21.11.2013 Aufrufe

Datumspunkt des DHHN 2012? - DVW

Datumspunkt des DHHN 2012? - DVW

Datumspunkt des DHHN 2012? - DVW

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

<strong>DHHN</strong> 2006-<strong>2012</strong> unter<br />

Einbindung <strong>des</strong><br />

Normalhöhenpunktes<br />

Hoppegarten<br />

Uwe Feldmann-Westendorff<br />

<strong>DVW</strong> Berlin-Brandenburg e.V.<br />

Festkolloquium<br />

100 Jahre Deutsches Haupthöhennetz<br />

Jüdisches Museum Berlin, Kollegienhaus<br />

Berlin, 26.10.<strong>2012</strong>


Inhalt<br />

• Einleitung<br />

• Erneuerung <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong> – Konzept und Umsetzung<br />

• Normal-Höhenpunkt Hoppegarten (N.H. von 1912)<br />

• Präzisionsnivellements im <strong>DHHN</strong> 2006-<strong>2012</strong><br />

• Datumsfestlegung und erste Ergebnisse<br />

• Fazit und Ausblick<br />

26.10.<strong>2012</strong> 2


Einleitung<br />

• Allgemeine Konferenz der Internationalen Erdmessung<br />

vor 100 Jahren:<br />

• Wiederholung der fundamentalen Nivellementsnetze der zivilisierten<br />

Länder zwei bis dreimal im Jahrhundert (Budapest 1906)<br />

• Notwendigkeit der orthometrischen Reduktion der Nivellements<br />

(London 1909)<br />

• Einführung <strong>des</strong> „Nivellements von hoher Präzision“ (Hamburg 1912)<br />

• Situation heute:<br />

• Es gelten die gleichen technischen Grundsätze im Präzisionsnivellement.<br />

• Verfeinerung der Messtechnik (Digitalisierung), jedoch kein signifikanter<br />

Genauigkeitsgewinn!<br />

26.10.<strong>2012</strong> 3


Erneuerung <strong>des</strong> Deutschen<br />

Haupthöhennetzes – Konzept<br />

• 2003 Ist-Analyse<br />

• Das vorhandene Höhenfestpunktfeld<br />

unterliegt aufgrund seines Alters und<br />

einer gewissen Zerstörungsrate einem<br />

zunehmenden Verfall.<br />

• Die anforderungsgerechte Erfüllung der<br />

Aufgabe „Bereitstellung eines<br />

bun<strong>des</strong>einheitlichen genauen<br />

Höhenbezugssystems“ gerät langfristig<br />

in Gefahr.<br />

• Neue technische Entwicklungen sind zu<br />

nutzen, vor allem unter dem Aspekt von<br />

möglichen Kostenreduzierungen.<br />

• Zuverlässige, konsistente und aktuelle<br />

Höhenangaben sind von hoher<br />

technischer und volkswirtschaftlicher<br />

Bedeutung.<br />

• 2005 Soll-Analyse<br />

• Aufdeckung von Höhenänderungen<br />

und Spannungen im <strong>DHHN</strong>92<br />

• Einbindung <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong> in ein<br />

zukünftiges, integriertes<br />

Raumbezugssystem<br />

• Verknüpfung <strong>des</strong> Nivellements mit<br />

epochengleichen GNSS-Messungen,<br />

Absolutgravimetrie sowie neuen<br />

Erdschwerefeldmodellen zur<br />

hochgenauen Geoidmodellierung für<br />

die weitere Verbesserung der<br />

Gebrauchshöhenbestimmung mit<br />

SAPOS<br />

• Grundlage für Daseinsvorsorge und<br />

Wissenschaft<br />

26.10.<strong>2012</strong> 4


Erneuerung <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong> – Umsetzung<br />

