Angewandte Geodäsie: · PDF file3.3.5 Analog/Digital-Wandlung der Winkel digitaler...

Heribert Kahmen

Angewandte Geodäsie: Vermessungskunde 20., völlig neu bearbeitete Auflage

IW1 Walter de Gruyter ~ Berlin · New York

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Symbolverzeichnis

1 Grundlagen 1.1 Einleitung . . . . . . 1.2 Bezugsflächen .... 1.3 Koordinatensysteme . 1.4 Messen, Grundbegriffe und Definitionen . 1.5 Maßsysteme und Maßeinheiten . . . . . .

1.5. l Vom Archivmeter zum Einheitensystem SI 1.5.2 Grundlegende Vorschriften des Einheitengesetzes 1.5.3 Die alten und die neuen Maßeinheiten in der

Vermessungstechnik . . . . . . . . . 1.5.4 Seltener gebrauchte SI-Einheiten ...

1.6 Fehlerrechnung und Ausgleichungsrechnung . 1.6.1 Die Aufgabe der Fehlerrechnung . l.6.2 Fehlerarten .......... .

V

XlX

3 5 8 8 9

11 15 16 16 16

1.6.3 Mittelwerte und Streuungsmaße . 17 1.6.4 Das Fehlerfortpflanzungsgesetz . 19 1.6.5 Ausgleichung direkter Beobachtungen von gleicher

Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6.6 Ausgleichung direkter Beobachtungen von verschiedener

Genauigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.6.7 Ausgleichung von direkten Beobachtungen mit einer

Summenbedingung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.8 Berechnung der Standardabweichungen aus Doppelmessungen 27 1.6. 9 Ausgleichungsalgorithmus für vermittelnde Beobachtungen 27 1.6.10 Fehlergrenzen und Vertrauensbereich . . . . . . . . . . . . 32

2 Einige Grundlagen der Physik und Nachrichtentechnik 36 2.1 Elektromagnetische Wellen für die Positionierung und den Datenfunk 36

2.1.1 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen . . . . . . . . . . 36

Vill Inhaltsverzeichnis

2.1.2 Modell einer linearpolarisierten monochromatischen Welle . 39 2. l .3 Bahnkrümmung der Raumwellen . . . . . . . . . . . . . . 40 2. l .4 Absorption elektromagnetischer Wellen in der Atmosphäre . 43 2.1.5 Bereiche des Spektrums für Positionierungsverfahren und

den Datenfunk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2 Optische und optoelektronische Bausteine . . . . . . . . . . . . . . 46

2.2.1 Konzept für die Übertragung von Messsignalen mit Trägem

2.2.2 2.2.3

des sichtbaren Lichts oder Infrarot . . . . . . . . . . . . 46 Der Aufbau eines Messfernrohrs ............ . 47 Vergrößerung, Gesichtsfeld, Helligkeit und Auflösungs-vermögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.2.4 Der Gebrauch des Fernrohrs . . . . . . . . . 53 2.2.5 Detektoren mit elektronischer Bildwandlung 54

2.3 Antennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.3.1 Abstrahlung, Ausbreitung und Empfang elektromagneti-

scher Wellen . . . . . . 56 2.3.2 Die Richtcharakteristik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.4 Datenfunk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 2.4.1 Konzepte für die Übertragung von Daten in der Atmosphäre 59 2.4.2 Datenübertragungseinrichtungen . 60

2.5 Datenfunk bei der Objektvermessung 63

3 Der Theodolit und das Messen von Richtungen und Winkeln 3.1 Richtungen, Horizontal-, Vertikal- und Positionswinkel

65 65 67 67 68 70 71 73

3.2 Der Theodolit ...... . 3 .2.1 Der äußere Aufbau 3.2.2 Die Achsen ... . 3.2.3 Die Kreise ... . 3.2.4 Klemme, Feintrieb, Motorantrieb 3.2.5 Libellen ............. .

