„Gauß Krüger war gestern, UTM ist heute! - Mit welchem ... · Gauß-Krüger war gestern...

Gauß-Krüger war gestern Folie 114.11.10

„Gauß Krüger war gestern, UTM ist heute! -

Mit welchem Bezugssystem arbeiten wir eigentlich?“

Dipl.-Ing. (FH) Tilo Groß

CRS ETRS89_UTM32

Höhen- und Streckenreduktionen

Zone 32

M=0,9996

Folie 314.11.10Gauß-Krüger war gestern

Gliederung

● Koordinaten Referenzsysteme (CRS)

- Was ist das?

● Koordinatenabbildungen (Projektionen)

●Der Systemwechsel:

- von GK/DHDN90 nach ETRS89_UTM32

● Auswirkungen für die Vermessung

● Auswirkungen der Reduktionen


Koordinatenreferenzsysteme

(CRS) - was ist das?


Wie sieht die Erde eigentlich aus?

Alles rund ?


„Houston wir haben ein Problem! “


Coordinate Reference System (CRS)

Ein Coordinate Reference System besteht aus zwei Festlegungen:

dem Datum der Festsetzung zum Referenzellipsoid und

dem Koordinatensystem.


Das Datum umfasst:die Lage des Ursprungs, die Orientierung, den Maßstab und zusätzlichdie Zuordnung eines Referenzellipsoides

Das Koordinatensystem umfasst: mathematische Regeln zur räumlichen Festlegung von Punkten, d.h. wie Punkten Koordinaten zugewiesen werden. (z.B. X,Y,Z o. B.L. ell.Höhe)


Datum und Referenzellipsoid bilden das

Bezugssystem(z.B.: DHDN 90, ETRS89)



Das CRS wird durch das Referenznetz auf

der Erdoberfläche realisiert.

Konkret durch die Referenzpunkte

(z.B. EUREF- und DREF- Punkte)


Deutsches Hauptdreiecksnetz DHDN90

Referenzellipsoid: Besselellipsoid von 1841, große Halbachse: 6 377 397,155 mAbplattung: 1 : 299,152 812 85

Datum:Fundamentalpunkt: Hauptdreieckspunkt Rauenberg als Exzentrum der ehemaligen Sternwarte Berlin. Orientierung: astronomisch best. Richtung (Azimut) Rauenberg zum Zwischenpunkt 1. Ordnung Berlin, Marienkirche, (sog. „Potsdam Datum“)Maßstab: Aus Basismessungen abgeleitetReferenznetz: TP des Hauptdreiecksnetz


Abplattung ?


Abplattung?

Rotationsellipsoid


European Terrestrial Refernz System - ETRS 89

Referenzellipsoid:Geozentrisch gelagertes Ellipsoid „Geodetic Reference System1980“ (GRS80) große Halbachse: 6 378 137 m Abplattung: 1 : 298,257 222 101Datum:X-Achse als Schnittlinie der Ebene des Meridians durch Greenwich und der Äquatorebene, Y-Achse als Lotrechte auf der X-Achse in der ÄquatorebeneZ-Achse als Richtung vom Geozentrum zum Nordpol.Referenznetz: EUREF, DREF


ETRS 89

X Y

Z

Greenwich 0°

Ellipsoid:„Geodetic Reference System 1980“ (GRS80)


Ellipsoide

Bessel 1841 West-deutschland

Krassowsky 1942 Polen / Ostdeutschland


Lagerung des Ellipsoids

GRS 80 „mittlere Lagerung“

Folge: Undulationen liegen jetzt bei 48 m im Bereich von RLP!


Punktdefinition auf demEllipsoid

Ein Punkt kann in einem räumlichen Koordinatensystem auf verschiedene Weise definiert werden.

(Länge ( λ), λ), λ), λ), Breite ( ϕ)ϕ)ϕ)ϕ), Ellips. Höhe (h)) p

X

Y

Z

P

ϕϕϕϕ

λλλλ

h

P

X,Y,Z


Koordinatenabbildungen(Projektionen)


Koordinatenabbildungen...

...dienen der Verebnung sog. ellipsoidischer- (Länge ,

Breite, ellips. Höhe ) oder X,Y,Z - Koordinaten

Sie bedingen immer Verzerrungen und erfolgen nach

festen mathematischen Abbildungsregeln.


Gauß-Krüger Abbildung

R

HP

P

Die „Gaußsche konforme Abbildung“ kann näherungsweise geometrisch als Zylinderprojektion gedeutet werden

H

R0 Äquator

Fak

tor

1,00

00

Zuschlag 500 km

ca. 200 kmBreiteca. 50°


Universale TransversaleMercatorprojektion

E

Der Abbildungszylinder schneidet die Erdfigur, wobei der Hauptmeridian nicht längentreu, sondern mit einem konstanten Maßstab von 0,9996 (= 4 cm je 100 m) abgebildet wird.

