Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem - Sachsens Initiative einheitlicher Georeferenzierung europäischer GDI Schwerpunkte: 1. Europäisch geprägte Erdmessung und Abbildung der Erdoberfläche 2. Sächsisch-Europäische Wissenschaftskooperation der Geodäsie seit 150 Jahren 3. Zwei Jahrzehnte präzise GNSS-Grundlagennetze für Europa und Sachsen 4. ETRS89 der Europäischen Union - Gebot von Wissenschaft und Ökonomie Horst Lilienblum Prof. Dr.sc.techn. Dr.-Ing. Vorstandsvorsitzender GDI SN 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 1
1. Europäisch geprägte Erdmessung und Abbildung der Erdoberfläche Atlas, Globus Gradnetz-Länge-Breite Positionsbestimmung Ptolemäus / 100-175 Längengrad Ost-West-Einteilung 360 Hipparch / 190-120 v.chr. Weltkarte Gradmessung Eratosthenes / 276-194 v. Chr.. Erd-Kugel Aristoteles 384-322 v.chr. Pythagoras / 580-500 Erd-Scheibe von Okeanos umflossen Homer / 800 v. Chr. heliozentrisch. Weltbild für geozentr. (Ptolemäus) Kopernikus / 1473-1543 Globen, Karten, Projektionen 500 Jahre Mercator 1512-1594 Gauß-Krüger-System Krüger / 1912 Triangulationen Niederlande, Dänemark Frisius / 1508-1555 Brahe / 1546-1601 Rotationsellipsoid physikalisches Erdmodell Newton / 1643-1727 Soldner-Systeme Cassini (Grundlage) / 1734 Soldner / 1810 Äquipotentialfläche konforme Koordinaten Gauß / 1820, 1828 150 Jahre europ. Gradmessung Baeyer / Nagel, Bruns, Weisbach Begriff Geoid Höhere Geodäsie Listing, Schreiber / 1873 Helmert 1881,84 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 2
Historische Leistungen >> Grundlage hochgenauer europäischer Geodaten Erdmessung des Eratosthenes griechischer Universalgelehrter / um 250 v. Chr. nach einer seiner Schriften: Über die Vermessung der Erde Eratosthenes >> Begründer der Geodäsie Direktor der Bibliothek in Alexandria >> Gesamtwissen damaliger Welt >> lehrte Pharaonen-Kinder u. a. Beobachtung Aristoteles: Mondfinsternisse - kreisförmiger Erdschatten auf Mond >> Erdkugel Gradmessung bis Neuzeit aktuell: Meridianbogenlänge / Breitendifferenz, astronomische Zentriwinkel-Messung durch königliche Schrittzähler gemessen ca. 900 km Beobachtung von Eratosthenes - Sonne spiegelt sich im Brunnen - Obelisk mit Schattenwurf in Alexandria - Sommersonnenwende / 21. Juni nahe nördlichem Wendekreis Syene Assuan 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 3
Leistungen über Generationen von Europäern, insbesondere Griechen, in Geodäsie, Geographie und Mathematik am Beispiel Eratosthenes: Karte der damals bekannten Welt >> Einführung des Gradnetzes, Bestimmung der Neigung Erdachse Berechnung der Erddimension Obelisk in Alexandria parallele Sonnenstrahlen Spiegelung der Sonne im Wasser nur am 21. 6. Brunnen in Syene Gradbogenlänge: 5 000 Stadien / ca. 9 000 km Vermessung: königlicher Schrittzähler 1 Stadion ca. 158,5 m / Stadien mit differierenden Angaben (148,5 bis 211 m) Winkelmessung mit Gnomon und Skaphe (Halbkugel mit innerer Gradteilung) oder aus mathematischer Beziehung Höhe Obelisk / Schattenlänge >> Winkel 7,2 (ca. 1/50 Vollkreis) Erdumfang nach Eratosthenes: 5 000 Stadien x 50 => 250 000 Stadien 250 000 x 0,1585 km >> 39 625 km 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 4
