VERMESSUNGSKUNDE. Vorlesungsmanuskript zur Grundlagenvorlesung "Vermessung" 1. und 2. Semester. Stand WS 2006/2007

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1 v v VERMESSUNGSKUNDE Vorlesungsmanuskript zur Grundlagenvorlesung "Vermessung" 1. und 2. Semester Stand WS 2006/2007 v v v v Universität Siegen Fachbereich 10 - Bauingenieurwesen Lehrstuhl für Praktische Geodäsie und Geoinformation

2 Literaturempfehlung Vermessungskunde 1/2 Kahmen, Heribert Vermessungskunde (18.Auflage) 1. Grundlagen 2. Bestandteile geodätischer Instrumente 3. Der Theodolit und das Messen mit Richtungen und Winkeln 4. Distanzmessung mit Distanzmessgeräten 5. Elektronische Tachymeter und Messroboter 6. Lagemessung für grossmaßstäbige Karten 7. Grundaufgaben der ebenen Koordinatenrechnung, Koo.systeme 8. Bestimmung von Lagepunkten 9. Verfahren der Höhenmessung und Höhensysteme 10. Instrumente und Geräte zum Nivellieren Modellbildung 11. Nivellierverfahren 12. Trigonometrische Höhenvermessung 13. Höhenmessung mit Satellitenverfahren. 14. Barometer und barometrische Höhenmessung 15. Hydrostatisches Nivellement 16. Spezielle Instrumente für topographische Vermessungen. 17. Topographisache Vermessung d Positionsbestimmung mit Satellitenverfahren 19. Grundlagen der Landesvermessung 20. Absteckungsverfahren 21. Ingenieurgeodäsie Verlag Walter de Gruyter Berlin - New York 1993 Häßler, Johann Wachsmuth, Herbert Formelsammlung Formelsammlung für den Vermessungsberuf (5. Auflage) 1. Mathematische Grundformeln (Rechnen und Algebra) 2. Ebene Geometrie (Planimetrie) 3. Räumliche Geometrie (Stereometrie) 4. Trigonometrie 5. Geodätische Koordinatensysteme 6. Strecken- und Lagevermessung 7. Winkelmessung 8. Geodätische Grundaufgaben 9. Polygonometrische Punktbestimmung, Polygonierung 10. Flächenberechnung 11. Flächenteilung 12. Höhenvermessung 13. Ingenieurvermessung 14. Auszug aus Fehlerlehre und Ausgleichung Wilhelm Bing Verlag Korbach 1994 Seite 0-2

3 Schneider, K.-J. Goris, A. (Hrsg.) Formelsammlung Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen Abschnitt 14: A Bauvermessung/ B Bauzeichnungen 1. Grundlagen 2. Lagemessungen 3. Höhenmessungen 4. Koordinatenberechnungen 5. Absteckungsberechnungen 6. Lageabsteckung 7. Höhenabsteckung 16 Seiten Papula, Lothar Formelsammlung mit Darstellungen und Beispielen! Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler ISBN , 9.Auflage, Vieweg Verlag, Wiesbaden, ,90 (Stand ) Seite 0-3