• 2005 Beschlusslage AdV<br />

• 14.130 km Präzisionsnivellement<br />

• 250 GNSS/Niv-Bodenpunkte, davon<br />

100 Absolutschwerepunkte<br />

• Realisierung 2006 bis <strong>2012</strong><br />

• 29.500 km Präzisionsnivellement<br />

• 250 GGP (GNSS/Niv), davon<br />

168 Absolutschwerepunkte und<br />

81 Relativschwerepunkte<br />

• 350 GNSS-RS<br />

• Koordinierung und Auswertung<br />

• PG <strong>DHHN</strong> <strong>des</strong> AK Raumbezug (AdV)<br />

• Niv-Rechenstellen BKG, BezReg Köln<br />

• GNSS-Rechenstellen LGLN, BKG<br />

• Absolutgravimetrie BKG<br />

26.10.<strong>2012</strong> 5


Projekt-Zeitplan<br />

Plenumsbeschluss<br />

Auswertung<br />

Absolutgravimetrie<br />

Dokumentation<br />

Konzeption und Planung<br />

Präzisionsnivellement<br />

2002 03 04 05 06 07 08 09 2010 11 12<br />

13 14 2015<br />

GNSS-Kampagne<br />

26.10.<strong>2012</strong> 6


Normalhöhenpunkt (N.H.) von 1912<br />

N.H. 1912<br />

Urmesstischblatt 1843<br />

Preußische Lan<strong>des</strong>aufnahme<br />

Messtischblatt 1901 (1920/40)<br />

Preußische Lan<strong>des</strong>aufnahme<br />

(Reichsamt für Lan<strong>des</strong>aufnahme)<br />

Digitale Topogr. Karte <strong>2012</strong><br />

Lan<strong>des</strong>vermessung und<br />

Geobasisinformation Brandenburg<br />

Quelle: LGB, <strong>2012</strong><br />

26.10.<strong>2012</strong> 7


Einbau <strong>des</strong> N.H. im April 1912<br />

Quelle:<br />

RfL, 1923<br />

26.10.<strong>2012</strong> 8


Versuchsstrecke Freienwalde 1908 und<br />

Netzteil I 1908-1922<br />

Quelle: Holm, 1908<br />

Quelle:<br />

RfL, 1923<br />

26.10.<strong>2012</strong> 9


Öffnung <strong>des</strong> N.H. im September 2004<br />

Quelle:<br />

S. Wolfram<br />

26.10.<strong>2012</strong> 10


N.H. Hoppegarten 1913-2009<br />

GGP<br />

Quelle: Sadowski und Sorge, 2005 (ergänzt)<br />

Quelle:<br />

S. Wolfram<br />

• Linienbeschreibungen, Geologische Befunde,<br />

Koordinaten<br />

• Kontrollmessungen 1920, 1927, (1932), 1956, 1964,<br />

1974, 2004, 2009 (Linienmessung)<br />

• Erkenntnisstand: N.H. gilt lokal als höhenstabil<br />

• 2008: Einrichtung eines GGP bei UF OO<br />

26.10.<strong>2012</strong> 11


Fragestellung<br />

»Der Normalhöhenpunkt von 1912 –<br />

<strong>Datumspunkt</strong> <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong> <strong>2012</strong>?«<br />

Sadowski und Sorge (2005)<br />

26.10.<strong>2012</strong> 12


Messungsfortschritt im <strong>DHHN</strong><br />

(04/<strong>2012</strong>)<br />

• 92% der geplanten Linien (29.500 km)<br />

sind gemessen<br />

• 97% der Messdaten liegen in den<br />

Rechenstellen (Bonn, Leipzig) vor<br />

• ca. 87% <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong>92 (26.400 km)<br />