3.3 Kreisablesung, Kreisabtastung . . . . . . 78 3.3.1 Die Kreisablesevorrichtungen analoger Theodolite 78 3.3.2 Die Ablesemikroskope . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.3.3 Vorrichtungen für die elektronische Kreisabtastung 79 3.3.4 Steuerung und Überwachung elektronischer geodätischer

Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.3.5 Analog/Digital-Wandlung der Winkel digitaler Theodolite . 82 3.3.6 Einrichtungen des Theodolits für die Vertikalwinkelmessung 89

3.4 Automatisches Zielen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.4. l Optoelektronische Bilderfassung und die Zielmarken

(Bildvorbereitung, Bilderfassung) . . . . . . . . . . 92

Inhaltsverzeichnis ix

3.4.2 Grob- und Feinzielung unterstützt durch digitale Bildverar-beitung . . . . . . . . . . . . . 93

3.5 Klassifizierung der Theodolite . . . . . . 97 3.5.1 Theodolite niederer Genauigkeit . 97 3.5.2 Theodolite mittlerer Genauigkeit . 97 3.5.3 Theodolite hoher Genauigkeit . . 98 3.5.4 Theodolite höchster Genauigkeit . 98

3.6 Horizontieren und Zentrieren der Messgeräte 98 3.6.1 Horizontieren und Zentrieren mit einem Schnurlot 99 3.6.2 Horizontieren und Zentrieren mit einem starren Lot . 10 l 3.6.3 Horizontieren und Zentrieren mit einem optischen Lot 102 3.6.4 Horizontierung und Zentrierung mit einem Laserlot . 103 3.6.5 Zwangszentrierung . . . . . . . . . . . . . . . 103

3.7 Untersuchung und Berichtigung des Theodolits für die Horizontalwinkelmessung 105 3. 7.1 Die Achsenfehler . . . . 106 3.7.2 Die Exzentrizitätsfehler 1l1

3.8 Die Horizontalwinkelmessung 113 3.8. 1 Allgemeine Regeln . . . 1 13 3.8.2 Die einfache Winkelmessung . 113 3.8.3 Die Richtungs- oder Satzmessung 114 3.8.4 Besondere Winkelmessverfahren . 1 16

3.9 Die Zenitwinkelmessung . . . . . . . . . 1 17 3.9.1 Anordnung der Messung . . . . . 117 3.9.2 Berechnen von Zenitwinkel und Indexabweichung 118 3.9.3 Beseitigen der Indexabweichung . . . . . . . . . . 119 3.9.4 Genauigkeit der Zenitwinkelmessung . . . . . . 120 3.9.5 Praktische Berechnung und Genauigkeitsuntersuchungen

von Zenitwinkeln . . . . . . . 121 3.10 Orientierung mit Vermessungskreiseln . . 121

3.10.I Die Grundlagen . . . . . . . . . . 121 3.10.2 Kräftefreie und gefesselte Kreisel 122 3. 10 .3 Der mechanische Aufbau bandgehängter Meridiankreise] 126 3.10.4 Beobachtungsverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 3.10.5 Der geodätische Richtungswinkel und die Instrumenten-

konstante . . . . . . . 133 3.11 Kollimation, Autokollimation . . . . . . . . . . . . . 135

3.11.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 3.11 .2 Technische Anwendung der Autokollimation 135 3.1 l .3 Technische Anwendung der gegenseitigen Kollimation 137 3.11.4 Autokollimationstheodolite . . . . . . . . . . . . . . . 138

X Inhaltsverzeichnis

3.11.5 Autokollimationsspiegel, Autokollimationsprismen 138

4 Distanzmessung mit Distanzmessgeräten 140 4.1 Längenmessung mit Stahlmaßstäben . . . . . . . . . . . . . . 140 4.2 Längenmessung mit Stahlmessbändern und Drähten . . . . . . 142

4.2.l Längenmessung mit frei hängenden Stahlmessbändern 144 4.2.2 Rollbandmaße . . . . . . . . . . . . . . 147 4.2.3 Die Kalibrierung von Stahlmessbändern . . . . . . . . 148 4.2.4 Präzisionsmessungen mit Drähten . . . . . . . . . . . 148 4.2.5 Genauigkeit der Längenmessung mit Bändern und Drähten . 150

4.3 Distanzmessung mit elektromagnetischen Wellen . . 151 4.3.1 Grundlagen und Definitionen. . . . . . . . . . 151 4.3.2 Messprinzipien elektronischer Distanzmesser . 151 4.3.3 Grundlagen für elektrooptische Distanzmesser 154 4.3.4 Vereinfachte Modelle elektrooptischer Distanzmesser . 159 4.3.5 Instrumentelle Fehlerquellen; Kalibrierung . . . . . 167 4.3.6 Ausbreitung der Signale in der Troposphäre . . . . . 170 4.3.7 Korrektionen wegen fehlerhaften Brechungsindexes 172 4.3.8 Geometrische Reduktionen .. . 4.3.9 Elektrooptische Distanzmesser .. .

5 Kombinierte Richtungs- und Distanzmessung 5.1 Elektronische Tachymeter .....

5 .1.1 Unterscheidungsmerkmale 5.1.2 Zusatzeinrichtungen .. .