4 Baumann, E. Vermessungskunde Lehr- und Übungsbuch für Ingenieure Band 1 : Einfache Lagemessung und Nivellement (4.Auflage) 1. Übersicht über die Geodäsie 2. Grundlagen der Geodäsie 3. Ebene und sphärische Trigonometrie 4. Einführung in die EDV 5. Direkte Längenmessung, Absetzen Rechter Winkel 6. Absteckung und Aufnahme 7. Auswertung von Lagemessungen 8. Flächenberechnung 9. Berechnung und Absteckung von Kreisbögen 10. Beurteilung von Messergebnissen 11. Geometrisches Nivellement 12. Geländeaufnahme und ihre Bearbeitung Bonn 1994 Band 2 : Punktbestimmung nach Höhe und Lage (5.Auflage) 13. Lineare Ausgleichung 14. Richtungs- und Winkelmessung 15. Optische Streckenmessung 16. Klassische Tachymetrie 17. Elektronische Distanzmessung 18. Indirekte Messungen 19. Polygonierung 20. Trigonometrische Höhenmessung 21. Trassieren mit Klothoiden 22. Transformation 23. Punktbestimmung durch Trilateration und Triangulation 24. Punktbestimmung mit Hilfe von Satelliten Bonn 1995 Dümmler Verlag Bundesminister für Verkehr Deumlich, F. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen Richtlinien für die Gestaltung von einheitlichen Entwurfsunterlagen im Straßenbau RE, Bonn 1985 Instrumentenkunde der Vermessungstechnik VEB Verlag für Bauwesen Berlin 1988 Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS) - Teil Linienführung (RAS-L), Köln Teil Knotenpunkte (RAS-K), Köln Teil Querschnitte (RAS-Q), Köln Teil Leitfaden für Funktionale Gliederung des Straßennetzes (RAS-N), Köln 1988 Empfehlung für die Anlage von Hauptverkehrsstraßen EAHV 93 Köln 1993 Seite 0-4

5 Gelhaus, Rolf Kolouch, Dieter Vermessungskunde für Architekten und Bauingenieure mit baupraktischen Anwendungen (2.Auflage) 1. Grundlagen 2. Ebene Vermessungen 3. Ebene Koordinatenberechnungen 4. Flächen- und Mengenberechnungen 5. Kartierung 6. Nivellement 7. Tachymetrie 8. Winkelmessung 9. Trigonometrische Höhenübertragung 10. Messpunktfelder im Bauwesen 11. Absteckungen Werner Verlag Düsseldorf 1997 Hake, G. Jordan, Eggert, Kneißl Petrahn, Günter Formelsammlung Kartographie, Band I und Band II Verlag Walter de Gruyter Berlin - New York 1982 (Bd.I)/1985 (Bd.II) Handbuch der Vermessungskunde (div.bände) J.B.Metzlersche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Grundlagen der Vermessungstechnik 1. Mathematische Grundlagen 2. Optische Grundlagen, Instrumentenbauteile, Aufstellen des I. 3. Geodätische Grundlagen 4. Einfache Vermessungsgeräte und Vermessungsarbeiten 5. Lagemessung 6. Streckenmessung 7. Höhenmessung 8. Richtings- und Vertikalwinkelmessung 9. Tachymetrie 10. Koordinatenbestimmung der Lagepunkte 11. Satellitenvermessung 12. Kreisbogen 13. Flächenberechnung 14. Flächenteilung, Grenzausgleich Verlag Cornelsen Berlin 1996 Seite 0-5

6 Witte, Berthold, Schmidt, Hubert Vermessungskunde und Grundlagen der Statistik für das Bauwesen (3.Auflage) 1. Allgemeine Grundlagen 2. Statistische Auswerteverfahren 3. Messen, Berechnen und Kartieren bei Lagemessungen 4. Winkelmessung mit Theodolit 5. Höhenmessung 6. Optische und elektrooptische Distanzmessung 7. Verfahren zur Bestimmung von Lagefestpunkten 8. Geländeaufnahme und Massenberechnung 9. Photogrammetrie und Kartographie 10. Liegenschaftswesen 11. Ingenieurvermessung Verlag Konrad Wittwer Stuttgart 1995 Torge, W. Geodäsie Verlag Walter de Gruyter Berlin - New York 1975 Ziegler Informatics GmbH Handbücher zum Programm CADdy Versionen X.00 Mönchengladbach 1993 Volquards, H. Matthews, K. Vermessungskunde Teil 1 : (1.Auflage) Stuttgart 1975 [28.A. 1996] 1. Einleitung 2. Lagemessungen (Horizontalmessungen) 3. Aufnahme von geländeflächen (Stückvermessung) 4. Fertigen von Lageplänen 5. Berechnen der Koordinaten von Kleinpunkten 6. Flächenberechnungen, Flächenteilungen 7. Einfache Geräte zur Höhenmessung 8. Das Nivellierinstrument 9. Höhenmessung (Nivellement) 10. Erdmassenberechnung 11. Bauabsteckungen 12. Die verschiedenen Aufgaben im Vermessungswesen Teubner Matthews, K. Vermessungskunde Teil 2 : Fachgebiete Architektur Bauingenieurwesen Vermessungswesen (17.Auflage) Stuttgart Distanzmessung 2. Bestimmung von Lagefestpunkten 3. Koordinatenberechnung 4. Trigonometrische Höhenmessung 5. Tachymetrie 6. Ingenieurvermessung 7. Vermessung mit Laserinstrumenten 8. Die verschiedenen Aufgaben im Vermessungswesen Teubner Seite 0-6

