Impact of loading displacements on SLR-derived parameters and on the consistency between GNSS and SLR results

Displacements of the Earth’s surface caused by tidal and non-tidal loading forces are relevant in high-precision space geodesy. Some of the corrections are recommended by the international scientific community to be applied at the observation level, e.g., ocean tidal loading (OTL) and atmospheric tidal loading (ATL). Non-tidal displacement corrections are in general recommended not to be applied in the products of the International Earth Rotation and Reference Systems Service, in particular atmospheric non-tidal loading (ANTL), oceanic and hydrological non-tidal corrections. We assess and compare the impact of OTL, ATL and ANTL on SLR-derived parameters by reprocessing 12 years of SLR data considering and ignoring individual corrections. We show that loading displacements have an influence not only on station long-term stability, but also on geocenter coordinates, Earth Rotation Parameters, and satellite orbits. Applying the loading corrections reduces the amplitudes of annual signals in the time series of geocenter and station coordinates. The general improvement of the SLR station 3D coordinate repeatability when applying OTL, ATL and ANTL corrections are 19.5 %, 0.2 % and 3.3 % respectively, w.r.t. the solutions without loading corrections. ANTL corrections play a crucial role in the combination of optical (SLR) and microwave (GNSS, VLBI, DORIS) space geodetic observation techniques, because of the so-called Blue-Sky effect: SLR measurements can be carried out only under cloudless sky conditions—typically during high air pressure conditions, when the Earth’s crust is deformed, whereas microwave observations are weather-independent. Thus, applying the loading corrections at the observation level improves SLR-derived products as well as the consistency with microwave-based results. We assess the Blue-Sky effect on SLR stations and the consistency improvement between GNSS and SLR solutions when ANTL corrections are included. The omission of ANTL corrections may lead to inconsistencies between SLR and GNSS solutions of up to 2.5 mm for inland stations. As a result, the estimated GNSS–SLR coordinate differences correspond better to the local ties at the co-located stations when applying ANTL corrections.

Combined LARES-LAGEOS Solutions

LARES is a new spherical geodetic satellite designed for SLR observations. It is made of solid tungsten alloy covered with 92 corner cubes. Due to a very small area-to-mass ratio, the sensitivity of LARES orbits to non-gravitational forces is greatly minimized. We processed 82 weeks (Feb12-Aug13) of LARES observations from a global SLR network and we analyzed the contribution of LARES data to the current SLR products (e.g., global scale and geocenter coordinates). The quality of the combined LARES+LAGEOS-1/2 solutions is also addressed in the paper. Introduction LARES

Earth gravity field recovery using GPS, GLONASS, and SLR satellites

The time variable Earth’s gravity field provides the information about mass transport within the system Earth, i.e., the relationship of mass transport between atmosphere, oceans, and land hydrology. We recover the low-degree parameters of the time variable gravity field using microwave observations from GPS and GLONASS satellites and from SLR data to five geodetic satellites, namely LAGEOS-1/2, Starlette, Stella, and AJISAI. GPS satellites are particularly sensitive to specific coefficients of the Earth's gravity field, because of the deep 2:1 orbital resonance with Earth rotation (two revolutions of the GPS satellites per sidereal day). The resonant coefficients cause, among other, a “secular” drift (actually periodic variations of very long periods) of the semi-major axes of up to 5.3 m/day of GPS satellites. We processed 10 years of GPS and GLONASS data using the standard orbit models from the Center of Orbit Determination in Europe (CODE) with a simultaneous estimation of the Earth gravity field coefficients and other parameters, e.g., satellite orbit parameters, station coordinates, Earth rotation parameters, troposphere delays, etc. The weekly GNSS gravity solutions up to degree and order 4/4 are compared to the weekly SLR gravity field solutions. The SLR-derived geopotential coefficients are compared to monthly GRACE and CHAMP results.