Jubiläum von 2012 >> 500 Jahre Mercator Kosmologe >> Globen, Karten, Projektionen Karte von Europa Erdglobus signiert von Mercator 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 5
Mercator-Projektion >> Zylinderprojektion >> winkeltreue Abbildung aufgeschnittener Zylinder >> verebnetes Abbild Erdoberfläche gerade Verbindungen auf Kugeloberfläche >> gekrümmte Linien in Projektionsebene Schließen der Lücken Dehnung in Ost-West-Richtung geografischer Breite >> bestimmt Dehnungsfaktor Breitenkreise / Meridiane >> Geraden / parallel / orthogonal / Gitter aber: >> Formtreue geht verloren Lösung von Mercator: auch breitenabhängige Nord-Süd-Dehnung formentreu / maßstäblich für Objektnachbarschaft / Kreise, Quadrate Posted by Uni Duisburg-Essen (22. 2. 2012) 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 6
Vorteil der Mercator-Projektion >> akzeptabler Kompromiss: winkeltreue Karten >> absolut wichtig für die Navigation in der Seefahrt Kurswinkel >> bleiben erhalten gerade Verbindungen auf Meer / Erdoberfläche Abbildung in der Karte >> Geraden Nachbarschaftsbereiche >> längen- und flächentreu 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 7
2. Sächsisch-Europäische Wissenschaftskooperation der Geodäsie seit 150 Jahren Sachsens Jubiläum 2012: Mitteleuropäische Gradmessung 1862 erste internationale wissenschaftliche Organisation von Bedeutung : 1867 - Europäische Gradmessung 1886 - Internationale Assoziation für Geodäsie Anlage und Beobachtung: 36 Stationen des I. Ranges >> Europäische Gradmessung 122 Stationen des II. Ranges >> verdichtetes TP-Netz der Landesvermessung Basislinie Großenhain 8,9 km (+/- 7,13 mm) Quersa-Großenhain-Kleinraschütz Ludwig Weisbach Prof. für Astronomie und Direktor der Sternwarte Leipzig (1830-1881) Christian August Nagel 1852 Begründer des Geodätischen Instituts der (späteren) TU Dresden (1821-1903) Carl Christian Bruns Professor für Astronomie und Direktor der Sternwarte Leipzig (1830-1881) Berufung sächsischer Gradmessungskommissare Julius Ludwig Weisbach Professor für Mathematik, Mechanik, Bergmaschinenlehre, Markscheidekunst an der Bergakademie Freiberg (1806 1871) 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 8
Königlich-Sächsisches Dreiecksnetz I. und II. Ranges mit 158 Stationen 1862-1890 Ausschreibung eines Schülerwettbewerbes Vor meiner Haustür steht ein Stein auf dem Feld... Schirmherr : Bundesverteidigungsminister Dr. Thomas de Maizière anschließender Kurzbeitrag GDI SN begrüßt Initiative von Ministerien, DVW, BDVI und VDV 150 Jahre: europäischer Wiss.-Kooperation 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 9
Große Resonanz der Mitteleuropäischen Gradmessung >> beispielgebende Wissenschaftskooperation in Europa: 1867: Europäische Gradmessung 1886: Bildung der IAG / Internationale Assoziation für Geodäsie - Ziel >> Erdmodellierung und Erdmessung - derzeit vier Kommissionen der IAG - 15 internationale Dienste - z. B. GGOS Globales Geodätisches Observationssystem - internationaler GNSS-Service 1919: Gründung der IUGG / Internationale Union für Geodäsie und Geophysik >> europäische Initiative / Förderung u. Koordinierung globaler Erdforschung verschiedene Aufgabenfelder >> Assoziationen 1987: Erdrotationsdienst / IAG und IAU (Internationale Astronomische Union) >> IERS - - IAG-Subkommission für Europa gebildet >> EUREF Ziel: einheitliches europäisches Referenzsystem / konkrete Umsetzung 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 10
