Autor: B.Sc. Sebastian Philipp
Titel: Einrichtung einer Messstrecke zur Refraktionsbestimmung mit Szintillometrie, bildgestützter Zenitwinkelbeobachtung und Temperaturgradiententurm
Art: Master's Thesis
Jahr, Nr.: 2014, #428
Betreuer: Dipl.-Ing. Christoph Reith

In dieser Arbeit wird der Einfluss der bodennahen Atmosphäre auf die Refraktion mit den Messinstrumenten Szintillometer, Videotachymeter IATS2 und Temperaturgradiententurm untersucht. Das Szintillometer misst hierzu die Parameter der inneren Skalenlänge und den Brechungsindexgradienten, woraus der Refraktionskoeffizient mit Hilfe der Monin-Obukhov-Similiaritätstheorie (MOST) abgeleitet werden kann. Mit dem Videotachymeter wird eine kreisförmige Zielmarke hochfrequent detektiert, woraus der Kreismittelpunkt abgeleitet wird. Aus diesem wird zum einen mit Hilfe der MOST die aktuelle Refraktion bestimmt, zum anderen wird aus der Position des Kreismittelpunktes der Zenitwinkel abgeleitet. Mit dem Zenitwinkel wird schließlich der Refraktionskoeffizient durch einen bekannten Höhenunterschied sowie, wenn zwei Videotachymeter zur Verfügung stehen, die Refraktion über gegenseitig-gleichzeitige Zenitwinkelbeobachtung bestimmt. Letztendlich wird durch Temperaturmessungen des Temperaturgradiententumes in fünf verschiedenen Höhen, der vertikale Temperaturgradient berechnet und der Refraktionskoeffizient bestimmt.

Um die Messungen durchzuführen, wird auf dem Gelände des Max-Kneißl Institut für Geodäsie der Technischen Universität München eine Messstrecke eingerichtet. Die Messstrecke ist 105,998 m lang und der Höhenunterschied beträgt zwischen Start- und Endpunkt 0,692 m. Dies gewährleistet für alle Messungen eine konstante Messlänge und einen konstanten Höhenunterschied zwischen den Messinstrumenten, welcher für die Zenitwinkelbeobachtungen erforderlich ist. Des Weiteren kann durch die Einrichtung der Messstrecke ein zügiger Messaufbau ermöglicht werden.

Die Arbeit zeigt, dass die Bestimmungsmethoden zur Refraktion mit dem Szintillometer, den Videotachymetern und dem Temperaturgradiententurm funktionieren und zu validen Ergebnissen führen. Die Ergebnisse werden untereinander verglichen, wobei sich herausstellt, dass die Methoden nach der Berechnung der MOST und nach den Methoden der Zenitwinkelbestimmung divergieren, jedoch die Ergebnisse dieser zwei Berechnungsmethoden in sich sehr gut zusammenpassen.