Jens-André Paffenholz

Head of Geomatics for Underground Systems

Institute of Geotechnology and Mineral Resources-Geomatics, TU Clausthal

Über Sprecher*in/Moderator*in

Qualifications and Career

  • 2019 – present: Full professor Geomatics for Underground Systems at Clausthal University of Technology
  • 2014 – 2019: Postdoctoral research staff, Lecturer and leader of the working group “TLS-based Multi-Sensor Systems | Engineering Geodesy”, Geodetic Institute, Leibniz University Hannover, Germany
  • 2012 – 2014: Postdoctoral research staff, Institute of Cartography and Geoinformatics, Leibniz University Hannover, Germany
  • 2011 (3 months): Research Associate, Department of Spatial Sciences, Curtin University of Technology Perth, Western Australia, Australia
  • 2006 – 2012: Research staff, Geodetic Institute, Leibniz University Hannover, Germany
  • 2006 – 2012: Dr.-Ing.,PhD thesis about: Direct Geo-Referencing of 3D Point Clouds with 3D Positioning Sensors, Leibniz University Hannover, supervisor of PhD thesis: Prof. Hansjörg Kutterer
  • 2002 – 2006: Dipl.-Ing. Geodesy and Geoinformatics, Leibniz University Hannover, Germany, Supervisor of Diploma thesis: Prof. Hansjörg Kutterer

Activities in the Research System, Committee work and active participation in scientific organizations

  • 2025-present: Full member of the Geodesy Committee of the Bavarian Academy of Sciences and Humanities (DGK) and member of the DGK section “engineering geodesy”
  • 2025-present: TU Clausthal, Head of the Institute of Geotechnology and Mineral Resources
  • 2024-present: TU Clausthal, Faculty of Energy and Economics; Associate Dean
  • 2024-present: Member of the IAG Commission 4 Joint Working Group C.6: „GNSS mass-market devices in climate and environmental sensing: approaches, opportunities, challenges, and social impact”
  • 2022-present: TU Clausthal research area „Raw-Materials Supply and Resource Efficiency“;Research-area coordinator
  • 2021-present: Editor avn. allgemeine vermessungs-nachrichten

 

Matchmaking-Informationen

Teilnahme

2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods

Bewertung kostengünstiger Sensoren für das langfristige Deformationsmonitoring der geothermischen Infrastruktur GeoLab

Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:40 - 12:00 | Europe/Berlin
INTERGEO Conference | Room C 62 b
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods

KI-gestützte GNSS-basierte Analyse ionosphärischer TEC-Störungen zur Detektion präseismischer Anomalien und geodätischer Georisiken

Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:15 - 11:30 | Europe/Berlin
INTERGEO Conference | Room C 62 b
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods

Holistische Modellierung gravitativer Deformationen der Empfangseinheit von Radioteleskopen

Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:20 - 11:40 | Europe/Berlin
INTERGEO Conference | Room C 62 b
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods

Überwachung der Ionosphäre mit PPP-RTK-Korrektionen: Der I95L als Near-Real-Time ionosphärischer Störungsindex

Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:00 - 11:20 | Europe/Berlin
INTERGEO Conference | Room C 62 b

Meine Veranstaltungen (4)

Veranstaltung
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods
Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:00 - 11:20 | Europe/Berlin
Vortrag // Presentation
INTERGEO Conference | Room C 62 b
Englisch

Überwachung der Ionosphäre mit PPP-RTK-Korrektionen: Der I95L als Near-Real-Time ionosphärischer Störungsindex

Der GEPOS-Dienst des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) stellt PPP-RTK-Korrektionsdaten für ganz Deutschland bereit. Seit dem Übergang von der Testphase in die Optimierungsphase Anfang 2025 sind die PPP-RTK-Datenströme frei verfügbar. Untersucht wurde, welche Informationen über ionosphärische Störungen aus diesen Datensätzen gewonnen werden können.

