Raumbezug. exakt. aktuell. hoheitlich.

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1 Raumbezug exakt. aktuell. hoheitlich.

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3 Der einheitliche integrierte amtliche geodätische Raumbezug GEODÄTISCHE REFERENZSYSTEME Einheitliche geodätische Referenzsysteme bilden die Grundlage für die Vermessung, für die Navigation und für das Monitoring von regionalen, territorialen oder globalen Veränderungen der Erdoberfläche. Erst mit Hilfe von qualitativ hochwertig bestimmten Referenzsystemen können Geodaten zueinander in Beziehung gesetzt werden. Demzufolge sind genaue Koordinatenreferenzsysteme und präzise Positionsbestimmungen für viele Bereiche der Verwaltung, der Wirtschaft und der Wissenschaft von hoher Bedeutung.

4 Die Modernisierung des Raumbezuges in der Bundesrepublik Deutschland und in Thüringen Die Zusammenführung von Messungen aus verschiedenen Epochen sowie Verbindungsmessungen zwischen unterschiedlichen Festpunktnetzen führen zu Spannungseffekten und Qualitätsverlusten in den verschiedenen Festpunktnetzen; auch eine Alterung sowie ein Verlust mittels Zerstörung von Festpunkten mindern den Qualitätsstandard. So bestanden z.b. beim Zusammenführen des Höhensystems der neuen Bundesländer (nbl) mit demjenigen der alten Bundesländer (abl) aufgrund der unterschiedlichen Lagerungen (nbl: Kronstadt/Ostsee, abl: Amsterdam/Nordsee) erhebliche Niveauunterschiede. Diese erreichten einen Höchstwert bis zu 16 cm. Vor diesem Hintergrund beschloss die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Bundesrepublik Deutschland (AdV) im Jahre 2005 die Erneuerung des Deutschen Haupthöhennetzes (DHHN) für den Zeitraum von 2006 bis 2012 durchzuführen. Gleichzeitig wurde das Geodätische Grundnetz (GGN) mit ca. 250 Geodätischen Grundnetzpunkten (GGP) bundesweit mittels satellitengestützter Positionierungstechnologie des SAPOS mit länderspezifischen weiteren GGP aufgebaut. Mit einer breit angelegten gravimetrischen Beobachtungskampagne erfolgte zudem eine Überprüfung des Schwerepunktfeldes. ERNEUERUNGSZIELE DES DEUTSCHEN HAUPTHÖHENNETZES Überprüfung des amtlichen Höhenbezugssystems DHHN92 zur Aufdeckung von Höhenänderungen und Spannungen Einbindung des DHHN in ein zukünftiges integriertes und damit modernes Raumbezugssystem Verknüpfung mit epochengleichen GNSS-Messungen zur Modellierung eines genauen Geoids Schaffung von aktuellen Grundlagen für wissenschaftliche Arbeiten (z.b. rezente vertikale Krustenbewegungen)

5 ÜBERSICHT DER GEMESSENEN NIVELLEMENTSLINIEN UND DES RAHMENNETZES DER GEODÄTISCHEN GRUNDNETZ- PUNKTE BKG: Dr. G. Liebsch Die geometrischen Präzisionsnivellements im DHHN fanden von 2006 bis 2012 mit einigen Ergänzungsbeobachtungen bis 2015 statt. Es wurden fast km nivelliert. Der dem DHHN zugrunde gelegte Netzentwurf umfasst neben den Nivellementlinien auch 250 Geodätische Grundnetzpunkte (GGP). Der thüringische Anteil beträgt 1708 km Nivellementlinien der 1. und 2. Ordnung sowie 10 GGP des Rahmennetzes. Für die GGP wurden neben den nivellitisch bestimmten Höhen auch die ellipsoidischen Koordinaten und Höhen sowie der jeweilige Schwerebeschleunigungswert bestimmt. Die ellipsoidischen Koordinaten und Höhen des GGP-Rahmennetzes wurden im Sommer 2008 in einer bundesweit angelegten GNSS-Kampagne ermittelt. Zwischen 2009 und 2015 fanden Absolutschwerebeobachtungen statt; aber auch relative Schweremessungen wurden für die Bestimmung der Schwerebeschleunigung auf den GGP durchgeführt.