werden 2006-<strong>2012</strong> wiederholt<br />

• Messungen erfolgen nach der<br />

Feldanweisung<br />

Präzisionsnivellement im <strong>DHHN</strong><br />

2006-<strong>2012</strong> durch die<br />

Lan<strong>des</strong>vermessungsbehörden der<br />

Länder<br />

26.10.<strong>2012</strong> 13


Schleifenschlussfehler bereits<br />

geschlossener Schleifen<br />

ZU<br />

= ± 2<br />

⋅<br />

U<br />

Zulässige Abweichung Z U [mm] für<br />

Schleifen von einem Umfang U [km]<br />

z. B. U = 200 km ; Z U = 28,3 mm<br />

26.10.<strong>2012</strong> 14


Linie Seehausen – Perleberg (32 km)<br />

<strong>DHHN</strong> 2006, SNN 1976, SNN 1955, <strong>DHHN</strong> 1925<br />

1<br />

Aufsummierte, um die<br />

Schwerekorrektur<br />

reduzierte<br />

Höhenänderungen<br />

1<br />

HM Seehausen festgehalten<br />

3<br />

2<br />

2<br />

3<br />

Setzung (Elbniederung)<br />

NivPfeiler (vmtl. Umvermarkung)<br />

Quelle: LVermGeo Magdeburg<br />

26.10.<strong>2012</strong> 15


Linie Bernburg – Halle (55 km)<br />

<strong>DHHN</strong> 2008, SNN 1976, SNN 1956,<br />

Urnivellement 1884<br />

Bernburg<br />

1<br />

Halle<br />

3<br />

1<br />

2<br />

3<br />

HM Domnitz festgehalten<br />

Setzung (Bergbau 19 Jh.)<br />

Setzungen (Ursache unklar)<br />

2<br />

Quelle: LVermGeo Magdeburg<br />

26.10.<strong>2012</strong> 16


Linie Haltern a. S. – Hattingen (53 km)<br />

<strong>DHHN</strong> 2010, <strong>DHHN</strong> 1985<br />

1<br />

4<br />

2<br />

3<br />

1<br />

2 3<br />

4<br />

HM Haltern festgehalten<br />

Setzung (Bergbau)<br />

Hebungstendenz (N-S)<br />

Quelle: Rechenstelle Leipzig<br />

26.10.<strong>2012</strong> 17


Höhenzuschläge aus der Ausgleichung<br />

(Ausgleichung 02/<strong>2012</strong>)<br />

• Beobachtungen n = 903<br />

• Knotenpunkte u = 655<br />

• Freiheitsgrade f = 249<br />

• <strong>Datumspunkt</strong> Wallenhorst<br />

• Ergebnis s = 0,66 mm/km<br />

• N.H. Hoppegarten –9 mm<br />

• Der vorläufige <strong>Datumspunkt</strong><br />

Wallenhorst macht einen direkten<br />

Vergleich mit dem <strong>DHHN</strong>92 möglich!<br />

Wallenhorst<br />

35 mm Höhenänderung Quelle: Rechenstelle Leipzig<br />

26.10.<strong>2012</strong> 18


Festlegungen zur Datumsrealisierung<br />

• Anzahl der Datumsbedingungen<br />

• Datumsdefekt (Rangdefekt) von 1 (eindimensionales Netz) führt zur<br />

Festlegung einer Translation (zwangsfreie Lagerung)<br />

• Orientierung ist durch die Lotrichtung definiert, der Maßstab durch die<br />

gemessenen Höhenunterschiede gegeben<br />

• <strong>Datumspunkt</strong>e<br />

• Auswahl besonders stabiler HFP in LNH – Wallenhorst, Hoppegarten, ...<br />

• Punkte mit mehreren Messverfahren (GGP, RSP) zur Realisierung <strong>des</strong><br />

einheitlichen Raumbezugs<br />

• Höhe und Geschwindigkeit<br />

• Höhe <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong>92, Annahme einer Geschwindigkeit von 0 mm/a<br />

• Genauigkeitsmaße<br />

• Genauigkeitsmaße <strong>des</strong> <strong>DHHN</strong>92 (Wallenhorst fehlerfrei)<br />