5.2 Messroboter ........... .

172 180

184 184 184 192 193

5.2. l Definition des Messroboters 194 5.2.2 Flexibilität und unterschiedliche Grade der Automatisierung 195 5.2.3 Technische Komponenten der Messroboter ......... 196 5.2.4 Ausstattung der Roboter für unterschiedliche Messaufgaben 199

5.3 Lasertracker ................... . 5.3.1 Die Komponenten des Tracking Systems 5.3.2 5.3.3

Das Messprinzip . . . . . . . . . . . . . Technische Daten . . . . . . . . . . . . .

5.3.4 Aufgabenbereiche und Spezialentwicklungen 5.4 Abbildende terrestrische Laserscanner

5.4.1 Das Messverfahren 5.4.2 Gerätekonzepte .... 5.4.3 Auswertestrategien .. 5.4.4 Anwendungsbeispiele

200 201 202 203 204 205 205 208 210 212

Inhaltsverzeichnis XI

6 Grundaufgaben der ebenen Koordinatenrechnung, Koordinaten-systeme, Koordinatentransformation 217 6.1 Rechtwinklige Koordinaten, Polarkoordinaten . . . . . . . . . . 217

6.1.1 Berechnung rechtwinkliger Koordinaten aus Polarkoordina-ten (Erste Grundaufgabe) . . . . . . . . . . . . . . . . 219

6.1.2 Berechnung von Polarkoordinaten aus rechtwinkligen Koordinaten (Zweite Grundaufgabe) . 219

6.2 Schnitt zweier Geraden . . . . . . . . . 220 6.3 Koordinatentransformation . . . . . . .

6.3.1 2D-Ähnlichkeitstransformation 6.3.2 3D-Ähnlichkeitstransformation 6.3.3 2D-Affin-Transformation ...

6.4 Systeme rechtwinkliger Koordinaten . 6.4.1 Die Soldnerschen Koordinaten 6.4.2 Die Gaußschen Koordinaten . 6.4.3

6.4.4 6.4.5

Reduktion gemessener Größen auf ihren Wert in der Gaußschen Abbildung . . . . . . . . . . . . . . Die Gauß-Krügerschen Meridianstreifensysteme Das Universal Transverse Mercator Grid System (UTM-System) ................. .

223 223 227 229 230 230 231

233 237

239

7 20-Positionsbestimmung mit Theodoliten und Distanzmessern 241 7 .1 Arten der Punktbestimmung . . . . . . . . . . . 241

7 .1.1 Arten der numerischen Punktbestimmung . . . . . . 241 7.1.2 Arten der technischen Hilfsmittel . . . . . . . . . . 242

7.2 Unsicherheiten bei der Bestimmung und Definition von Lagepunkten 243 7.3 Vorbereitende Berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . 245

7 .3.1 Zentrieren beobachteter Richtungen und Strecken . 246 7.3.2 Orientieren beobachteter Richtungen . 248

7.4 Punktbestimmung durch Richtungsmessungen . . . . . . . 250 7.4.1 Vorwärtseinschneiden . . . . . . . . . . . . . . . 251 7.4.2 Vorwärtseinschneiden durch Geradenschnitt und linearisier-

te Beobachtungsgleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 7.4.3 Mehrfaches Vorwärtseinschneiden durch eine Ausgleichung 255 7.4.4 Genauigkeit des Vorwärtseinschneidens . . . . . . . 258 7.4.5 Rückwärtseinschneiden als Schnitt von drei Geraden 259 7.4.6 Genauigkeit des Rückwärtseinschneidens

7.5 Punktbestimmung durch Distanzmessung ........ . 7.5.1 Einfacher Bogenschnitt .............. . 7.5.2 Mehrfacher Bogenschnitt durch eine Ausgleichung 7.5.3 Genauigkeit des einfachen Bogenschnitts .....

262 263 264 268 271

xii Inhaltsverzeichnis

7 .6 Punktbestimmung durch kombinierte Richtungs- und Distanz-messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 7.6.1 Eindeutige Punktbestimmung mit Hilfe der Ähnlichkeits-

transformation ........................ 274 7.6.2 Punktbestimmung mit Hilfe der Helmerttransformation ... 275 7 .6.3 Genauigkeit der mit Richtungen und Strecken berechneten

Punkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7.7 Polare Aufnahme von Objektpunkten . . . . . . . . . . . . 279

7. 7 .1 Polare Aufnahme von einem Festpunkt aus . . . . 280 7. 7 .2 Polare Aufnahme bei freier Stationierung und zwei

angemessenen Festpunkten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 7. 7. 3 Polare Aufnahme bei freier Stationierung und mehr als zwei

angemessenen Festpunkten . . . . . . . . . . . 282 7.7.4 Genauigkeit der polar aufgenommenen Punkte 283

