zfv 4/2005

zfv 4/2005
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Zusammenfassung

Mit der Einführung der Echtzeitvernetzung beim Satellitenpositionierungsdienst SAPOS® der Landesvermessung in Deutschland im Jahre 2002 waren höhere Genauigkeiten für die Stationskoordinaten erforderlich. Deshalb wurden mit einer Diagnoseausgleichung aktuelle, über Ländergrenzen hinweg homogene Koordinaten für die SAPOS®-Referenzstationen im ETRS89 abgeleitet. Die erreichte innere Genauigkeit ist besser als 1 cm für die Lage. Für die Verdichtungsnetze der Landesvermessungen ergeben sich daraus Konsequenzen, die diskutiert und erläutert werden.

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In diesem Beitrag werden als Beispiel einer Integration des SAPOS®-Netzes in internationale Netze (hier: EUREF) die Resultate der Diagnoseausgleichung SAPOS® vorgestellt, die zur Bestimmung neuer amtlicher Koordinaten für die ca. 260 permanenten SAPOS®-Stationen in Deutschland dienen. Die Auswirkungen der eingeführten relativen und absoluten Kalibrierwerte für die Antennenphasenzentrumsvariationen auf die geschätzten Koordinaten werden untersucht. Die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Überwachung der Koordinaten der SAPOS®-Stationen auf Qualität und Stabilität wird in einer Regressionsanalyse sowie in einer Zeitreihendarstellung diskutiert.

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In der modernen Ingenieurgeodäsie lässt sich in den letzten Jahren ein deutlicher Trend in Richtung bildgebende Messsysteme beobachten. Ein flexibles und mächtiges, jedoch auch technisch-komplexes Messsystem stellen bildgebende Theodoliten dar. Eines der Hauptprobleme solcher Messsysteme liegt in der Komplexität diverser Auswahl- bzw. Entscheidungsprozesse im Zuge des Messvorgangs. Nachfolgend wird ein wissensbasiertes Entscheidungssystem für ein online Videotheodolit-basiertes Messsystem vorgestellt, welches in einem hochautomatisierten Prozess Bildaufbereitung, Punkterfassung und Punktfilterung durchführt.

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GPS-Signale, die eine Wand durchdringen, werden in Abhängigkeit von den Baumaterialien zusätzlich um den Faktor 100 und mehr gedämpft. Gegenüber einem Outdoor-Empfänger, der das Signal innerhalb weniger Sekunden akquirieren kann, benötigt derselbe Empfänger unter den Bedingungen des Innenraumes sehr viel länger, um zu einem brauchbaren Signal-Rauschverhältnis (S/N) zu kommen. Lange Wartezeiten sind jedoch für den Nutzer nicht zumutbar. Die Standardlösung zum Problem der Akquisition unter Indoor-Bedingungen setzt sich aus zwei Teilansätzen zusammen: Assistenz durch ein Mobilfunknetz und Parallelisierung des Rechenprozesses bei der Satellitensuche durch eine Blockkorrelation. Letztere kann im Zustandsraum (massiv parallel) oder im Frequenzraum (FFT) erfolgen. Durch diese beiden Maßnahmen kann zum einen der Suchbereich, meistens die Frequenzunsicherheit, verkleinert werden, zum anderen die Rechenleistung des Empfängers bei der Korrelation um einen Faktor 500 und mehr gesteigert werden. In dieser Arbeit werden die physikalischen Randbedingungen, die technischen Realisierungen sowie ein kurzer praktischer Empfängertest der Indoor-Ortung mit GPS beschrieben.

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Informationen sind das zentrale Werkzeug der Planung. Aufbereitet in einem Standort-Informations-System, dienen sie der Vermarktung von Gewerbeflächen und sind somit Motor für Aktionen, Reaktionen und Entscheidungen. Es ist eine wertvolle Dienstleistung moderner Wirtschaftsförderungsinstitutionen für Unternehmen, ihre Standortentscheidung zu unterstützen. Auf der Basis von tabellarischen sowie räumlichen Informationen, die mittels eines Geoinformationssystems (GIS) angeboten werden können, wird es ermöglicht, den komplexen Entscheidungsprozess auf ein sicheres Fundament zu stellen und logische und nachvollziehbare Gründe für oder gegen eine Entscheidung zusammenzutragen. Bisherige Standort-Informations-Systeme laufen noch über zentrale Datenhaltung, die Zukunft aber liegt in der Nutzung von GIS, Interoperabilität und verteilter Datenhaltung.

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Das Verständnis der Geschichte der naturwissenschaftlichen oder angewandten Geometrie (Geodäsie, Geographie, Astronomie) des Altertums bedarf einer parallel laufenden Rekonstruktion der antiken Messinstrumente, der vormetrischen Maßeinheiten, der antiken Methoden der naturwissenschaftlichen Geometrie sowie einer Analyse der überlieferten antiken Resultate untereinander und mit der Realität. Tatsächlich zeigen Vergleiche von antiken Resultaten in Form von Zahlenangaben, z. B. in den »Geographika« des Strabon (64/63 v. Chr. bis 20 n. Chr.), nicht selten eine verblüffend gute Übereinstimmung mit der Realität. Kann man diese plausibel erklären?
Daten zur Bestimmung der gegenseitigen Lage von Alexandria/Rhodos hat Eratosthenes, (284–202 v. Chr.), wie er selbst bemerkt hat (Strabon II, 5, 24), mittels mehrerer »skiotherikoi gnomones« (Gnomon-Schattenfänger) bestimmt. Aufgrund der spärlichen antiken Informationen wurde ein für geographische Zwecke geeignetes Messinstrument nachgebaut; die hohe Genauigkeit von damit durchgeführten Messungen entspricht der eines modernen Sextanten. Die einfache und leicht verständliche Konstruktion macht es zu einem didaktisch hervorragend geeigneten Instrument für einen Unterricht über »angewandte Geometrie« an den Schulen.

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Der »Sonnenzeiger«, der Gnomon, so sein griechischer Name, gilt als das älteste und einfachste astronomisch-geodätische Messgerät. Doch ist dieses antike Messinstrument in der Fachliteratur kaum beachtet worden, obwohl es für die Entwicklung der Naturwissenschaften eine wichtige Rolle spielte. Im Altertum verwendeten Babylonier und Ägypter den Schattenstab zur Bestimmung der Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen sowie als Sonnenuhr. Bereits in frühgeschichtlicher Zeit wurde beobachtet, dass ein senkrecht eingesetzter Stab im Tagesverlauf unterschiedliche Schatten wirft. Für die Absteckung von Bauwerken war das Verfahren mit dem »Indischen Kreis« von Bedeutung. Im europäischen Mittelalter erscheint das Gnomon-Prinzip auf den damals gebräuchlichen Messgeräten als Schattenquadrat.

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Das Landesvermessungsamt bietet Institutionen, die im Bereich der Vermessung in Baden-Württemberg für Ausbildung, Verwaltung und Katasterführung zuständig sind, das Informationssystem »ISIVerm« zur Recherche allgemeiner und fachlicher Themen an. Die Informationen und Beiträge im ISIVerm werden über ein Redaktionssystem dynamisch aus einer Datenbank erstellt und als HTML-Dokumente ins Internet bzw. ins Hausnetz des Landesvermessungsamts eingestellt. Mehrere Redakteure und Autoren kümmern sich um das breit gefächerte und anwenderorientierte Informationsangebot im ISIVerm.