6 Die Auswertung des Nivellements erfolgte unabhängig voneinander durch zwei Rechenstellen der amtlichen Landesvermessung, dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) und der Bezirksregierung Köln GEObasis NRW. Die GNSS-Analyse erfolgte durch das Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Niedersachsen und durch das BKG. Für die Durchführung und Auswertung der Absolutschweremessungen war das BKG zuständig. Die relativen Schweremessungen und deren Auswertungen führten die Einrichtungen der amtlichen Landesvermessung selbstständig durch. Das neue DHHN2016 wurde zwangsfrei auf 72 Datumspunkte gelagert. Hierbei handelt es sich um 7 Landesnivellementshauptpunkte, 63 GGP aus der GNSS-Kampagne und zwei SAPOS -Referenzstationen. Das DHHN2016 hat, wie auch das DHHN92, den Anschluss an den Amsterdamer Pegel und an das europäische Nivellementsnetz. Das DHHN2016 weist damit bundesweit insgesamt 987 Nivellementslinien und 677 Knotenpunkte aus. Die aus der Ausgleichungsrechnung ermittelte Standardabweichung für 1 km Nivellement beträgt ± 0,64 mm. Durch die Gesamtheit aller durchgeführten Vermessungsarbeiten ist bundesweit ein modernes, einheitliches und homogenes Festpunktfeld mit einem verbesserten Qualitätsstandard und einem hohen Genauigkeitsniveau entstanden, welches die aus historischen Gründen bisher getrennt geführten Lage-, Höhen- und Schwerefestpunktfelder miteinander erstmals verbindet. Dieses Festpunktfeld besteht aus den Geodätischen Grundnetzpunkten (GGP), den Höhenfestpunkten der 1. Ordnung (HFP), den Schwerefestpunkten (SFP) des Deutschen Schweregrundnetzes und des Deutschen Hauptschwerenetzes 1. Ordnung sowie den Referenzstationspunkten (RSP) des SAPOS. In der Richtlinie für den einheitlichen integrierten geodätischen Raumbezug des amtlichen Vermessungswesens in der Bundesrepublik Deutschland sind Festlegungen zum Aufbau und Erhalt des Festpunktfeldes beschrieben und festgelegt. Der Punktabstand der GGP soll 30 km nicht überschreiten. Um dieses Kriterium in Thüringen zu erfüllen, wurden in den Jahren 2013 und 2015 in gemeinsamen Messkampagnen mit den Bundesländern Freistaat Sachsen und Sachsen-Anhalt 15 weitere GGP in das Rahmennetz mit den identischen Messkonfigurationen integriert. Somit sind im Freistaat Thüringen insgesamt 25 GGP vorhanden. In Thüringen werden auch zukünftig präzise Höhenmessungen zur Netzerneuerung und -erhaltung durchgeführt.

7 Als Ergebnisse dieser bundesweiten Messkampagnen wurde im September 2016 durch das Plenum der AdV die Realisierung des einheitlichen integrierten geodätischen Raumbezugs mit folgenden Komponenten beschlossen: Gemessene Nivellementslinien und GGP in Thüringen; Stand 09/2016 DEUTSCHES HAUPTHÖHENNETZ 2016 (DHHN2016) als neuer amtlicher Höhenbezugsrahmen VERBESSERTE KOORDINATEN UND ELLIPSOIDISCHE HÖHEN DER REFERENZSTATIONSPUNKTE (ETRS89/DREF91/Realisierung2016) des amtlichen SAPOS -Referenzstationsnetzes (RSN) KOORDINATEN UND ELLIPSOIDISCHE HÖHEN DER NEU EINGEFÜHRTEN GEODÄTISCHEN GRUNDNETZPUNKTE (ETRS89/DREF91/Realisierung2016) des amtlichen Geodätischen Grundnetzes (GGN) GERMAN COMBINED GEOID 2016 (GCG2016) als neues amtliches AdV-Quasigeoid DEUTSCHES HAUPTSCHWERENETZ 2016 (DHSN2016) als neuer amtlicher Schwerebezugsrahmen MODELL HOETRA2016 Transformation von Höhen im System DHHN92 in amtliche Höhen des Systems DHHN2016 und umgekehrt