7.8 Polygonometrische Punktbestimmung . . . . . 285 7.8.1 Anlage und Messen von Polygonnetzen 285 7.8.2 Berechnen der Polygonzüge . . . . . 288 7.7.3 Auffinden grober Beobachtungsfehler . 295

8 3D-Positionsbestimmung mit Theodoliten und Distanzmessern 296 8.1 Räumliches Vorwärtseinschneiden . . . . . . . . . . . 296 8.2 Punktbestimmung mit polaren Vermessungssystemen . 299 8.3 Basis-Koordinatensystem, Objekt-Koordinatensystem . 300

9 3D-Trägheitsnavigation 302 9.1 Grundlagen . . . . 302 9.2 Laserkreisel . . . . 304 9.3 Strap-down-Systeme 306 9.4 Genauigkeitsbetrachtungen 309

10 3D-Positionsbestimmung mit Satellitenverfahren 10.1 Bahnen künstlicher Erdsatelliten . . . . . . .

310 310

10.2 Satellitensysteme für Positionsbestimmungen und Navigation . 314 10.2.1 Das Global Positioning System GPS 315 10.2.2 Das Satellitensystem GLONASS 322 10.2.3 Das Satellitensystem GALILEO 325

10.3 Das Nutzersegment . . . . . . . . . . . . 332 10.3.1 Empfängerstruktur . . . . . . . . 332 10.3.2 Antennen für Satellitenempfangsanlagen 334 10.3.3 Kanäle mit Korrelationstechnik (Correlation Channel) 338 10.3.4 Empfängertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

10.4 Beobachtungsgleichungen und Positionsbestimmung mit Satelliten 341

Inhaltsverzeichnis xiii

10.4. 1 Ursprüngliche Beobachtungsgleichungen bei Codemessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

10.4.2 Positionierung mit Codemessuugen . . . . . . . . . . 344 10.4.3 Ursprüngliche Beobachtungsgleichungen bei Phasen-

messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 10.4.4 Abgeleitete Beobachtungsgleichungen durch Differenzbil­

dungen von Beobachtungen und relative Positionierung . . . 348 10.4.5 Abgeleitete Beobachtungsgleichungen durch Linearkombi­

nationen von Phasenmessungen mit verschiedenen Träger-wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

10.4.6 Linearkombinationen von Phasen- und Codemessungen 357 10.4.7 Ergänzungen zur Modellbildung . . . . . . . . 358

10.5 Methoden der Punktbestimmung in der Praxis . . . . . . . . . . 363 10.5.1 Absolute Positionierung mit einem Empfänger . . . . . 364 10.5.2 Relative Positionierung mit zwei oder mehreren Empfängern 365

10.6 Planung und Durchführung von Messungen . . 380 10.6.1 Karten und Diagramme als Hilfsmittel . 380 10.6.2 Netzaufbau und Beobachtungsplan . . . 382

10. 7 Auswertestrategien . . . . . . . . . . . . . . . 385 10. 7 .1 Navigationsberechnungen, absolute Positionierung 385 10.7.2 Auswertestrategien bei der relativen Positionierung 387

10.8 Transformation in Netze der Landes- und Ingenieurvermessung . 388 10.8.1 Transformation eines globalen Bezugssystems in ein

regionales Bezugssystem, wobei der Maßstab des ursprüng-lich berechneten Netzes erhalten bleibt ........... 389

10.8.2 Transformation eines globalen Bezugssystems in ein regionales Bezugssystem, wobei die Höhen unberücksich-tigt bleiben sollen . . . . . . . 389

10.9 Höhenmessung mit Satellitenverfahren ................ 391

11 Verfahren der Höhenmessung und Höhensysteme 11.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Höhensysteme und Definitionen der Höhen . .