26.10.<strong>2012</strong> 19


Varianten zur möglichen<br />

Datumsfestlegung (Simulation)<br />

s H [mm]<br />

Quelle: Rechenstelle Leipzig Quelle: Berndt, 1931<br />

26.10.<strong>2012</strong> 20


Datumsfestlegung<br />

(Ausgleichung 11/2011)<br />

• Einführung mehrerer <strong>Datumspunkt</strong>e<br />

(zwangsfrei)<br />

Wallenhorst<br />

Flechtingen<br />

Hoppegarten<br />

• Summe der Höhenzuschläge in den<br />

<strong>Datumspunkt</strong>en ist Null (Bedingung)<br />

<strong>Datumspunkt</strong><br />

Höhenänderung [mm]<br />

1 Punkt 6 Punkte<br />

Niederweiler<br />

Wallenhorst 0 +4<br />

Hoppegarten −10 −5<br />

(Schernfeld)<br />

Saldenburg<br />

Flechtingen −9 −4<br />

Freudenstadt −36 −32<br />

Saldenburg +36 +40<br />

Freudenstadt<br />

Niederweiler −6 −2<br />

Quelle: Rechenstelle Leipzig<br />

26.10.<strong>2012</strong> 21


Ergebnisbilanz im Gesamtprojekt<br />

Verfahren Ziel Ergebnis<br />

Präzisionsnivellement<br />

s s ≤ 0,4 mm/km<br />

s 0 a post.<br />

≤ 0,86 mm/km 1<br />

s s = 0,31 mm/km (27.200 km)<br />

s 0 a post.<br />

= 0,66 mm/km (27.000 km)<br />

GNSS s h ≤ 5 mm s h = 2,6 mm (600 Pkte) 3<br />

Absolutgravimetrie s g ≤ 12 μGal s g = 10,5 μGal (100 GGP)<br />

Quelle: Projektgruppe „Koordinierung der Messungen im <strong>DHHN</strong>“ der AdV<br />

Rechenstellen Nivellement, GNSS und Absolutschwere<br />

1<br />

Ausgleichung <strong>DHHN</strong>92<br />

2<br />

Niv-Lösung Rechenstelle BKG (Stand 2/<strong>2012</strong>)<br />

3<br />

Kombinierte GNSS-Lösung BKG-LGLN (Stand 11/2011)<br />

26.10.<strong>2012</strong> 22


Fazit und Ausblick<br />

• <strong>DHHN</strong> <strong>2012</strong> – ein neuer amtlicher Höhenbezugsrahmen?<br />

• Die Einführung erfordert einen Beschluss <strong>des</strong> Plenums der AdV.<br />

• Min<strong>des</strong>tens zwei Berechnungsvarianten werden zuvor erfolgen:<br />

(a) Parametrisierung <strong>DHHN</strong>92 und (b) nach Stand der Wissenschaft,<br />

• (b) unter Einführung mehrerer <strong>Datumspunkt</strong>e und Gezeitenkorrektionen.<br />

• Normalhöhenpunkt von 1912 als <strong>Datumspunkt</strong> <strong>2012</strong>?<br />

• ja, jedoch nur mit weiteren <strong>Datumspunkt</strong>en gemeinsam!<br />

• Einheitlicher Raumbezug der AdV<br />

• Das <strong>DHHN</strong>-Projekt realisiert den Einheitlichen Raumbezug, also die<br />

Integration von Raumbezug, Höhe und Schwere.<br />

• Die Nutzung von GNSS und Quasigeoid für eine wirtschaftliche<br />

Gebrauchshöhenbestimmung wird weiter vorangetrieben.<br />

26.10.<strong>2012</strong> 23


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.<br />

Uwe Feldmann-Westendorff<br />

Lan<strong>des</strong>bezugssystem – Koordinierung und Anwendungsentwicklung<br />

LGLN – Lan<strong>des</strong>amt für Geoinformation und Landentwicklung<br />

Niedersachsen<br />

Podbielskistraße 331, 30659 Hannover<br />

Tel.: +49 511 64609 451<br />

Fax: +49 511 64609 168<br />

E-Mail: uwe.feldmann-westendorff@lgln.niedersachsen.de<br />

Internet: www.lgln.de<br />

26.10.<strong>2012</strong> 24

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!