Der I95L-Index, der erstmals in den frühen 2000er Jahren eingeführt wurde, gibt Auskunft über die zu erwartenden ionosphärischen Einflüsse auf zentimetergenaue Positionierungen innerhalb regionaler GNSS-Referenzstationsnetzwerke. Niedrige I95L-Werte zeigen an, dass eine schnelle und zuverlässige Mehrdeutigkeitsfixierung möglich ist. Für alle Referenzstationen, die von drei Nachbarstationen umgeben sind, werden ionosphärische Restfehler geschätzt, indem interpolierte und tatsächliche Beobachtungen verglichen werden. Unser Ansatz basiert ausschließlich auf den hochauflösenden, rasterbasierten ionosphärischen PPP-RTK-Korrektionen des GEPOS-Dienstes, wodurch der Rechenaufwand reduziert wird, während räumlich detaillierte Resteinflüsse der Ionosphäre dargestellt werden. Der I95L-Wert ergibt sich aus dem 95 %-Perzentil der ionosphärischen Restfehler aller vorhandenen Satellitensignale und wird in 0,1 TECU (Total Electron Content Units) angegeben.

Wir stellen ein Near-Real-Time-Störungswarnsystem vor, das den kontinuierlichen PPP-RTK-Datenstrom als verbesserte Informationsquelle für zukünftige Anwendungsmöglichkeiten nutzt. Die Ergebnisse werden als Deutschlandkarte dargestellt, die in sechs Regionen unterteilt ist, sowie als tägliches Histogramm, beide mit einer zeitlichen Auflösung von 15 Minuten. Typische ionosphärische Phänomene wie TIDs (insbesondere MSTIDs) und Szintillationen sind klar detektierbar und unterstreichen den Wert von hochauflösenden Echtzeit-PPP-RTK-Daten.

Frontiers of Geodetic Science
GNSS
Sprecher*in (1)
Felix Schneider
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Technische Universität Dresden
Moderator*in (1)
Jens-André Paffenholz
Head of Geomatics for Underground Systems, Institute of Geotechnology and Mineral Resources-Geomatics, TU Clausthal
Veranstaltung
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods
Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:15 - 11:30 | Europe/Berlin
Vortrag // Presentation
INTERGEO Conference | Room C 62 b
Englisch

KI-gestützte GNSS-basierte Analyse ionosphärischer TEC-Störungen zur Detektion präseismischer Anomalien und geodätischer Georisiken

Diese Studie stellt ein KI-gestütztes geodätisches Framework zur Detektion präseismischer ionosphärischer Störungen basierend auf GNSS-abgeleitetem Total Electron Content (TEC) vor. Der Ansatz integriert Multi-Source-Daten, einschließlich GNSS-Beobachtungen (RINEX), globaler Ionosphärenkarten (IONEX), seismischer Kataloge sowie Weltraumwetterindizes (z. B. Kp, Dst, F10.7).

Eine robuste Datenverarbeitungskette wird implementiert, die TEC-Extraktion, Rauschfilterung, Trendbereinigung sowie fortgeschrittenes Feature Engineering (z. B. ROTI, S4, TEC-Gradienten) umfasst. Zur Analyse werden Machine-Learning-Methoden wie Isolation Forest, One-Class SVM, Autoencoder sowie Deep-Learning-Zeitreihenmodelle (LSTM, CNN-LSTM) eingesetzt, um subtile Anomalien in komplexen und nicht-stationären Datensätzen zu erkennen.

Ergebnisse aus Fallstudien in seismisch aktiven Regionen zeigen, dass signifikante TEC-Anomalien bereits 2–5 Tage vor Erdbebenereignissen detektiert werden können. Zur Reduktion von Fehlalarmen werden Weltraumwetterparameter explizit berücksichtigt, um zwischen seismisch bedingten und solarterrestrischen Effekten zu unterscheiden.

Das vorgestellte System verdeutlicht das Potenzial KI-gestützter GNSS-Analysen für das Georisikomanagement und trägt zur Weiterentwicklung zukünftiger Frühwarnsysteme im Kontext der Beobachtung des Erdsystems bei.

Frontiers of Geodetic Science
GNSS
KI // AI
Sprecher*in (1)
Layachi Abdelkebir
PhD Researcher in Geodesy (GNSS & Ionospheric Monitoring), ENSGTS – National Higher School of Geodesy and Space Techniques, Algeria
Moderator*in (1)
Jens-André Paffenholz
Head of Geomatics for Underground Systems, Institute of Geotechnology and Mineral Resources-Geomatics, TU Clausthal
Veranstaltung
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods
Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:20 - 11:40 | Europe/Berlin
Vortrag // Presentation
INTERGEO Conference | Room C 62 b
Englisch