8 Auswirkungen des Projektes»Erneuerung des DHHN«für den Anwender AMTLICHER HÖHENREFERENZRAHMEN DHHN2016 Im Nachweis der amtlichen Festpunkte, dem Amtlichen Festpunktinformationssystem (AFIS ), wird die standardmäßige Einstellung für die Ausgabe auf das Höhenbezugssystem DHHN2016 umgestellt. Selbstverständlich können die bisher geführten Höhenbezugssysteme SNN76 und DHHN92 weiterhin ausgewählt werden. Höhenbezugssystem Bei der Durchführung der Präzisionsnivellements in Thüringen im Zeitraum von 2006 bis 2012 und der sich noch fortsetzenden Netzerneuerungsarbeiten sind in Thüringen alle Nivellementslinien der 1. Ordnung und ausgewählte Linien der 2. Ordnung neu gemessen worden. Die Linien der 2. Ordnung, die bisher nicht nivelliert wurden, und die Linien der 3. Ordnung werden in Thüringen mittels Transformation in das neue Höhenbezugssystem überführt. Ist im Einzelnachweis des HFP für die Höhenangabe im System DE_DHHN2016_NH kein Messjahr angegeben, so ist die Höhe durch Transformation entstanden.

9 ung und Geoinformation Erfurt aus dem ktinformationssystem t Klassifikation Ordnung Hierarchiestufe Linie Mauerbolzen Ordnung Hierarchiestufe Linie Punktkennung als SFP Einzelnachweis Punktkennung als LFP Höhenfestpunkt Punktkennung ALKIS Lage Überwachungsdatum 2003 Erfurt Gemeinde Gemarkung Azmannsdorf NivP(1) - Nivellementpunkt 1. Ordnung Übersicht DTK25 Linienpunkt 153 Lage System East [m] North [m] Genauigkeitsstufe Standardabweichung S kleiner gleich 100 cm Höhe DE_DHHN92_NH Messjahr Höhe [m] Standardabweichung S kleiner gleich 2 mm Lagebeschreibung Erfurt, Jenaer Str. 1 Lage-/Einmessungsskizze/Ansicht Bemerkungen Wohn- u. Geschäftshaus; 1.17 m unter Sockelkante Stadthöhennetz Erfurt Nr GNSS-Tauglichkeit ungeeignet ETRS89_UTM32 East [m] North [m] Genauigkeitsstufe Standardabweichung S kleiner gleich 500 cm Höhe System Genauigkeitsstufe Messjahr Messjahr ETRS89_UTM32 Messjahr System System NivP(3) - Nivellementpunkt 3. Ordnung Linienpunkt Genauigkeitsstufe DE_DHHN2016_NH Höhe [m] Standardabweichung S kleiner gleich 2 cm Lagebeschreibung Azmannsdorf, Vieselbacher Straße, vor Haus Nr. 14 Bemerkungen Die Nivellements0.09 für m das DHHN2016 Mastfundament; unter Oberkantewurden ungeachtet der historischen Trennung nach den unterschiedlichen Ordnungen für alle nivellierten Höhenfestpunkte nach den VorGNSS-Tauglichkeit gaben aus der Nivellement-Feldanweisung der nicht untersucht AdV durchgeführt. Die Höhendifferenzen zwischen dem Höhenbezugssystem DHHN92 und dem DHHN2016 betragen in Thüringen +/-3 cm. Vor dem Hintergrund der geringen Unterschiede zwischen den Höhenbezugssystemen ist es dem Anwender angeraten, besonderes Augenmerk auf seine Einstellungen bei der Auswahl im AFIS zu legen.

