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Geodäsie PDF Drucken E-Mail

GPS reference pillar

Am Conrad Observatorium ist eine permanente GPS Station installiert (Abb. 2), welche zusammen mit dem BEV betrieben wird. Diese Station TRF2 (früher TRFB, Trafelberg) entspricht den Kriterien des "European Combined Geodetic Network" (ECGN), wobei verschiedenste geodätische Techniken, wie GNSS, Nivellement und Erdschweremessungen kombiniert werden. Somit wird ein Beitrag zur Bestimmung des "European Terrestrial Reference System 1989" (ETRS89) innerhalb des  EUREF Permanent Network (EPN) und zum Österreichischen Positionssystem (APOS) geleistet.

 

Die Geodäsie als Grundlagenvermessung dient als Basis der Koordinatenbestimmung und der Referenzsysteme indem sie die geometrischen und dazu gehörenden physikalischen Parameter der Erde bestimmt. Dazu gehören: (1) die Bestimmung des Referenzellipsoids, (2) die Messung und Berechnung eines geometrischen Referenznetzes, (3) ein Präzisionsnivellement und die Bestimmung von nationalen Höhensystemen, (4) die Geoidbestimmung, (5) ein Schweregrundnetz, (6) ein globales und regional verdichtetes satellitengestütztes Netz und (7) daraus die Ableitung von Transformationsparametern nationaler Referenzsysteme. Bereits in der Antike dienten flächenhafte Vermessungsnetze der Grundstücksbestimmung (Ägypten) und astronomische Breitenbestimmungen der Ortsbestimmung (Griechenland). Seit dem Endedes Mittelalters entstanden großmaschige Vermessungsnetze im Zusammenhang mit Küsten- und Seekarten. Im 18. und 19. Jahrhundert etablierte sich die Triangulation als klassisches Verfahren der Geodäsie und trigonometrische Vermessungsnetzte (Dreiecksnetze) dienten als Basis für Vermessungsarbeiten. Mit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden unter Verwendung der Methoden der Satellitengeodäsie nicht nur die Genauigkeit erhöht, sondern auch globale Vermessungsnetze geschaffen. Heute dient das International Terrestrial Reference Frame (ITRF) als jeweils gültige, milliimetergenaue Realisierung des terrestrischen Bezugssystems InternationalTerrestrial Reference System (ITRS). Das Europäische Terrestrische Referenzsystem 1989 (ETRS89) ist ein dreidimensionales geodätisches Bezugssystem, welches von der Europäischen Subkommission der IAG (EUREF) als fest verbunden mit dem stabilen Teil der eurasischen Kontinentalplatte und als identisch mit dem ITRS zur Epoche 1989.0 definiert wurde.

In Österreich hatte die staatliche Landesvermessung zwei Hauptmotive: militärische Landesaufnahme und steuerliche Katastervermessung. Während eines Krieges sind gute topographische Karten von kriegsentscheidender Bedeutung. Aus dieser militärischen Erwägung wurde nach der Niederlage im Siebenjährigen Krieg (1756–1763) von Maria Theresia die systematische Landesaufnahme der habsburgischen Länder angeordnet. Diese erste österreichische Landesaufnahme (Maßstab 1:28.800), auch Josephinische Landesaufnahme (1763-1787), wurde unter Joseph II. (1741-1790) abgeschlossen. Aus den Blättern der Landesaufnahme wurden auch Landkarten (Maßstab 1.115.200) abgeleitet. Die zweite österreichische Landesaufnahme, oder Fanziszeische Landesaufnahme (1806-1869), benannt nach Kaiser Franz I., baute erstmals auf der Triangulation auf. Die Ergebnisse dieser Landesvermessung wurden im Unterschied zu der vorher gegangenen nicht geheim gehalten, sondern als Spezialkarten und Generalkarten veröffentlicht. Die Landesaufnahme diente vorwiegend militärischen Zwecken, wohingegen die Franziszeische Katastralvermessung (1817-1869) die einheitliche Basis für die Bemessung der Grundsteuer schaffte. Der Franziszeische Kataster ist der erste vollständige Liegenschaftskataster und enthält die Grundstücke des Gebietes des österreichischen Kaiserreiches. Im Jahre 1862 wurde die Österreichische Gradmessungskommission gegründet, seit 1995 Österreichische Geodätische Kommission (ÖGK), als bis dahin erste Fachkommission eines Staates für Höhere Geodäsie, und kurz darauf die Mitteleuropäische Gradkommission. Um eine Vereinheitlichung der Referenzsysteme zu erreichen, einigte man sich auf folgende Definitionen: (1) Verwendung des Ellipsoids von Bessel, (2) konforme Meridianstreifenprojektion nach Gauß mit 3° Streifen, (3) Längenzählung nach Ferro (Nullmeridian auf El Hierro auf den Kanaren), und (4) Festlegung eines Fundamentalpunktes für jedes Staatsgebiet. Die darauf folgenden Arbeiten an der dritten Landesaufnahme, FranziscoJosephinische Landesaufnahme (1869-1887), wurden vom k.k. Militärgeographischen Insititut (MGI) durchgeführt. Dieses Landkartenwerk wurde erstmals im metrischen System erstellt (Maßstab 1:25.000). Jene wurde später durch die vierte Landesaufnahme, Präzisionsaufnahme (1896-1987), ersetzt, welche die Basis der heutigen Österreich Karte (ÖK), das amtliche topographische Kartenwerk Österreichs, bildet. Die ÖK wird in den Maßstäben 1:50.000 (ÖK50) bzw. 1:25.000 (ÖK25V), 1:200.000 (ÖK200), 1:250.000 (ÖK250) und 1:500.000 (ÖK500) vom Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) herausgegeben. Eine der weiteren Aufgaben im Bereich der Grundlagenvermessung des BEV ist die Festlegung eines homogenen Höhenbezuges für das österreichische Staatsgebiet. Um diese Aufgabe zu erfüllen, werden sogenannte Präzisionsnivellements durchgeführt, d.h. durch linienweises Messen von Höhendifferenzen wird ein maschenförmiges Netz über ganz Österreich ausgebreitet.

