtigsten Grundlagen und Motivationen zum Satelliten-Tracking mit VLBI, gibt dieser Beitrag einen Überblick zur APOD Experiment-Serie: von der Planung bis hin zur Daten-Analyse.

Abstract
Observing artificial satellite signals with Very Long Baseline Interferometry (VLBI) promises possibilities to establish inter-technique ties between space-geodetic techniques and, thus, has the potential to improve future reference frame products. Using newly developed observation and analysis processes the Chinese APOD-A o satellite was tracked by the AuScope VLBI array over multiple passes in November 2016. For the first time this case study showed successful VLBI observations of a satellite in a low earth orbit, laying the groundwork for further research and development. Besides discussing the most important fundamentals regarding satellite tracking with VLBI and motivations for its implementation, this paper gives an overview of the APOD experiments: from scheduling to data analysis.

Kurzfassung
Die Europäische Weltraumbehörde ESA begann 1977 mit dem Start ihres ersten Wettersatelliten Meteosat ein umfangreiches Erdbeobachtungsprogramm. Im Laufe der Jahrzehnte hat sich daraus eine Weltklasse-Flotte von Satelliten entwickelt, die ein breites Spektrum für die Wissenschaft und andere Anwendungen abdeckt. Vor kurzem hat die ESA das bislang ehrgeizigste Erdbeobachtungsprogramm der Welt lanciert: Copernicus mit derzeit sechs Sentinel-Missionen.

Abstract
The European Space Agency started managing an Earth Observation Programme in 1977 with the launch of its first meteorological satellite, Meteosat. Over the decades this has grown into a world-class fleet of satellites addressing a wide range of science and applications. More recently, ESA has embarked on the world’s most ambitious Earth Observation programme to date: Copernicus, with currently six series of Sentinels.

Kurzfassung
Das Schwerefeld der Erde und seine zeitliche Änderung stellen wichtige Beobachtungsgrößen in der Erforschung des dynamischen Systems Erde dar. Die Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) wurden entwickelt, um ebendiese zeitlichen Variationen und den langwelligen Anteil des Erdschwerefeldes erstmals mit globaler Überdeckung hochgenau zu erfassen. Das Institut für Geodäsie an der Technischen Universität Graz prozessiert die Rohdaten der GRACE-Mission und stellt monatliche, tägliche und statische Schwerefeldlösungen für die wissenschaftliche Gemeinschaft zur Verfügung. Die in Graz berechneten Schwerefeldmodelle wurden unter anderem im Rahmen der Climate Change Initiative (CCI) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verwendet, um Massenbilanzen der Eisschilde von Grönland und der Antarktis zu bestimmen. Als Teil der Gravity Observation Combination (GOCO) Initiative steuert Graz hochauflösende GRACE-Modelle für die Kombination mit weiteren Schwerefeldmissionen wie GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) und terrestrischen Daten bei. Tägliche Lösungen aus Graz werden zum Beispiel in der Erforschung großer Hochwasserereignisse verwendet. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Prozessierungskette der GRACE-Schwerefeldbestimmung, beginnend bei der Datenvorprozessierung, über die Bestimmung von kinematischen Satellitenorbits aus GPS Beobachtungen sowie der Verbesserung der gemessenen Satellitenorientierung durch Sensor-Fusion, bis zur Schätzung der Schwerefeldparameter nach kleinsten Quadraten. Das funktionale Modell zwischen der Hauptbeobachtung von GRACE – hochgenaue Relativgeschwindigkeiten – und dem unbekannten Schwerefeld sowie die Bestimmung des stochastischen Modells der Satellitenbeobachtungen werden erläutert. Abschließend werden Anwendungsbeispiele der in Graz erstellten GRACE-Produkte gezeigt.

Abstract
The gravity field and its variations in time are important observables for the understanding of Earth’s dynamic system. The twin satellites of the GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) mission have been designed to measure such temporal variations as well as the long-wavelength part of Earth’s gravity field with unprecedented accuracy on a global scale. The Institute of Geodesy at Graz University of Technology produces monthly, daily, and static gravity field solutions from raw observations of the GRACE mission for the scientific community. GRACE gravity fields derived in Graz have been used within the framework of the Climate Change Initiative (CCI) of the European Space Agency (ESA). As part of the Gravity Observation Combination (GOCO) initiative, Graz produces high-resolution static gravity fields from GRACE for combination with other satellite gravity missions such as GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) and terrestrial data. Daily solutions computed in Graz are for example used to study large flood events. This contribution gives an overview of the processing chain for GRACE gravity field recovery employed at Graz University of Technology. It comprises data preprocessing, determination of kinematic orbit positions from GPS observation, improvement of the measured satellite attitude, and the estimation of the gravity field parameters using a least squares adjustment. The functional model between the main observable – highly accurate relative velocities between the satellites – and the unknown gravity field is exemplified and an approach for the determination of the stochastic characteristics of the satellite observations is shown. To conclude, we present some applications for the GRACE gravity fields computed in Graz.