IERS - Internationaler Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme der IAG Erweiterung der Aufgaben des Erdrotationsdienstes - wichtigster weltweit operabler Dienst Theorie und Konstanten >> ITRS - International Terrestrial Reference System Geometrie und Dynamik der Erde Theorie und Konstanten >> Geodätisches Datum beste Anpassung an Erdfigur / Physik der Erde Bezugsfläche, Ursprung, Orientierung und Maßstab des Koordinatensystems Realisierung / Kontrolle >> ITRF - International Terrestrial Reference Frame Verzeichnis der Koordinaten von Bezugspunkten auf der Erde >> Referenzrahmen weltweit feste / mobile Beobachtungsstationen - globales geodätisches Fundamentalnetz ITRF2005 >> derzeit genauestes Modell >> Bezugssystem für Erdverformungen Ergebnisse führen zu: EU-Normung Geoinformationen Geodaten Bereich Titel DIN EN ISO 19107 Geoinformation Letzte Ausgabe 2005-05 ISO 19107 ISO 19111 >> Koordinatenreferenzsysteme und Zusammenhang: Koordinatenreferenzsystem - Geodätisches Datum - Koordinatensystem Rahmenbedingungen / Attribute >> Koordinatentransformationen / Konversion Raumbezugsschema Bereich DIN EN ISO 19111-2 Geoinformation Titel Geoinformation - Koordinatenreferenzsysteme-Teil 2 Letzte Ausgabe 2012-06 ISO 19111 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 11
Ziele von IERS und EUREF: - Überwachung wissenschaftlicher Definitionskonstanten >> komplexes Erdmodell - Einführung GRS80 >> IUGG-Generalversammlung 1979 in Canberra / Australien Annahme der Resolution / Ablösung Vorgängersystem GRS67 Parameter der Erde beste globale Anpassung geometrisch, geophysikalisch, zeitbezogen: - a = 6 378 137 m - geozentrische Gravitationskonstante - Dynamischer Formfaktor - Abplattungsparameter - Winkelgeschwindigkeit neue abgeleitete Konstanten geometrisch, physikalisch: - b = 6 356 752, 3141 m - M = 10 001 965, 7293 m - Normalschwerepotential globale Niveau-Ellipsoid - Normalschwere Äquator / Pol Frühlings Punkt b = 6 356 752,314 m kleine Halbachse Äquatorradius a = 6 378 137,000 m 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 12
3. Zwei Jahrzehnte präzise GNSS-Grundlagennetze für Europa und Sachsen Übergangsregelung für Gesamtdeutschland >> DHDN90 Gebot der Deutschen Einheit: Zusammenführung der TP-Netze rechnerische Verbindung Netzblöcke verschiedene geodätische Grundlagen Netzblock I >> Schreiberscher Block - ehemaliges gesamtpreußisches Netz - Bessel-Ellipsoid 1841 - Lagerung Zentralpunkt TP Rauenberg 1910 / 1923 realisiert mit Helmertturm - Azimut zur Marienkirche in Berlin Netzblock II - Hauptdreiecksnetze der Länder Baden-Württemberg und Bayern - mit Helmerttransformation angefeldert an Schreiberschen Block Netzblock III >> neue Bundesländer - abweichendes geodätisches Datum - System 42/83 - Krassowski-Ellipsoid (1940) - Lagerung in Pulkowo / St. Petersburg 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 13
1990 >> erste GPS-Kampagne im Osten Deutschlands ca. 30 km wissenschaftlichexperimenteller Start zur Bereitstellung präziser 3D-Geobasisdaten in Sachsen Volkersdorf Langebrück Weisstropp Baeyerhöhe ca. 40 km Unkersdorf Gönnsdorf Beyerbau Lerchenberg Kahleberg (Altenberg) 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 14
