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 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.