7 Notation x, y x, y x A, y A s AB s AB e AS ε S Kartesische Koordinaten im übergeordneten System (x, y) Kartesische Koordinaten im untergeordneten System (x, y ) Kartesische Koordinaten von Punkt A im übergeordneten System Horizontalstrecke zwischen A und B Schrägstrecke zwischen A und B Exzentrizität zwischen Festpunkt A und Standpunkt S Winkel in S zur Orientierung der Exzentrizität α i, β i r A B ϕ A B B ϕ A m δ Winkel in P i Richtung, beobachtet auf A nach B Richtungswinkel von A nach B im Koordinatensystem (x, y) Richtungswinkel von A nach B im Koordinatensystem (x, y ) Maßstabsfaktor Exzentrizität π ρ ρ gon Pi = 3, Rho in Altgrad = 57,29578 Rho in Neugrad (gon) = 63,66198, entspricht, entsprechend Seit 0-6

8 Inhalt Seite Literaturempfehlungen 0-1 Notation Einführung Zielsetzung Einordnung : Erdvermessung, Landesvermessung, Detailvermessung Bezugssysteme Bezugssysteme in Lage und Höhe Bezugsflächen in Erdmessung, Landesvermessung, Detailvermessung Festpunktfelder Einführung Lagefestpunkte Höhenfestpunkte Schwerefestpunkte Einsatz moderner Technologien Einführung Systemkonfiguration Messprinzip Einführung in die Messtechnik Maßsysteme Maßstabsverhältnisse Steigungsmaße Einfache Instrumente zum Abstecken rechter Winkel zum Aufwinkeln seitwärts liegender Punkte auf eine Messungslinie zur Längenmessung Einfache Messverfahren Signalisierung von Punkten Einfluchten von Punkten in eine Gerade Rückwärtsverlängerung Einbinden Bestimmung des Schnittpunktes Einfluchten aus der Mitte Abstecken verbauter/unzugänglicher Messungslinien Flächenaufnahme mit Längenmess- und Rechtwinkelgeräten Orthogonalverfahren Einbindeverfahren Einbinde- und Orthogonalverfahren Definition und Messung von Höhenunterschieden, Horizontalwinkeln und Horizontalstrecken Höhenunterschiede Prinzip (geometrisch) Feldarbeiten und Auswertung von einfachen Liniennivellements Instrumente zur direkten Messung von Höhenunterschieden Zwei Typen v. Nivellierinstrumenten : Libellen- u. 3-2 Kompensatornivelliere Klassifizierung nach Genauigkeiten Horizontalwinkel Prinzip Feldarbeiten und Auswertung von Richtungsbeobachtungen Aufstellen des Theodolits Grundzüge des Theodolitaufbaus Richtungs- und Satzmessung Einteilung der Theodolite 3-5 Seite 0-7