erste großräumige auf Europa orientierte GPS-Messkampagne >> DREF91 >> Schnelle gesamtdeutsche Lösung durch Einsatz moderner Verfahren der Satellitengeodäsie erste Beobachtung von 5 ITRF-Stationen auf der Territorium der BRD Gebiet neuer Länder >> 2 ITRF-Punkte Station in Sachsen >> Kirschberg - 1991 Teilnahme an GPS-Kampagne - 1992 mobile VLBI / SLR- Beobachtungen Hierarchiestufe A >> ITRF und EUREF Folgebeobachtungen / weitere Stationen - Messkampagnen für EUREF und DREF - nationale Netzverdichtung Hierarchiestufe B >> DREF - Füllnetze der Länder Hierarchiestufe C >> SNREF ITRF-Station Karlsburg ITRF-Station Kirschberg 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 15
Projekte GPS-gestützter 3D-Präzisionsnetze Motivationsschub GPS >> innovative praxisbezogene Ausbildung: TU / HTW-Dresden >> GPS-Messung in Praktika Erprobung für Landes-, Ingenieur-, Katastervermessung DAAD-Praktika Mil.-Hochschule Quito, Ecuador 1991 >> GPS-Hochgebirgsmessung >> 4 000 m Diplomkurse ETH Zürich / Schweiz 1991 und 1992 Brig / Wallis bzw. Ambri / Tessin >> Netzmessung Staumauern (Lago Ritom) und St.Gotthard-Tunnelnetz ITRF / DREF-Anschluss über ca. 275 km 8 Beobachtungsstationen zeitgleich an einem Tag DREF91 Deutsches Referenznetz in ETRS89 Wittenberge ITRF-Station ca. 160 km Grundlagennetze Bundesautobahn BAB A4 und A17 >> A4-B170 / DD-Chemnitz, DD-Bautzen / Weißenberg-Görlitz über 300 km Eisenbahnstrecken / Deutsche Bahn Thüringen-Hessen / Teilstrecken Dresden-Berlin ICE-Teilstrecke Berlin-Magdeburg / DD-Leipzig Magdeburg-Wittenberge / Leipzig Hauptbahnhof mit Fernbahntrassen / Gotha (Wismut) Möser bei Magdeburg Lutherstadt Wittenberg Ferntrassen / Hochspannungsleitung Raum Neustrelitz - ca. 40 km Auslandseinsätze / Straßenprojekte ca. 200 km Bildung / Wirtschaftförderung / Wiss.-Kooperation Großprojekte für hoheitliche Grundlagennetze Festpunktbestimmungen >> AP- und HAP-Netze >> Landesvermessungsämter und Landeshauptstadt Völkerschlachtdenkmal Dresden ITRF-Station Kirschberg 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 16
Technisch-technologische Etappen der GNSS-Nutzung Beispiel: AP-Bestimmung Dresden-Loschwitz / Wachwitz Neupunkte im Bearbeitungsgebiet von TP umschlossen 1. Etappe Statische GPS-Beobachtung mit doppelter Aufstellung und Post-Processing anschlussfreies Netz für Messung und Auswertung Bearbeitung in WGS84 ohne fixierte Lage im Raum Genauigkeit absolut bis Jahr 2000 nur >> ca. +/- 100 m freie Netz-Ausgleichung Fixierung der Lage in RD/83 >> 3D-Tansformation Anschluss an TP-Feld 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 17
Innovation GPS: Geodaten in Bewegung >> Festpunktfelder ohne Festpunkte kinematische GPS-Messung / Post-Processing 3D-Weg- oder Objektpunkte >> laufende Erfassung >> Geländehöhen, Profile, Position auf Gewässer genauer: Stop-and-Go-Verfahren Folge kurzer statischer Messungen 2. Etappe Echtzeitmessung 1996 Transformationsparameter nötig: >> Übergang WGS84 - RD/83 Sollwerte / Absteckung / Aufmaß Geodaten >> schnell und präzise >> Festpunktverdichtung unnötig Kommunikation >> Referenz- Roverstation per Funk bis ca. 10 km Referenzstation Position stets verfügbar Korr. 1 Korr. 2 bekannt: - Standpunkt - Transformation mehrere Rover gleichzeitig Real-Time-DGPS mit temporärer Referenzstation - weltweit nutzbar - 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 18