10 Aktualisierte Koordinaten und ellipsoidische Höhen der Referenzstationspunkte (ETRS89/DREF91/Realisierung2016) des amtlichen SAPOS -Referenzstationsnetzes (RSN) Der amtliche Bezugsrahmen ETRS89/DREF91 wird durch SAPOS langfristig stabil und konstant realisiert. Durch die GNSS-Kampagnen 2008, 2013 und 2015 haben sich aktualisierte Koordinaten und ellipsoidische Höhen der SAPOS -Referenzstationen durch gemeinsame Ausgleichungen ergeben. Diese Verbesserungen bezüglich der Homogenität und Aktualität betragen in Thüringen nur wenige mm in der Lage und sind daher unerheblich für die Nutzer der Positionierungsdienste des SAPOS. DIFFERENZEN ZWISCHEN DHHN92 UND DHHN2016

11 VERMARKUNG DER GEODÄTISCHEN GRUNDNETZPUNKTE Einführung der Koordinaten und ellipsoidischen Höhen der Geodätischen Grundnetzpunkte (ETRS89/DREF91/Realisierung2016) des amtlichen Geodätischen Grundnetzes (GGN) Die Geodätischen Grundnetzpunkte sind ein wesentlicher Bestandteil des integrierten bundesweit einheitlichen geodätischen Raumbezugs. Sie dienen der physischen Realisierung und Sicherung des ETRS89 in Deutschland sowie dessen Verknüpfung mit den Höhen- und Schwerebezugsrahmen. Die 3D-Positionsbestimmung erfolgte über 2 x 24h GNSS-Messungen, die Bestimmung der physikalischen Höhe über das Präzisionsnivellement und die Schwerewertbestimmung mittels Absolutgravimeter (A10). Durch die unmittelbare Verknüpfung der GGP und der RSP dienen die GGP auch zur Überprüfung und Bestimmung der SAPOS -Referenzstationen. Die Geodätischen Grundnetzpunkte sind in Thüringen keine Gebrauchspunkte!

12 German Combined Geoid 2016 (GCG2016) als neues amtliches AdV-Quasigeoid Das GCG2016 repräsentiert die Höhenbezugsfläche des amtlichen bundesweit einheitlichen Höhenbezugsrahmens und ermöglicht die Überführung der ellipsoidischen Höhen im ETRS89 in physikalisch definierte Normalhöhen, die sogenannten DHHN2016-Höhen. Mit der Einführung des überarbeiteten Erlasses zum amtlichen geodätischen Raumbezug in Thüringen sind alle Nutzer, die mittels GNSS-Messungen Höhen im amtlichen Höhenbezugssystem messen, verpflichtet, das GCG2016 in deren Vermessungsinstrumente und Auswertesoftware zu implementieren. QUASIGEOID GCG2016 FÜR THÜRINGEN

13 Deutsches Hauptschwerenetz 2016 (DHSN2016) als neuer amtlicher Schwerebezugsrahmen In Thüringen sind alle GGP und ausgewählte Punkte des HSN96 mit dem Absolutgravimeter (A10) vom BKG bestimmt worden. Diese Punkte realisieren das DHSN2016. Kontinuierlich werden die Messungen mit den Relativgravimetern zur Verdichtung und tlw. auch für eine Netzerneuerung in Gebieten mit Massenveränderungen ergänzt. Höhentransformationsmodell HOETRA2016 zur Transformation von amtlichen Höhen im System DHHN92 in zukünftige amtliche Höhen des Systems DHHN2016 und umgekehrt HOETRA2016 Höhentransformation DHHN92 nach DHHN2016 Für sämtliche Festpunkte des amtlichen geodätischen Raumbezuges werden im AFIS Höhenangaben im amtlichen Höhenbezugssystem vorgehalten. Alle Höhenangaben, die nicht im Projekt Erneuerung des DHHN und den zusätzlichen Netzverdichtungen nivelliert wurden bzw. werden, erhalten die DHHN2016-Höhenangabe aus der Transformation. Bei den Höhenfestpunkten betrifft es vor allen Dingen die Höhenfestpunkte der 3. Ordnung und einige Höhenfestpunkte der 2. Ordnung sowie alle Lage- und Schwerefestpunkte. Das Modell HOETRA2016 ermöglicht eine Transformation in das amtliche Höhenbezugssystem und umgekehrt. Diese Anwendung wird allen Nutzern unter zur Verfügung gestellt. Startseite Einzelpunkt Punktliste Anleitung HOETRA2016 ist eine Internet-Anwendung der AdV für die automationsgestützte Höhentransformation DHHN92 nach DHHN2016