SLR-derived terrestrial reference frame using the observations to LAGEOS-1/2, Starlette, Stella, and AJISAI

Currently, the contributions of Starlette, Stella, and AJISAI are not taken into account when defining the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), despite the large amount of data collected in a long time-span. Consequently, the SLR-derived parameters and the SLR part of the ITRF are almost exclusively defined by LAGEOS-1 and LAGEOS-2. We investigate the potential of combining the observations to several SLR satellites with different orbital characteristics. Ten years of SLR data are homogeneously processed using the development version 5.3 of the Bernese GNSS Software. Special emphasis is put on orbit parameterization and the impact of LEO data on the estimation of the geocenter coordinates, Earth rotation parameters, Earth gravity field coefficients, and the station coordinates in one common adjustment procedure. We find that the parameters derived from the multi-satellite solutions are of better quality than those obtained in single satellite solutions or solutions based on the two LAGEOS satellites. A spectral analysis of the SLR network scale w.r.t. SLRF2008 shows that artifacts related to orbit perturbations in the LAGEOS-1/2 solutions, i.e., periods related to the draconitic years of the LAGEOS satellites, are greatly reduced in the combined solutions.

Islam als Problem der Gesellschaft

Die Blicke, die die Wissenschaft auf Islam und Muslime in der Schweiz wirft, sind in den meisten Fällen entweder auf Subjekte gerichtet, oder sie behandeln die soziale und kommunikative Konstruktion jener Phänomene nur mit Blick auf einzelne Teilsysteme der Gesellschaft wie Politik und Massenmedien (respektive öffentliche Diskurse) ohne gesellschaftstheoretische und funktionalistische Rückbindung. Die vorliegende Arbeit positioniert sich in dieser Beobachtungslücke und nimmt die vielfältigen Beobachter der Gesellschaft von Islam und Muslimen in der Schweiz in den Blick. Fragt man danach, welche Strukturen sich wie irritieren lassen, treten die Phänomene Islam und Muslime in den Hintergrund, und auf dem analytischen Schirm erscheint die Gesellschaft selbst. In der Folge werden die umfangreichen Kommunikationsleistungen sichtbar, die eine Irritation in verschiedenen Teilsystemen – nicht nur in der Politik oder den Massenmedien, sondern genauso im Recht, der Religion, der Kunst oder der Wirtschaft – auslöst. Sei es, dass Eltern ihre Kinder aus religiösen Gründen nicht am gemischtgeschlechtlich erteilten Schwimmunterricht an öffentlichen Primarschulen in Basel teilnehmen lassen wollen, oder dass ein muslimischer Verein im Zuge des Um- und Ausbaus ihres Vereinslokals in Langenthal ein Minarett auf dem Dach desselben errichten will: diese und andere Gesuche, (teil-)öffentlich soziale Vielfalt in der Form religiöser Differenz auszudrücken, regen eine Fülle von Beobachtungs- und Kommunikationsleistungen an. Den Hauptteil der vorliegenden Studie bildet denn auch die Analyse der vielfältigen Reaktionen in zwei Konfliktfällen zur Nichtteilnahme am gemischtgeschlechtlich erteilten Schwimmunterricht in Primarschulen Basel-Stadts und dem Baugesuch für ein Minarett und eine Kuppel als Teil des Ausbaus eines Vereinslokals in Langenthal. Die beiden Fälle wurden deshalb ausgewählt, weil ihre anfängliche Irritation quer durch die gesellschaftlichen Teilsysteme hindurch und über mehrere Jahre hinweg Antwortversuche auslöste und die empirische Analyse deshalb über mehr und aussagekräftigeres Material verfügen konnte, als es in anderen, ansonsten für eine Analyse prinzipiell auch denkbaren, Konfliktfällen, beispielsweise zur Einrichtung eines muslimischen Grabfeldes auf einem Friedhof oder dem Tragen eines Kopftuchs