Bestimmung von Neupunkten mit hochgenauen C-Netz-Punkten >> in ETRS89 3. Etappe Statische GPS-Messung im europäischen 3D-System >> Anschluss an ETRS89 örtliche Anschlussmessung auf mm-genauen BRAREF-Punkten Netz-Ausgleichung unter Zwang / fehlerfreie Fixpunkte 3D-Tansformation entfällt Vorreiterrolle >> Brandenburg BRAREF >> DGPS mit ETRS-Anschluss Referenznetz Brandenburg Punktabstand ca. 15-30 km 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 19
Nutzung von Beobachtungsdaten permanenter SAPOS-Stationen: >> Ein Meilenstein in Richtung ETRS89 und Europa 4. Etappe Statische GPS-Messung mit SAPOS-Stationen in ETRS89 keine örtliche Anschlussmessung Nutzung von RINEX-Daten des LVA Ausgleichung >> Anschlusszwang Transformation >> Daten in RD/83 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 20
4. ETRS89 der Europäischen Union - Gebot von Wissenschaft und Ökonomie AdV-Beschlüsse zu ETRS89 einheitlich für Deutschland - 1991 >> ETRS89 Lagebezugssystem - 1995 >> UTM-Abbildung Langjährige Nutzung von ETRS mit SAPOS Beispiel: GNSS-Beobachtung statisch und Echtzeit-Positionierung 5. Etappe 2004 SAPOS-HEPS-online-Dienst Netzanschluss an ETRS89 - Echtzeittransformation - sofern Parameter bekannt RD/83 oder Gebrauchssystem Statische Netzmessung: >> entfällt für Detailmessung Nutzung von AP / TP oft unnötig aber nötig: eigene Bestimmung Transformationsparameter - qualifizierte Tätigkeit - hoher Aufwand / Fehlerquelle - keine spontane Absteckung 19 SAPOS-Stationen in ETRS89 und RD/83 hochgenau, homogen, flächendeckend für GNSS-Messung ETRS89 / WGS84 identisch 1. 1. 1989 >> Koordinatendifferenzen < 1 m 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 21
EUREF >> Realisierung von ETRS89 raumstabiles 3D-Bezugssystem / GRS80 Realisierung durch Primärstationen >> EPN / EUREF Permanent Network über 200 GNSS-Referenzstationen >> GDC / GNSS Data Center 100 Institute / Uni s >> Hierarchiestufe A identisch mit ITRS zur Epoche 1989.0 fixiert: eurasische Kontinentalplatte ETRF-ITRF >> N-O-Drift ca. 2,5 cm / a Bewegung >> Erdkruste Eurasien Rotationsachse Himmelskugel Überwachung >> Subzentimetergenauigkeit - Position, Lage, Rotation der Erde - GNSS, Laser, Licht-, Funk-, Radiowellen (extragalaktische Quellen / Quasare) kosmisch-geodätische Verfahren - IGS / Internationaler GNSS-Service - VLBI / Very Long Baseline Interferometrie - SLR, LLR / Satellite / Lunar Laser Ranging - DORIS / Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite Geo- Zentrum Frühlingspunkt täglich 0 Uhr / Längendifferenz = 0 Längengrade mit Himmelskugel identisch Deklination Rektaszension 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 22
