Die aktuelle Bestimmung globaler Terrestrischer Referenzrahmen (TRFs) erfolgt durch Kombination weltraumgestützter geodätischer Beobachtungserfahren unter Verwendung von local-ties an Beobachtungsstationen mit mehreren geodätischen Techniken. Als Teil der DFG-Forschungsgruppe „Clock Metrology“ entwickelt dieses Projekt neue, innovative Strategien zur Kombination weltraumgeodätischer Verfahren durch die Einführung eines common targets (CT) und einer common clock (CC) am Beispiel des geodätischen Observatoriums Wettzell (GOW). Diese dienen jeweils als gemeinsamer Referenzpunkt und gemeinsames Zeitbezugssystem für alle Verfahren. Ziel ist es, u zeigem wie CT und CC genutzt werden können, um die Ziele des Global Geodetic Observing System (GGOS) von 1 mm Genauigkeit und 1 mm/Dekade Langzeitstabilität für die TRFs zu erreichen. Auf der Grundlage aktueller State-of-the-Art Standards und -Modelle wurden umfangreiche Simulationen von Beobachtungsnetzen für das Global Positioning System (GPS), Satellite Laser Ranging (SLR) und Very Long Baseline Interferometry (VLBI) durchgeführt, um den Einfluss von CT und CC auf die TRF Bestimmung zu untersuchen. Darüber hinaus wurden umfangreiche Softwareanpassungen vorgenommen, um CC in die GPS-Prozessierung zu implementieren einschließlich einer neuen Parametrisierung der GPS Stationsuhren, um diese mit VLBI kombinieren zu können. Diese Studie präsentiert die Ergebnisse der Einführung des CC in die Intra- und Inter-Kombination der geodätischen Techniken und untersucht die Auswirkungen auf die TRF-Bestimmung hinsichtlich der geschätzten Stationskoordinaten, Geschwindigkeiten und Erdorientierungsparameter (EOPs) sowie der Korrelationen zwischen den geschätzten Parametern.

Physikalische Höhensysteme sind essenziell für die Beobachtung klimarelevanter Prozesse wie Meeresspiegeländerungen, Massenumlagerungen und Oberflächendeformationen. Bestehende physikalische Höhensysteme basieren jedoch auf regionalen Realisierungen, die an lokale Datums und Pegelstationen gebunden sind, was zu systematischen Inkonsistenzen und einer eingeschränkten zeitlichen Stabilität führt. Das International Height Reference System (IHRS) wurde definiert, um ein global konsistentes, potentialbasiertes Höhensystem bereitzustellen. Optische Atomuhren bieten eine neuartige Möglichkeit, da sie über die chronometrische Nivellementierung einen direkten Zugang zu Schwerepotentialdifferenzen ermöglichen; ein systematischer Rahmen für deren Integration in geodätische Referenzsysteme fehlt jedoch bislang.

Diese Arbeit entwickelt und testet ein uhrenfähiges (clock-ready) Realisierungsrahmenwerk für physikalische Höhensysteme, das Uhrennetzwerke, Schwerefeldinformationen und klassische Höhendaten integriert. Als realistisches europäisches Testgebiet wird das European Vertical Reference Frame (EVRF2019) verwendet, ergänzt durch bestehende und geplante Glasfaserverbindungen zwischen aktuellen und zukünftigen Uhrenstandorten. Schwerepotentialdifferenzen und deren zeitliche Variationen zwischen ausgewählten Uhrenstandorten werden modelliert, wobei Oberflächendeformationen und Massenumlagerungseffekte berücksichtigt werden. Diese modellierten Potentialunterschiede werden anschließend in simulierte Uhrenbeobachtungen überführt, die den Leistungsniveaus aktueller und zukünftiger optischer Uhren entsprechen. Dieser Ansatz ermöglicht die Validierung des Rahmens ohne ein dichtes operatives Uhrennetzwerk, bleibt jedoch vollständig kompatibel mit einer zukünftigen Integration realer Uhren- und Quantengravimetrie-Beobachtungen.

Als komplementärer methodischer Bestandteil wird die uhrenbasierte Vereinheitlichung regionaler Höhensysteme in geschlossenen Simulationsketten für Europa und Brasilien untersucht, wobei realistische Netzwerkkonfigurationen, Verbindungstechnologien und Rauschcharakteristiken berücksichtigt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Uhrenunsicherheiten im Bereich von 10⁻¹⁸ und optimierten Uhrenverteilungen regionale Höhensysteme mit einer Genauigkeit von 1–2 cm auf ein vordefiniertes Datum vereinheitlicht und konsistent mit dem globalen Geoid verbunden werden können. Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass ein uhrenfähiges, dynamisch kontrolliertes Höhensystem bereits in einer vor-operativen Form unter Nutzung bestehender geodätischer Infrastruktur realisiert werden kann und eine klare Perspektive für die zukünftige Integration realer Uhrendaten und quantengravimetrischer Beobachtungen bietet.

This presentation introduces an updated determination of the Gauss–Listing geopotential value W0, a fundamental quantity for the realisation of global vertical reference systems and modern height datums. The study revisits earlier methodology using contemporary global datasets, including recent mean sea surface models, ocean dynamic topography information, and a high-resolution global gravity field model, all treated consistently within the same tide system.
An independent normal-gravity formulation is also used to define a new best-fitting global reference ellipsoid satisfying U0 = W0 The presentation discusses how the updated W0 realisation and associated ellipsoid contribute to a physically consistent reference surface for geoid computation, gravity-field modelling, and the unification of vertical height systems.