an der Schule, bei der Arbeit oder beim Sport, möglich gewesen wäre. Die Beobachtung des Umgangs mit diesen beiden Instanzen sozialer Vielfalt (aber auch in inhaltlich anders gelagerten Fällen der Differenzbearbeitung) macht sichtbar, dass und wie Erwartungen verunsichert und Lösungen für die Aufhebung dieser Unsicherheiten gefunden und ausprobiert werden. Die zentrale Einsicht der Studie lautet, dass selbstreproduzierende und selbstorganisierende Systeme, wie es Recht, Politik, Massenmedien, Kunst und Religion unter den Bedingungen einer funktional differenzierten, modernen Gesellschaft sind, aufgrund ihrer spezifischen Funktionsweise in der Gesellschaft ihre eigenen Zugänge zu religiöser Vielfalt entwickeln, die sich nur schwer miteinander vereinbaren lassen. In anderen Worten interessiert sich das Rechtssystem für die rechtlichen Folgen des Auftauchens islamischer Normativitäten, die Politik für daraus resultierende Machtansprüche, oder die Massenmedien für das aus der Vielfalt resultierende Konfliktpotenzial. Um gleichzeitig diese Einsicht in kürzeste Form zu bringen und die Wahl des Titels der vorliegenden Studie zu erläutern, sind Islam und Muslime kommunikativ konstruierte Artefakte. Sie werden jeweils dazu, was die Gesellschaft – respektive die sozialen Systeme, aus denen diese besteht – aus ihnen vermittels ihrer eigenen Beobachtungsleistungen macht. Dies schliesst natürlich die im vorliegenden Text kommunizierten Beschreibungen mit ein, da auch sie nichts anderes als einen Vollzug von Gesellschaft darstellen. Die Analyse von Konfliktfällen zu muslimisch-religiöser Diversität in den folgenden Kapiteln will dementsprechend keine Aussagen über Islam, Muslime und ihre Hintergründe und Motivlagen, die zu Konflikten führen könnten, treffen. Jenseits dieser subjektorientierten Beschreibungen genügt es dem Anspruch der vorliegenden Arbeit jedoch auch nicht, nur das Kursieren von Differenzsemantiken oder Diskursen über Islam und Muslime festzustellen – obwohl dies einen Teil der Analyse bildet. Diese gesellschaftlichen Problematisierungen von und die mannigfaltigen „Umgangsformen“ gegenüber Islam und Muslimen, oder allgemeiner: gegenüber Fremdheit, Differenz, Vielfalt – sollen zudem auf ihre funktionalen und gesellschaftsstrukturellen Ermöglichungsbedingungen und Grenzen hin untersucht werden. Wenn die vorliegende Studie Konfliktfälle analysiert, die als muslimisch bezeichnete Personen in die Kommunikation miteinbeziehen, liegt ihr Forschungsinteresse also auf einer Beobachtungsebene zweiter Ordnung und in den Formen des kommunikativen Umgangs mit Kontingenz und Vielfalt in der Form von „Islam“ und „Muslimen“ – und dafür, wo die Grenzen dieses Umgangs liegen. Dementsprechend sind die beiden fallanalytischen Kapitel (4 und 5) nach systemspezifischen Problemlösungen des Rechts, der Politik, der Massenmedien, der Kunst und der Religion strukturiert. Der Einsatz eines systemtheoretischen Analyserahmens, wie in Kapitel 2 dargestellt, in Kombination mit einer adaptierten Methode (in Kapitel 3 diskutiert) ermöglicht es dabei,spezifische, system- oder beobachterspezifische Unterscheidungsleistungen zu erkennen, die den jeweiligen Problemlösungsstrategien zu Grunde liegen. Die Bezeichnung „systemtheoretisch“ deutet dabei bereits an, dass sich der Analysefokus von individuellen Akteuren mit Motiven und Handlungen weg und in Richtung überindividueller, also sozialer, Kommunikationsstrukturen verschiebt. Die erkenntnistheoretischen Grundlagen der alltäglichen und wissenschaftlichen Beschäftigung mit dem, was gemeinhin „Realität“ genannt wird, werden gleich in Kapitel 2 diskutiert, um die Basis für die darauffolgenden konstruktivistischen, kommunikations-, system- und differenztheoretischen sowie funktionalistischen