Sachsen beseitigt bestehenden Widerspruch für gemeinsame Ziele in Europa: RD/83 - Amtliches Lagereferenzsystem im Freistaat Sachsen 1991 Bekanntgabe / 27. 7. 1992 >> AP-Erlaß SMI zur Einrichtung / Erhaltung AP-Feld >> vorläufiges amtliches Bezugssystem-Lage 9. 9. 2003 >> Erlass des SMI über amtliche Referenzsysteme im Freistaat Sachsen >> amtliches Lagereferenzsystem >> DE_RD/83 / GK_3 >> geodätisches Datum in Verbindung mit dem GK-Koordinatensystem (Gauß-Krüger) mit 3 breitem Streifen RD/83 definiert als >> zweidimensionales geodätisches Bezugssystem Ergebnis einer Datumstransformation von 42/83 Astronomisch-Geodätisches Netz (AGN) / STN 1. O. der DDR Staatliches Trigonometrisches Netz im System 42/83 Zentalpunkt Pulkowo / Sternwarte St. Petersburg / Krassowski-Ellipsoid nach 40/83 Reichsdreiecksnetz (RDN) 1940 >> 106 Trigonometrische Punkte (TP) Lagerung: Zentalpunkt RDN >> Rauenbergdatum / Bessel-Ellipsoid Überführung >> Helmerttransformation mit 106 identischen Punkten des RDN und STN - definiert für ganz Ostdeutschland : MV, BB, SN, ST, TH - RD/83 >> Teilnetz des DHDN >> Kompatibilität / geringe Netzspannungen - Anwendung von RD/83-Koordinaten nach 1989 >> nur Freistaat Sachsen 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 23
von RD/83 zu ETRS89_UTM in Sachsen RD/83 - Landessystem / lokales Ellipsoid Bessel 1841 Lagebezug: verebnete Koordinaten / LS 111, LS 112 Gauß-Krüger-Projektion / Rechtswert Y, Hochwert X Sachsen 2 Streifen / 12 und 15 / Streifenbreite 3 Trennung Lage-Höhe / Höhenbezug: DHHN92 Pegel Amsterdam/normal-orthometrische Höhe H (NHN) Niveaufläche / physikalisches Erdmodell / Geoid Abstand Geoid-Ellipsoid >> Geoidundulation N Gauß-Krüger-Projektion Transversale Mercatorprojektion Mittelmeridian längentreu Streifen-Nr. Kennziffer Y-Koordinate 1 2 3 X Y 500 km Äquator 5 + Abstände Mittelmeridian: Werte: oder + deshalb: + 500 km LS 111 LS 112 4 5 x-achse Äquator 3 6 9 12 15 y-achse ETRS89_UTM33 Universal Transversal Mercator globales 3D-System / globales Ellipsoid / im Geozentrum kartesische Koordinaten / Ursprung >> Geozentrum oder / Schnitt mit GRS80: Länge, Breite, Ellipsoidhöhe verebnete Koordinaten / UTM-Abbildung / 6 - Streifen Sachsen >> 1 Streifen Vorzeichen Streckenreduktion - / + 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 24
Gegenüberstellung >> Streckenreduktionen RD/83 UTM_33 15 RD/83 Reduktion Strecken gering - bis 15 cm / km stets positiv 12 längentreue Schnittlinie UTM_33 Bereich RD/83 - LS 111 4. Meridianstreifen 3 Gauß-Krüger-Streifen Bereich RD/83 - LS 112 5. Meridianstreifen 3 5 UTM-Zone 33 UTM_33 Reduktion Strecken Größer - bis 40 cm / km negativ oder positiv Bereich 6 - Meridianstreifen UTM_33 15 Mittel- Meridian Görlitz 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 25
Parameterbestimmung für Datumstransformation - eigene häusliche Vorbereitung bei GPS / GNSS-Nutzung - für Übertragung von RD/83-Daten in ETRS89 (WGS84 ) Bedingung 3D-Übergang: gegebene identische Raumbezugspunkte >> lokal und global Raumbezugspunkte A: für GNSS-Netzanschluss ETRS89 Ell.-Höhen globales System (ETRS89 = WGS84) Raumbezugspunkte B: RD 83 DHHN lokales Landessystem Zuordnung: räumliche 7-Parameter- Transformation 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 26
Verfahrensweise: Anforderung von TP-Koordinaten beider Systeme rechnerische Bestimmung Transformationsparameter Optimierung: Entscheidungen / Punktauswahl, Restklaffen, Implementierung im Messgerät (>> Verwechslungen möglich) keine spontane Übertragung von Projektdaten in die Örtlichkeit Erfahrung erforderlich / Fehlermöglichkeiten / Gesamtablauf GNSS-Messungen grundsätzlich: globales System >> WGS84 / ETRS89 Datumsübergang stets nötig: >> 3D-Helmerttransformation 3 Translationen 3 Rotationen Kombination >> 7 Parameter: 3 Translationen 3 Rotationen 1 Maßstab 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 27