Kurzfassung
Ausgehend von der Schwerefeldlösung GrazLGM200a, die Anfang des Jahres 2014 publiziert wurde, werden in diesem Beitrag die aktuellen Forschungsergebnisse hinsichtlich der Schwerefeldbestimmung des Mondes am Institut für Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften präsentiert. Die Untersuchungen basieren auf hoch präzisen Ka-Band Distanzmessungen der Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) Mission während der ersten Messphase (1. März bis 29. Mai, 2012). Die Messungen werden anhand eines Integralgleichungsansatzes unter Verwendung kurzer Bahnbögen analysiert. Die grundlegende Idee dahinter ist eine Umformulierung der Newtonschen Bewegungsgleichung als Randwertproblem. Diese Methode wurde bereits erfolgreich zur Schwerefeldbestimmung der Erde im Zuge der Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE) Mission verwendet. Für die Erstellung des aktuellen Mondschwerefeldes GrazLGM300a wurden Modellierung und Parametrisierung überarbeitet. Die Lösung wird mit dem NASA-JPL Modell GL660B, welches ebenfalls auf Beobachtungen während der ersten Messphase beruht, verglichen. Die aktuelle Lösung GrazLGM300a stellt eine deutliche Verbesserung zum Ausgangsmodell dar und entspricht, bis auf die spektrale Auflösung, annähernd den NASA Modellen.

Abstract
In this contribution we present the latest activities (methods and results) at the Space Research Institute of the Austrian Academy of Sciences for the determination of the gravity field of the Moon, starting from the GrazLGM200a model, which has been published in early 2014. Our research is based on high-precision inter-satellite Ka-band ranging (KBR) observations collected by the Gravity Recovery And Interior Laboratory (GRAIL) mission during the primary mission phase (March 1 to May 29, 2012). We exploit the ranging measurements by an integral equation approach using short orbital arcs. The basic idea of the technique is to reformulate Newtons equation of motion as a boundary value problem. This method has already been successfully applied for the recovery of the Earths gravity field from data provided by the Gravity Recovery And Climate Experiment (GRACE). For the development of our new Graz Lunar Gravity Model, GrazLGM300a, we refined modeling and parameterization. We validate our results with the GL660B solution - a recent GRAIL model computed at NASA-JPL, which is also based on observations from the primary mission phase. We show that the actual solution GrazLGM300a represents a distinctive improvement compared to the predecessor model and is close to the models developed at NASA, apart from the spectral resolution.

Kurzfassung
Die Bodenfeuchtigkeit – das gespeicherte Wasser in der Wurzelzone – ist ein entscheidender Parameter für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten. Die Ableitung der Bodenfeuchtigkeit aus Mikrowellendaten ist seit den 1970er Jahren ein wichtiger Forschungsbereich innerhalb der Fernerkundung, aber erst in den letzten Jahren hat es bedeutende Fortschritte hin zu operationellen Anwendungen gegeben. Dies wurde ermöglicht durch Entwicklungen im Bereich der Auswertungsalgorithmen und der Sensortechnologie. In diesem Vortrag werden die technischen Eigenschaften der ersten beiden Satelliten, die speziell für den Zweck der Messung der Bodenfeuchtigkeit entwickelt wurden, vorgestellt und mit denen operationeller Mikrowellensensoren verglichen. Beide Satelliten arbeiten bei einer etwas längeren Wellenlänge (21 cm) als bei vergleichbaren operationellen Mikrowellensensoren verwendet wird. Die ersten umfangreichen Validierungsstudien zeigen, dass der erste der beiden neuen Satelliten gute Ergebnisse liefert, aber noch nicht den erwarteten Qualitätssprung im Vergleich zu den bestehenden Sensoren gebracht hat. Erst durch weitere Forschungsarbeiten, und vor allem durch den Start des zweiten neuartigen Satelliten, wird die Frage zu beantworten sein, ob die Genauigkeit der Bodenfeuchtigkeitsmessungen durch den Einsatz langwelliger, und somit auch kostspieliger, Mikrowellensensoren signifikant verbessert werden kann.

Abstract
Soil moisture – the water content of the soil with the reach of the plant roots – is an important parameter in a number of application areas. The retrieval of soil moisture from microwave remote sensing measurements has hence been an important topic in the field of remote sensing since the 1970s. But only within in the last decade significant progress towards the establishment of operational services has been made. This progress became possible thanks to the development of innovative sensor technologies, and because of improvements in the retrieval algorithms. In this paper the two first satellites, which were designed solely for the purpose of soil moisture retrieval over land, are presented. Both satellites use a longer wavelength (21 cm) compared to comparable operational microwave sensors. The first few comprehensive validation studies show that the first of the two dedicated soil moisture satellites delivers good results. However, it has not yet surpassed the quality of soil moisture data retrieved from operational sensors. Further research is therefore necessary to determine of how much better the new satellites perform compared to the operational systems.

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
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.