Geodätische Weltraumverfahren sind von fundamentaler Bedeutung für die Bestimmung von globalen geodätischen Referenzrahmen, welche wiederum die Basis für jede Art von Positionierung und Navigation auf der Erde und im Weltraum sind. Diese Referenzrahmen sind die Realisierungen von erdfesten und raumfesten Koordinatensystemen samt den Erdorientierungsparametern für die Transformation zwischen den beiden Systemen. Eine wichtige Komponente der Erdorientierung ist die ungleichmäßige Rotation um die Erdachse in etwa 24 Stunden. Die Bestimmung des zugehörigen Erdrotationswinkels im Mikrosekundenbereich ist Voraussetzung für die hochgenaue Positionierung im Millimeterbereich mit globalen Satellitennavigationssystemen, wie dem amerikanischen Global Positioning System (GPS) oder Galileo der Europäischen Union. Während GPS und Galileo auf Messungen zwischen Satelliten und Antennen auf der Erdoberfläche basieren, verwendet das geodätische Weltraumverfahren der Very Long Baseline Interferometry (VLBI) global verteilte Radioteleskope und die Beobachtung von Quasaren, extragalaktische Radioquellen Milliarden von Lichtjahren entfernt. Die primäre Beobachtungsgröße der VLBI ist die Differenz in den Ankunftszeiten der Signale von den Quasaren an den Teleskopen. Die VLBI ist das einzige Verfahren zur Bestimmung des Erdrotationswinkels mit höchster Genauigkeit, da die Satellitenverfahren wie GPS und Galileo nicht modellierten Fehlern in den Satellitenbahnen ausgesetzt sind. Ziel des Projekts VLBI2Galileo ist nun die Übertragung der Vorteile der VLBI auf Galileo über neuartige Beobachtungen.
Die einzigen geometrischen Verbindungen zwischen den beiden geodätischen Weltraumverfahren stammen von lokalen Messungen an Beobachtungsstationen an der Erdoberfläche, da es im Weltraum keine Verbindungen zwischen den Verfahren gibt. In diesem Projekt untersuchen wir die Verwendung von VLBI Transmittern an Bord von Galileo Satelliten, die ähnliche Signale bzw. Rauschen aussenden wie Quasare. Diese Signale können dann mit VLBI Radioteleskopen beobachtet werden, sodass damit eine Verbindung zwischen VLBI und Galileo im Weltraum realisiert wird. In weiterer Folge werden diese Beobachtungen die direkte Bestimmung des Erdrotationswinkels mit Galileo ermöglichen, was derzeit nicht möglich ist. Zusätzlich werden wir die Verwendung von speziell codierten Signalen für die Bestimmung der Distanz zwischen Galileo Satelliten und den VLBI Radioteleskopen untersuchen, was vor allem die radiale Komponente der Galileo Bahnen verbessern wird.
Für alle Untersuchungen verwenden wir die Vienna VLBI and Satellite Software (VieVS). Wir werden viele Simulationen für die Verbesserung der Beobachtungspläne (wann sollen welche Teleskope welche Satelliten und welche Quasare beobachten) laufen lassen, um die bestmögliche Bestimmung der Galileo Bahnen und der Referenzrahmen zu ermöglichen. Schließlich werden wir zu Projektende in der Lage sein, Angaben zu liefern, welche Genauigkeiten mit den neuen Beobachtungen zu erwarten sind.