14 Zusätzliche Transformationsund Anwendungsprogramme für Thüringen Eine Zusammenstellung der unterschiedlichsten Transformationen in der Lage und in der Höhe sowie das Berechnungsprogramm für statische GNSS-Messungen (BaLiBo/GPPSPro) und der Aufbereitung einer standardisierten Messdatei in ein BaLiBo-Ausgabeformat werden mit weiteren Erläuterungen auf der Internetseite den Nutzern bereitgestellt. Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung Präzise Positionierung in Lage und Höhe Der Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung ist ein Gemeinschaftsvorhaben der AdV. Die Grundlage dieses Dienstes bildet ein Netz von Referenzstationen. Bundesweit und damit flächendeckend besteht dieses Netz aus etwas mehr als 270 Stationen, von denen 16 im Gebiet des Freistaates Thüringen vom Landesamt für Vermessung und Geoinformation (TLVermGeo) aufgebaut und betrieben werden. Jede Referenzstation empfängt permanent Satellitensignale des amerikanischen NavStar-GPS, des russischen Navigationssystems GLONASS und zukünftig des europäischen Systems Galileo. Über die Auswertung der Satellitensignale werden Korrekturdaten ermittelt und für die jeweiligen differenziellen satellitengestützten Messverfahren zur Verfügung gestellt, sodass Genauigkeiten in der Positionsbestimmung bis in den Bereich von wenigen Millimetern erreicht werden können. SAPOS realisiert mit einer hohen Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Qualität das amtliche geodätische Bezugssystem ETRS89/UTM. Die geodätische Realisierung des Raumbezugs gehört zu den hoheitlichen Kernaufgaben der Vermessungsverwaltungen der Länder. Mit SAPOS erhält man unmittelbar eine Koordinate in diesem System.

15 SAPOS -Anwendungsbereiche Der Satellitenpositionierungsdienst SAPOS deckt ein breites Anwendungsspektrum ab. SAPOS wird zunächst im amtlichen Vermessungswesen zur Realisierung des einheitlichen integrierten amtlichen geodätischen Raumbezugs genutzt. Das vermessungstechnische Anwendungsspektrum von SAPOS umfasst damit z. B.: die Georeferenzierung von Fachdaten, die Liegenschaftsvermessung und die Ländliche Neuordnung, eine präzise Ingenieurbauvermessung, Überwachungs- und Deformationsmessungen, Aerophotogrammetrie und Laserscanning, Archäologievermessungen, Gewässer- und Straßenvermessungen. Der Einsatz dieser wirtschaftlichen Methode der Positionsbestimmung hat darüber hinaus für viele andere Belange der Verwaltung, Wirtschaft und Forschung seine Bedeutung erlangt und rasant zugenommen. Anwendungen kommen hier z. B. aus den Bereichen Agrar- und Forstwirtschaft, Umwelt und Naturschutz, Energiewirtschaft, Ver- und Entsorgung, Katastrophenschutz, Polizei, Feuerwehr, See- und Wasserwirtschaft, Telekommunikationswirtschaft, Flottenmanagment, Logistik und Navigation im Verkehrswesen.

16 SAPOS -Dienste Übersicht über die Referenzstationen Die SAPOS -Dienste unterscheiden sich durch ihre Genauigkeitsstufen, die Kommunikationswege und den zeitlichen Abruf der Daten. Die Dienste sind abgestimmt auf individuelle Anforderungen und können sowohl für eine Echtzeit-Anwendung als auch für eine Datenaufbereitung und auswertung im sogenannten Postprocessing genutzt werden.