Überlegungen der hier verwendeten Methodologie zu schaffen (Kapitel 3). Der empirischen Erforschung der kommunikativen Mechanismen des Umgangs mit (sozialer Vielfalt, hier: Islamität zugeschriebener) Kontingenz widmet sich die vorliegende Arbeit daraufhin anhand der beiden obengenannten Fallstudien des Schwimmunterrichts in Basel-Stadt (Kapitel 4) und des Minarettbaugesuchs in Langenthal (Kapitel 5). Eine Analyse der kommunikativen Unterscheidungsleistungen, die Objekte durch sprachlichen Ein- und Ausschluss (und blinde Flecken) konstruiert, fördert die Schlüsselstellung von System- und Gesellschaftsstrukturen, tradierten Gesellschaftsbildern, Integrationsvorstellungen und dem ungebrochenen Vertrauen in die Möglichkeit gesellschaftlicher Steuerung für die Grenzen des Umgangs mit sozialer Vielfalt zu Tage. In der Fallstudie zum Schwimmunterricht in Basel (Kapitel 4) treten einander die Beobachtungsperspektiven des Rechts, der Politik, der Erziehung und der Massenmedien gegenüber, und ihre verschiedenen Funktionslogiken werden sichtbar. Angesichts dieses Befunds gesellschaftlicher Ausdifferenzierung zeichnet sich die Schwierigkeit ab, noch vom Nichtbesuch des Schwimmunterrichts aus religiösen Gründen als einem Problem zu sprechen. Im Gegenteil: in der funktional differenzierten, modernen Gesellschaft stellt der Widerspruch, das „Nein“ der Absage an den Besuch des gemischtgeschlechtlich erteilten Schwimmunterrichts, ein Mehrfachproblem dar. Er wird von mehreren Systemen gleichzeitig, aber aufgrund ihrer Funktion und Strukturen unterschiedlich beobachtet. Darüber hinaus lassen sich auch innerhalb politischer Kommunikation von Seiten der Integrations-, Erziehungs- und Ausländerpolitik drei unterschiedliche „Lösungsansätze“ feststellen. Das Kapitel beschreibt diese funktionale Differenzierung für das Rechtssystem, die Politik und die Massenmedien anhand empirischer Daten wie Gerichtsurteilen, Verwaltungsakten und -publikationen, politischen Vorstössen, massenmedialen Produkten und Interviews. Der Aufbau des Kapitels orientiert sich an jenen systemischen Zugängen. Der Befund der funktionalen Differenzierung wird in einem zweiten Schritt den Selbstbeschreibungen der Systeme gegenüber gestellt, um in den jeweiligen Erwartungsstrukturen die semantischen Grenzen des Umgangs mit Fremdheit respektive Vielfalt aufzudecken und den Weg für Alternativen zu ebnen. Die Fallanalyse zum Minarettbaugesuch in Langenthal (Kapitel 5) ermöglicht eine Überprüfung der Ergebnisse aus der Analyse zum Schwimmunterricht. Im Fall Langenthal bestätigt sich der Befund der systemisch differenzierten Zugänge zum Konfliktfall, wobei zusätzlich zum Recht, der Politik und den Massenmedien in diesem Fall auch die Systeme Religion und Kunst kommunikativ beteiligt sind. Auch dieses Kapitel ist analog zur Fallanalyse dees Schwimmunterrichts entlang der systemischen Zugänge aufgebaut. Durch die Vergleichsmöglichkeiten mit dem Fall Basel können im Fall Langenthal empirische Befunde zu den Formen und Grenzen gesellschaftlicher Selbstbeschreibungen und dem Umgang mit sozialer Vielfalt noch vertieft werden, und um die religiöse und künstlerische Dimension erweitert werden. Das Schlusskapitel (Kapitel 6) rollt die Befunde zur zentralen Bedeutung von Gesellschaftsstruktur und -bildern, Integrations- und Steuerungskonzepten für den Umgang mit islamischer und anderen Formen sozialer Vielfalt – und seine Beschränkungen – noch einmal auf. In der Folge setzt es sich auf der Grundlage der bisher erarbeiteten Erkenntnisse mit einem alternativen Ansatz des Umgangs mit Differenz, der Selbstreflektion, auseinander. Und schliesslich werden die Implikationen dieser Art von Analysen für die Islamwissenschaft sowie wissenschaftliche Anschlussmöglichkeiten diskutiert.