Titelaufnahme

Titel
Ableitung subtäglicher Variationen der Gletscherfließgeschwindigkeit aus kontinuierlichen GPS-Einfrequenzmessungen / Stefan Weger
VerfasserWeger, Stefan
Begutachter / BegutachterinWieser, Andreas ; Buchebner, Eva Maria
Erschienen2013
UmfangVII, 89 Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Gletscher / Pasterze / Gletscherfließgeschwindigkeit / Einfrequenz-GPS / DGPS / Kalman-Filter
Schlagwörter (EN)glacier / Pasterze / glacier velocity / single frequency GPS / DGPS / Kalman Filter
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-54313 Persistent Identifier (URN)
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Ableitung subtäglicher Variationen der Gletscherfließgeschwindigkeit aus kontinuierlichen GPS-Einfrequenzmessungen [36.59 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Durch eine präzise Vermessung der Gletscheroberfläche können Rückschlüsse über die zeitliche Änderung von Zustandsparametern wie z.B.

Volumen, Ausdehnung und Fließgeschwindigkeit gezogen werden. Um die kurzzeitigen und saisonalen Schwankungen vom langfristigen Trend zu trennen, bedarf es eines kontinuierlichen Monitorings des Gletsches.

Für derartige Monitoringsysteme werden bereits zahlreiche verschiedene Verfahren eingesetzt wie etwa Laserscanner, Einzelpunktmessungen mittels Theodolit oder photogrammetrische Auswertungen. Auch der Einsatz von GPS-Empfängern bietet sich aufgrund der exponierten Lage an. In der Praxis wurden bisher wegen der höheren Genauigkeit und Zuverlässigkeit vor allem die kostenintensiveren Zweifrequenzempfänger verwendet.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll untersucht werden, ob ein Messsystem, bestehend aus Einfrequenz-GPS-Empfängern dazu geeignet ist, die Bewegung eines Gletschers bis hin zu subtäglichen Geschwindigkeitsvariationen mit ausreichender Genauigkeit zu erfassen. Ziel der Arbeit sollte es sein eine möglichst effiziente Methode zu entwickeln die Daten mit einem institutseigenen Kalman-Filter auszuwerten und schlussendlich zu beurteilen, wie gut Einfrequenzempfänger für den Einsatz in einem Gletscher-Monitoringsystem geeignet sind.

Das Ergebnis der Auswertung entspricht weitgehend den Erwartungen und deckt sich mit den Ergebnissen aus vergleichbaren Untersuchungen, die am Pasterzegletscher durchgeführt wurden. In horizontaler Richtung wurden im Winter Bewegungsraten von etwa 4 cm/Tag beobachtet, die im Sommer auf bis zu 14 cm/Tag ansteigen. Auch der Bewegungsverlauf ändert sich im Laufe des Jahres, so bewegt sich die Gletscherzunge in den Wintermonaten annähernd gleichförmig, während die Bewegungsgeschwindigkeit im Sommer deutlich schwankt. Im Sommerhalbjahr konnten auch im subtäglichen Verlauf Geschwindigkeitsvariationen beobachtet werden, jedoch sind diese aufgrund des Messrauschens oft nicht so eindeutig erkennbar und schwierig zu interpretieren.

Zusammenfassung (Englisch)

By precisely measuring the glacier surface, conclusions about the rate of change of state parameters such as volume, size and flow rate can be drawn. To separate the short-term and seasonal variations from the long-term trend, it requires a continuous monitoring of the Glacier.

For such monitoring systems many different methods such as laser scanners and singlepoint measurements using theodolite or photogrammetric evaluations are used, but also GPS is suitable for this purpose. Because of its higher accuracy and reliability, especially the more expensive dual-frequency receivers have been especially used in existing monitoring systems. In this work we want to examine single-frequency receivers and their suitability for glacier monitoring systems.

For the test run, which forms the basis of this thesis, two permanent GPS-receivers were installed at the Pasterze glacier by the Central Institute for Meteorology and Geodynamics (ZAMG). After a short test period, the receivers have been permanently in operation since 2010. For this thesis, the data of one year, starting from October 2010 was evaluated. The purpose of this work was to develop an efficient method of evaluating the data using a Kalman-filter-software. Ultimately we tried to estimate how well single-frequency receivers are suited for the use in a glacier-monitoring system.

The daily movement and the seasonal changes in glacier speed can be easily recognized. Also subdaily changes in the movement pattern of the receiver can be assumed from the results of the analysis of the data, however these are not so clearly identifiable.

The result of the evaluation corresponds extensively to the expectations and coincides with the results from comparable investigations which were carried out in the Pasterze Glacier. In horizontal direction movement rates were observed of about 4 cm/day in winter and up to 14 cm/day in summer. Also the movement course changes during the year. During the winter months the glacier tongue moves roughly uniformly, while the movement speed clearly sways in summer. In the summer half-year, speed variations can be also observed in the sub-daily course; however, these are not so easily recognizable because of the measurement noise and are often difficult to interpret.