9 3.3 Vertikalwinkel Höhenkreis 3-6 Vermessungsskript 1. und 2. Semester - Stand : Kreisablesevorrichtung Vertikalwinkelmessung Horizontalstrecken Abhängigkeit vom Bezugshorizont Elektronische Distanzmessung Trigonometrische Höhenbestimmung Prinzip Anwendung der Trig.Höhenbestimmung auf kurze Entfernungen Anwendung der Trig.Höhenbestimmung für große Entfernungen Einfluss der Erdkrümmung Einfluss der Refraktion Höhenunterschied aus einseitig beobachteten Zenitwinkeln Koordinaten und Koordinatensysteme Hauptaufgaben der Geodäsie Ebenes Koordinatensystem und Beschreibung eines Punktes Berechnung von Richtungswinkel und Strecke aus Koordinaten Berechnung von Koordinaten aus Richtungswinkel und Strecke Zusammenhang zw. Beobachtungen und Richtungswinkel u.strecke Koordinatentransformation Allgemeine Transformationsgleichungen Beurteilung des Maßstabs Koordinatentransformation Fall Koordinatentransformation Fall Koordinatentransformation Fall 3 : Kleinpunktberechnung Koordinatensysteme Astronomische Ortsbestimmung 4-17 Geodätische Parallelkoordinaten Kartenprojektionen 4-18 Abbildung in die Ebene nach Soldner Abbildung in die Ebene nach Gauß Gauß-Krüger-Koordinatensystem UTM-System Reduktionen Streckenverzerrung Gauß sche Streckenreduktion Richtungsverzerrung Höhenreduktion Nordrichtungen Flächen- und Massenberechnung Problemstellungen in Lage und Höhe Flächenberechnung Verfahren zur Ermittlung von Flächen Flächenbestimmung durch Zerlegung in Teilflächen Anwendung der Flächenbestimmung über Dreiecke und Trapeze Mechanisch-graphische Flächenbestimmung mit Polarplanimeter Massenberechnung Prinzip Verfahren z. Berechnung des Volumens nach d Querschnittsverfahren Massenberechnung nach dem Prismenverfahren 5-13 Seite 0-8

10 6. Kartenkunde Kartographie Karte Maßstabsreihe Kartenbenennung Generalisierung Punktbeschreibung in Topographischen Karten Untersuchung und Berichtigung von Instrumenten Überprüfung eines Nivelliers Justieranforderungen Nivellement aus der Mitte Justierung am Kollimator Koordinatenberechnung Trigonometrische Punktbestimmung: Vorwärtsschnitt Vorwärtsschnitt mit Dreieckswinkeln Vorwärtsschnitt - Sonderfälle Polygonometrische Punktbestimmung Einordnung Einteilung Feldarbeiten Polygonzugberechnung Freie Stationierung 8-17 Seite 0-9

11 7.5 Historie Rückwärtsschnitt Bogenschnitt Exzentrische Winkelmessung Zielpunktzentrierung Standpunktzentrierung Doppelzentrierung Anwendung des Nivellements Rückblick Anwendungsbereiche des Flächennivellements Anlage des Flächennivellements Auswertung des Flächennivellements (Höhenlinieninterpolation) Auswertung des Flächennivellements (Massenberechnung) Anwendung des Nivellements : Längs- und Querprofile Problembeschreibung : Längs- und Querprofile Aufnahme eines Längsprofils Aufnahme eines Querprofils Der Kreisbogen Konstruktion Allgemeine Berechnung der Kreiselemente Absteckung von Kreisbögen - Bogenhauptpunkte Absteckung von Kreisbögen - Zwischenpunkte Tachymetrie Definition Beobachtungsverfahren der Tachymeteraufnahme Allgemeine Beschreibung Vermarkte Tachymeterstandpunkte Tachymetrische Punktbestimmung nach der Blockmethode Anlage der Beobachtung Auswertung der Beobachtung Tachymeterinstrumente Beobachtungsgrößen und Auswertung Elektronische Tachymeter Theodolittachymeter Theodolit mit Distanzstrichen Theodolit ohne Distanzstriche Nivelliertachymeter Diagrammtachymeter Meßtisch und Kippregel Bussolentachymeter Tachymetrie durch Positionierung mit Satellitenverfahren Anwendungsbereiche Genauigkeit Bestimmung der Tachymeterkonstanten Seite 0-10

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