Die GNSS Station TRFB wurde im Jahr 2004 in Betrieb genommen, und musste aufgrund einer Bezugsänderung im Jahr 2008 auf TRF2 umbenannt werden. Als ECGN Station TRFB/TRF2 ist sie Teil des EPN Stationsnetzwerkes und erfüllt strenge Auflagen zum Empfang von GNSS Satellitensignalen, Datenübertragung, Ausstattung und Aufstellung (Dokumentation). Das ECGN Projekt wurde von der internationalen Vereinigung der Geodäsie (IAG) startet. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung ist von großer Bedeutung und besonders die Höhe ist eine mehrdeutige Größe. Die geometrische Höhe oder Ellipsoidhöhe wird z.B. mit Hilfe von Navigationssatelliten gemessen, während die physikalische Höhe oder auch die Höhe über Meeresniveausich auf eine Grenzfläche des Schwerepotentials bezieht. Die geometrischen und Schwerefeld-Messungen bestimmen die physikalischen Höhen. Das ECGN Projekt nutzt Referenzpunkte wie das Conrad Observatorium, welches eine Kombination dieser unterschiedlichen Techniken erlaubt und zudem ermöglicht, deren zeitliche Variationen zu fassen. Zusätzlich ist TRFB/TRF2 auch eine Station des APOS Referenzstationsnetzes, welches GNSS Satellitensignale verwendet und vom Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) betrieben wird. Alle APOS Stationen repräsentieren die Realisierung des ETRS98 in Österreich.

Literatur
Ernst Zahn (2010) ECGN Station TRFB (Trafelberg) - its role within EPN and APOS. COBS Journal 2010. (link)
Günter Stangl (2011) Trafelberg on the move – Long-term and periodic variations of its position. COBS Journal 2011. (link)
Höggerl, Norbert (2001) Bestimmung von rezenten Höhenänderungen durch wiederholte geodätische Messungen. In: Christa Hammerl, Wolfgang Lenhardt, Reinhold Steinacker, Peter Steinhauser (Hrsg.): Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik 1851 – 2001. Leykam, 2001.

Anverwandte Literatur
Bretterbauer, Kurt (2009) Eine kurze Geschichte der österr. Landesvermessung und ihres Fundamentalpunktes Hermannskogel. Vermessung & Geoinformation 2/2009, 240-242. (pdf)
Alfred Kleusberg (2003) Satelliten im Dienst der Geodäsie und Geoinformatik. (pdf)

Empfohlene Literatur
Geodesy (2001) W. Torge, 400 S., Walter de Gruyter.
Geophysical Continua (2008) B.L. Kennett, H.-P. Bunge, 432 S., Cambridge University Press.
Physical Geodesy (2005) B. Hofmann-Wellenhof, H. Moritz, 403 S., Springer.
The Tides of the Planet Earth (1978) P. Melchior, 609 S., Pergamon Press.
GNSS – Global Navigation Satellite Systems (2008) B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, E. Wasle, 516 S., Springer
Vermessungskunde (2006) H. Kahmen, 679 S., deGruyter

Empfohlenes Online Material
Austrian Map online (BEV)
What is Geodesy? - NOAA Ocean Service Education
NASA – Looking Down a Well: A Brief History of Geodesy (YouTube, English only)
Josephinische Landesaufnahme von Niederösterreich, 1773-1781 (Wien) - ÖNB/KAR: K II 87

 


 
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