PP

N

E0 Äquator

Fak

tor

0,99

96

ca. 400 kmBreiteca. 50°

Zuschlag 500 km


UTM-Abbildung - Vorteile

• Nur noch ein

Meridianstreifensystem

• Keine

Übergangsprobleme

mehr

• Einheitliches CRS

mit den Nachbarländern

Zone 32

9° E – Mittelmeridian Zone 32

je 3° n. W+E


Die UTM - Koordinate

Ostwert (E =East) Nordwert (N=North)

8(11) - stellig 7(10) - stellig

32 = Zonenkennung Metrischer Abstand

Zuschlag +500.000 vom Äquator

(inkl. Maßstab)

32 398 190,000 5 579 540,000


Zusammenfassung

Bezugssysteme basieren auf:

● einem bestimmten Ellipsoid (Bessel /GRS80),

● einem definierten Datum

(„Potsdam Datum“ / ETRS89)

X

Y

Z

P


Zusammenfassung

Punkte auf der Erdoberfläche können durch:

● geografische Koord. (Länge, Breite und

ellipsoidische Höhe) oder

● kartesische Koordinaten (XYZ) festgelegt

und durch

● Abbildungsregeln in GK oder UTM-Koordinaten verebnet werden.

X

Y

Z

P


Der Systemwechsel:

Von GK/DHDN 90 nachETRS89_UTM32


Von DHDN90 nach ETRS89

Bessel 1841

GRS 80

Beide Ellipsoide unterscheiden sich in Bezug auf

● den Ursprung (3 Verschiebungen)● die Ausrichtung der Koordinatenachsen (3 Drehungen )● den Maßstab (1 Maßstabsfaktor).


Ellipsoidübergang

Bezugssystemwechsel nur durch eine

„7-Parameter-Transformation“

die sog. Datumstransformation

��(X1, Y1, Z1 )p (X2, Y2, Z2)p

XY

Z

P

XY

Z

P


Neues System: ETRS89_UTM32

Ausgangsbestand: GK- LST 180 unterschiedlicher Gena uigkeit

Der Transformationsweg in RLP

Verfahren TGU-RP (Liegenschaftskataster)im Zuge der Migration


Wird es jetzt genauer...?

Nein - denn...

durch die Überführung in ETRS89 & UTM32

sind die Koordinaten zwar

auf einem international gelagerten Ellipsoid,

in einem einheitlichen System mit den

Nachbarländern,aber nicht besser,

sprich genauer!

TRANSFORMATIONSSERVICES

● Lizenzfreie Bereitstellung von Javaprogrammen, der Quellcodes und der Passpunkte

● auch an Dienstleister zwecks Unterstützung der Endkunden

● Beratung zum Einsatz der Programme

Abweichungen von 0,000219 m bis zu 0,081206 m

Transformation DHDN/GK nach ETRS89/UTMAbweichung der Berechnung von NTv2 (BeTA, 2007) zu TGU-RP


Auswirkungen auf die

Vermessung


Anschlussü. SAPOS-RSP

+Trafo 10 ÜFP

(LET-RP)

Neupunkte

Terrestr. Anschluss

AP / VP / GP

GK- LST 180

Bisher:Einpassung der GPS-Messungen erforderlich!

Anschluss an das amtliche System - bisherige Vorgehensweise...


Neupunkte: Anschluss

ü. SAPOS-RSP / ÜFPX,Y,Z – Koordinaten

bezogen auf ETRS 89

Strenge Abbildung (=Umrechnung)

in UTM Koordinaten

Verebnete Koordinaten im amtlichen CRSETRS89_UTM32

OriginäresMessungsergebnis

Nur Umrechnung keine Transformation mit Passpunkten mehr erforderlich!

EndergebnisTerrestr.

AnschlussAP / VP / GP

...und nach der UTM-Umstellung...


Universale Transversale

Mercatorabbildung (UTM)

Auswirkungen der Reduktionen


UTM-Projektion

Auswirkungen

• Stärkere Verzerrungen zwischen Koordinaten durch die Abbildungsreduktion (m

0= 0,9996)

• Reduktion erforderlich, d.h. mit dem Taschenrechner können keine Strecken mehr berechnet werden (s²=dx²+dy²)

• Streckenreduktion auch bei Tachymetermessungen erforderlich

• geringfügige Flächenänderungen


UTM-Abbildung

Notwendige Reduktionen

• Streckenreduktion

wegen der Höhe über dem Bezugsellipsoid

• Abbildungsreduktion

wegen (m0= 0,9996)

• Flächenreduktionen


Differenz Geoid – Ellipsoid ca.48 m

D = gemessene Schrägstrecke

D' = Krümmungsreduktion

D'' = Horizontalstrecke im Beobachtungs-horizont

D = Reduktion um NHN-Höhe auf Geoid

D'' ' = Reduktion auf Ellipsoid


• Streckenreduktion wegen Höhe ü. Ellispoid

UTM-AbbildungBeispiele (s. RiLiV Anlage 3.2)


• Abbildungskorrektur

Abbildungsreduktion ohne Auswirkungbei dieser Ordinate


180 km links und rechts des Mittelmeridians = Durchdringungsmeridian



• Flächenreduktionen


Fazit

● Höhen- und ortsabhängige Reduktionen sind im bei Absteckung und Aufnahme zu Berücksichtigen!

● nur geringe Auswikrung auf die Flächen!

● Fachdatensysteme sind auf NAS und ggf. AAA mit ETRS_89_UTM umzustellen!

● Korrekte Datumseinstellungen bei GPS!

Gauß-Krüger war gestern Folie 4314.11.10

„Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!“

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