Holistische Modellierung gravitativer Deformationen der Empfangseinheit von Radioteleskopen

Autoren: Cornelia Eschelbach, Benedikt Soja, Rüdiger Haas, Michael Lösler

Die Prüfung geodätischer Messmittel zur Sicherstellung von Funktion, Genauigkeit und Rückführbarkeit ist integraler Bestandteil des Vermessungswesens. Neben mobilen terrestrischen Instrumenten wie Nivellieren, Tachymetern oder GNSS-Empfängern rücken Untersuchungen an der geodätischen Infrastruktur zur Definition, Realisierung und Aufrechterhaltung globaler geodätischer Referenzrahmen infolge erhöhter Genauigkeitsanforderungen verstärkt in den Fokus. Radioteleskope, die zur Interferometrie auf langen Basen (VLBI) eingesetzt werden, weisen aufgrund ihrer Dimension und ihres Gewichts ein ausrichtungsabhängiges Verformungsverhalten auf, welches systematische Abweichungen in den VLBI-Beobachtungen verursacht. Das bisher angewandte Korrekturmodell ist unvollständig und berücksichtigt nur einen Teil der tatsächlich auftretenden Verformungen, wie gegenwärtige Untersuchungen zeigen. Je nach Teleskop können diese nicht repräsentativen Korrekturen sogar zu einer systematischen Verfälschung der VLBI-Beobachtungen führen. Dieser Beitrag stellt das in enger Kooperation mit dem International VLBI Service for Geodesy and Astrometry entwickelte ganzheitliche Analyseverfahren der IAG/IERS Arbeitsgruppe Metrology of Space Geodetic Infrastructure vor, welches eine Berücksichtigung aller auftretenden und modellierbaren Deformationen ermöglicht.

Frontiers of Geodetic Science
Sprecher*in (1)
Cornelia Eschelbach
Professur für Vermessung und angewandte Geodäsie, Frankfurt University of Applied Sciences
Moderator*in (1)
Jens-André Paffenholz
Head of Geomatics for Underground Systems, Institute of Geotechnology and Mineral Resources-Geomatics, TU Clausthal
Veranstaltung
2.3.2 Engineering Geodesy: sensors and methods
Mittwoch, 16. Sept. 2026
11:40 - 12:00 | Europe/Berlin
Vortrag // Presentation
INTERGEO Conference | Room C 62 b
Englisch

Bewertung kostengünstiger Sensoren für das langfristige Deformationsmonitoring der geothermischen Infrastruktur GeoLab

Autorinnen: Yijie Du, Corinna Harmening

Das GeoLab-Projekt zielt auf den Aufbau eines unterirdischen Labors für Forschungsarbeiten im Bereich geothermischer Energieanwendungen ab. Innerhalb dieses Projekts spielt das Deformationsmonitoring sowohl während der Bauphase als auch im langfristigen Betrieb eine wesentliche Rolle. Eine kontinuierliche Überwachung ermöglicht die Bewertung der strukturellen Stabilität und unterstützt die sichere und nachhaltige Nutzung geothermischer Energie.

Diese Studie untersucht das Potenzial kostengünstiger Sensoren für das langfristige Deformationsmonitoring sowie deren mögliche Integration in großflächige Monitoringnetzwerke. Insbesondere werden kostengünstige IMUs und Neigungssensoren hinsichtlich ihrer Messperformance und Langzeitstabilität bewertet.

Die Sensoren wurden zunächst unter verschiedenen Temperaturbedingungen getestet und kalibriert, um temperaturabhängige Effekte sowie mögliche Nullpunktdrifts zu kompensieren. Als praktischer Anwendungsfall wurden die Sensoren für das Monitoring einer Brückenkonstruktion eingesetzt, um strukturelle Schwingungsfrequenzen zu messen und Deformationsverhalten zu detektieren. Die vorgestellte Arbeit liefert eine erste Bewertung der Eignung kostengünstiger Sensortechnologien für langfristige geodätische und strukturelle Monitoringanwendungen.

Frontiers of Geodetic Science
Autonome Sensorsysteme // Autonomous sensor Systems
Sprecher*in (1)
Yijie Du
Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Karlsruher Institut für Technologie
Moderator*in (1)
Jens-André Paffenholz
Head of Geomatics for Underground Systems, Institute of Geotechnology and Mineral Resources-Geomatics, TU Clausthal