Globale Navigationssatellitensysteme (global navigation satellite systems, GNSS) ermöglichen die Positionsbestimmung, Navigation und Zeitübertragung überall auf der Erde und zu jeder Zeit. Dabei können durch spezielle Auswerteverfahren und die Berücksichtigung von Messabweichungen, denen die Beobachtungen der Satelliten unterliegen, deutlich höhere Genauigkeiten erreicht werden als ursprünglich vorgesehen. Ursachen für Messabweichungen sind neben Phänomenen, die den Signalweg beeinflussen, auch elektronische und elektromagnetische Effekte an den Satelliten und Empfangssystemen. Richtungsabhängige Verzögerungen der Codebeobachtungen (group delay variations, GDV) stellen eine solche Art der Messabweichung dar. Sie entstehen durch richtungsabhängige Sende- und Empfangseigenschaften der Satelliten- bzw. Empfangsantennen und sind frequenzabhängig.
Aufgrund steigender Genauigkeitsanforderungen hat sich die Bestimmung und Korrektion von Messabweichungen zu einem wichtigen Forschungsfeld etabliert. Hier leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag. Sie beschäftigt sich mit der Bestimmung von GDV auf der Grundlage von Beobachtungen terrestrischer Referenzstationen, wobei die GDV der GNSSSatellitenantennen im Vordergrund stehen. Da eine Codebeobachtung sowohl die GDV der Satellitenantenne als auch die der Empfangsantenne enthält, stellt die exakte Trennung beider
Anteile eine besondere Herausforderung dar. Sie kann nur gelingen, wenn für eine der Antennen absolute Werte bekannt sind. Absolute GDV von Satelliten- und Empfangsantennen haben den Vorteil, dass sie unabhängig voneinander nutzbar sind. Im Gegensatz dazu beziehen sich relative Satellitenantennen-GDV auf die verwendeten Empfangsantennen und sind nicht unabhängig von ihnen.
Die kumulative Dissertation basiert auf drei wissenschaftlichen Publikationen zur Bestimmung relativer und absoluter GDV. Am Beispiel relativer GDV der GPS-Satellitenantennen wird zunächst deren zeitliche Stabilität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass von zeitlicher Stabilität über die Dauer von mindestens zwei Jahren ausgegangen werden kann. Daraufhin erfolgt mit Beobachtungen jeweils nur einer Orbitperiode die Bestimmung relativer GDV für die Satellitenantennen von GLONASS und Galileo. Es stellt sich heraus, dass
Orbitperioden von mehreren Tagen die Datenakquise deutlich erleichtern. Zudem ermöglichen die Kriterien hinsichtlich des Equipments der ausgewählten Referenzstationen typspezifische Betrachtungen der Empfangsantennen.
Schließlich können auf der Grundlage absoluter GDV-Korrektionen für GNSS-Empfangsantennen auch absolute GDV für die Satellitenantennen von GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou und QZSS bestimmt werden. Mit diesem Ergebnis steht erstmals ein umfangreiches Set absoluter Multi-GNSS- und Multifrequenz-GDV für einen Großteil der GNSS-Satellitenantennen zur Verfügung. Es gewährt einen systemübergreifenden Überblick und kann zur Korrektion von Codebeobachtungen verwendet werden. Auch wenn sich die Genauigkeit der GDV-Schätzungen noch nicht abschließend beurteilen lässt, birgt die angewendete Methode das Potenzial, GDV mit einer Präzision von wenigen Zentimetern zu bestimmen.