Prüfung der Datumstransformation anhand angezeigter Restklaffen kartesische Systeme 3D-Helmert Transformation System A WGS84 (ETRS89) System B RD 83 / LS 112 Globales Ellipsoid: WGS84 (GRS80) Lokales Ellipsoid: Bessel 1841 Projektion: Gauß-Grüger 15 gemeinsame Punkte: 5 TP Sigma a priori: 1.0000 Sigma a posteriori: 0.0067 Transformations-Modell: Bursa-Wolf Höhenmodus: orthometrisch Residuen kartesisch >> 3D-Restklaffen / geozentrisch: System A System B Punkttyp dx [m] dy [m] dz [m] 14200 14200 Lage+Höhe 0.000 m -0.003 m 0.009 m 14500 14500 Lage+Höhe -0.009 m 0.003 m 0.000 m 15600 15600 Lage+Höhe 0.000 m -0.003 m -0.006 m 15700 15700 Lage+Höhe 0.001 m -0.001 m -0.006 m 2500 2500 Lage+Höhe 0.008 m 0.004 m 0.004 m Residuen Gitter >> 3D-Restklaffen / ebenes Gittersystem: System A System B Punkttyp do [m] dn [m] dhöhe [m] 14200 14200 Lage+Höhe -0.002 m 0.006 m 0.007 m 14500 14500 Lage+Höhe 0.005 m 0.006 m -0.006 m 15600 15600 Lage+Höhe -0.003 m -0.003 m -0.005 m 15700 15700 Lage+Höhe -0.002 m -0.005 m -0.004 m 2500 2500 Lage+Höhe 0.002 m -0.005 m 0.008 m verebnete Gitter-Systeme 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 28
Ergebnis räumlicher Transformation WGS84 (ETRS89) >> RD/83 Nr. Parameter Wert rms (1) Verschiebung dx - 449.478 m 36.565 m (2) Verschiebung dy - 85.424 m 61.963 m (3) Verschiebung dz - 516.000 m 38.628 m (4) Rotation um x 1.23404 " 1.64772 " (5) Rotation um y 6.01325 " 1.36825 " (6) Rotation um z -1.92115 " 1.57205 " (7) Maßstab -8.6417 ppm 5.0059 ppm Transformation ebener Koordinatensysteme: Vereinfachung: 2D-Transformation 3 -Gauß-Krüger-System << >> UTM33 4-Parameter-Helmerttransformation 2 Translationen / 1 Rotation / 1 Maßstab Nutzung von Verschiebevektoren GeoSN >> Programmbereitstellung 6. Etappe 2012 Transformationsparameter mit Korrekturdaten übertragen eigene Parameterbestimmung entfällt >> Einsatz universell 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 29
ETRS89 der Europäischen Union für Sachsen europäische GDI >> Wirtschaftsfaktor - europaweit / optimal / universell - INSPIRE, Galileo, Copernicus / GMES Veränderungen überfällig >> zwei Jahrzehnte: - Gewinnung Geodaten >> oft ETRS89 - lokale Daten / GDI >> unnötiger Mehraufwand GNSS-Systeme >> anhaltende Triebkraft - weltweit einheitlich >> Technik / Technologie - 3D / Lage + Höhe / zentimetergenau oder besser mobile Endgeräte >> enormer Entwicklungsschub - wachsender Markt >> Ortung / Navigation - neuartige Bedürfnisse / Entwicklung am Anfang Initiative Sachsen >> ETRS89_UTM - keinerlei Nachteile >> Absteckung / Messung - Daten direkt / ohne Umformung / weniger Fehler Beispiel GNSS und SAPOS-Nutzung Ziel: EU-SN 201..? ETRS89 >> Ergebnis absolute Weltspitze genial / zukunftssicher / EU-einheitlich Gebot von Wissenschaft und Ökonomie Sachsens Landessystem ist ETRS89_UTM33 Transformationsparameter >> überflüssig 30. 1. 2013 Übergang zum Europäischen Terrestrischen Referenzsystem ETRS89_UTM 30