17 HOCHPRÄZISER ECHTZEITPOSITIONIERUNGSSERVICE HEPS HEPS ermöglicht eine Koordinatenbestimmung in Echtzeit mit einer Lagegenauigkeit von 1 cm bis 2 cm und einer Höhengenauigkeit von 2 cm bis 4 cm. Die hierzu erforderlichen RTCM-Korrekturdaten für die Code- und Trägerphasenbeobachtungen können gleichfalls über mobiles Internet (Ntrip) oder über Mobiltelefon (CSD/ISDN-Datenanruf) abgerufen werden, um sie in einem RTK-Messgerät zu verwenden. GEODÄTISCHER POSTPROCESSING POSITIONIERUNGSSERVICE GPPS ECHTZEITPOSITIONIERUNGS- SERVICE EPS EPS ermöglicht Positionsbestimmungen in Echtzeit mit einer Lagegenauigkeit von 0,5 m bis 0,3 m und einer Höhengenauigkeit von 0,5 m bis 1,5 m. Die hierzu erforderlichen Korrekturdaten werden serververmittelt über mobiles Internet oder leitungsvermittelt über Mobiltelefon (GSM) zum Abruf bereitgestellt. Hierbei handelt es sich um Korrekturdaten für differenzielle Codemessungen im Format RTCM 2.3. Für höchste Genauigkeitsanforderungen ist eine Datenverarbeitung im Postprocessing erforderlich. GPPS stellt Beobachtungsdaten der Referenzstationen für nachträgliche Auswertungen zur Verfügung. Hierbei werden Lagegenauigkeiten von 1 cm und besser und Höhengenauigkeiten von 1 cm bis 2 cm erreicht. Die Daten liegen im herstellerunabhängigen Format RINEX zum Abruf bereit. Neben statischen Anwendungen können auch Positionen kinematischer Objekte, z. B. in der Aerophotogrammetrie oder bei der Echolotung, nachträglich berechnet werden. Die Auswertungen von Positionsbestimmungen mithilfe von virtuellen Referenzstationen (optimaler Beobachtungsdatensatz für einen frei wählbaren Standort) sind genauer und zuverlässiger als bei Verwendung realer Daten einzelner Referenzstationen. Der Webshop ( bietet die Möglichkeit Daten einer virtuellen Referenzstation für ein Messgebiet zu erzeugen. Auch bei Daten von virtuellen Referenzstationen wird das herstellerunabhängige Datenformat RINEX-VRS verwendet.

18 SAPOS -Vorteile für den Nutzer Mit SAPOS stellt die amtliche Landesvermessung in der Bundesrepublik Deutschland durch ihre jeweilige länderspezifische Vermessungsverwaltung für jedermann jederzeit den aktuellen einheitlichen amtlichen geodätischen Raumbezug qualitätsbezogen und zuverlässig bereit. Der Satellitenpositionierungsdienst ist aufgebaut auf bundeseinheitlichen Standards und stützt sich auf leistungsfähige Partner. Dem Anwender wird dadurch eine langfristige Planungssicherheit und ein unkomplizierter Zugang zu dieser Technologie und den Daten gewährleistet. Die SAPOS -Referenzstationen ersetzen bei differenziellen GNSS-Messungen (DGNSS) den erforderlichen zweiten GNSS-Empfänger und bieten somit für den Anwender enorme Einsparpotenziale. Die SAPOS -Referenzstationen sind auf eine hohe Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb ausgelegt; sie sind mit modernen GNSS-Empfängern und kalibrierten GNSS-Antennen ausgestattet und werden durch ein Qualitätsmanagement im on-line-betrieb überwacht und kontrolliert (Monitoring). Das TLVermGeo bietet eine kompetente und neutrale Nutzerberatung und betreuung. Bei Fragen und Problemstellungen steht dem Anwender das SAPOS -Team helfend zur Verfügung und leistet gerne die geforderte Unterstützung.

19 ... wenn Sie Fragen haben, sprechen Sie uns an! Kontakt Landesamt für Vermessung und Geoinformation Hohenwindenstraße 13 a Erfurt Tel.: Fax: poststelle@tlvermgeo.thueringen.de

20 Herausgabe und Druck Landesamt für Vermessung und Geoinformation (TLVermGeo) Hohenwindenstraße 13 a Erfurt Telefon: Fax: poststelle@tlvermgeo.thueringen.de Stand: April 2017