11.2. l Niveauflächen und geopotentielle Koten 11.2.2 Orthometrische Höhen 11.2.3 Dynamische Höhen . . 11.2.4 Normalhöhen . . . . . 11.2.5 Ellipsoidische Höhen . l l .2.6 Höhensysteme und Höhenmessverfahren

12 Instrumente und Geräte zum Nivellieren, Modellbildung 12.l Grundprinzip und einfache Geräte .......... .

393 393 395 395 398 398 399 399 400

401 401

XIV Inhaltsverzeichnis

12.2 Nivelliere mit Libellenhorizontierung . . . . . . . . . 401 12.2.1 Mechanischer Aufbau der Libellennivelliere . . 401 12.2.2 Regeln für den Gebrauch der Libellennivelliere 402

12.3 Nivelliere mit Kompensator . . . . . . . . . . . . . . . 405 12.3.1 Grundprinzip der Kompensatoren . . . . . . . 406 12.3.2 Regeln für den Gebrauch der Nivelliere mit Kompensator . 410

12.4 Digitale Datenerfassung, digitale Nivelliere . . . . . . . . . 414 12.4. l Grundkonzept eines digitalen Nivelliersystems . . . 414 12.4.2 Ein Mess- und Auswertekonzept von Trimble/Zeiss . 416 12.4.3 Ein Mess- und Auswertekonzept von Leica 421 12.4.4 Eigenschaften digitaler Nivelliere 426

12.5 Klassifizierung der digitalen Nivelliere . 426 12.6 Nivellierlatten . . . . . . . . . . . 427

12.6.1 Einfache Nivellierlatten . . . . 427 12.6.2 Präzisions-Nivellierlatten . . . . 429

12.7 Justieren und Kalibrieren von Nivelliersystemen . 12. 7 .1 Justieren von Nivellieren . . . . .

430 430

12.7.2 Kalibrieren von Nivelliersystemen . . . . 434 12.8 Nivellierverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 436

12.8.1 Festlegung der Nivellementpunkte (NivP) 436 12.8.2 Fehlerquellen beim Nivellement . . . . 437 12.8.3 Festpunktnivellements . . . . . . . . . 439 12.8.4 Das motorisierte Präzisionsnivellement 444

12.9 Genauigkeit des Nivellements . . . . . . . . . 446 12.9.1 Fehlerfortpflanzung zufälliger Fehler und die Standard-

abweichung für 1 km Nivellement . . . . . . . . . . . . 446 12.9.2 Fehlerfortpflanzung zufälliger und systematischer Fehler 449

13 Trigonometrische Höhenmessung 451 13.1 Grundgleichung der trigonometrischen Höhenmessung 451 13.2 Trigonometrische Höhenübertragung auf kurze Entfernungen . 452

13.2.1 Turmhöhenbestimmung mit horizontalem Hilfsdreieck 452 13.2.2 Turmhöhenbestimmung mit vertikalem Hilfsdreieck . 453 13.2.3 Genauigkeit der trigonometrischen Höhenmessung auf

kurze Entfernungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 13.3 Trigonometrische Höhenmessung über größere Entfernungen . 456

13.3.1 Erdkrümmung und Refraktion . . . . . . . . . . . . . 456 13.3.2 Höhenunterschiede aus einseitig beobachteten Zenitwinkeln 460 13.3.3 Höhenunterschiede aus gegenseitigen Zenitwinkeln . . 460 13.3.4 Refraktionskoeffizient aus Gegenvisuren. . . . . . . . 461 13.3.5 Reduktion von Zenitwinkeln auf den Stationsnullpunkt 462 13.3.6 Berücksichtigung der Lotabweichung und des Geoids. 463

Inhaltsverzeichnis XV

13.3.7 Genauigkeit der trigonometrischen Höhenübertragung über große Entfernungen . . . 464

13.4 Trigonometrisches Nivellement .................... 466

14 Barometer und barometrische Höhenmessung 468 14.1 Physikalische Grundlagen . . . . . . . . . 468 14.2 Barometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469

14.2.1 Die Quecksilber- oder Hg-Barometer 470 14.2.2 Barometer mit Membrandose . . . . 472

14.3 Barometrische Höhenmessung . . . . . . . . 477 14.3.1 Die Barometerformel von W. Jordan . 477 14.3.2 Die Formel für Altimeter 480 14.3.3 Genauigkeit. . . . . . . 481 14.3.4 Beobachtungsverfahren . 482

15 Hydrostatisches Nivellement 485 15.1 Die einfache Schlauchwaage 485 15.2 Die Präzisionsschlauchwaage . 485

15.2.1 Grundprinzip . . . . . 485 15.2.2 Der Niveauunterschied der Flüssigkeitsstände . 487 15.2.3 Nullpunktskorrektion . . . . . . . . . . . . . . 490 15.2.4 Sensoren mit analoger und digitaler Messwertausgabe 490

16 Grundlagen der Landesvermessung 492 16.1 Grundlagen und Festsetzungen in Referenzsystemen 493 16.2 Ältere Referenzsysteme und ihre Weiterentwicklung . 493

16.2.1 Ältere Referenzsysteme . . . . . . . . 493 16.2.2 Erneuerung und Erweiterung . . . . . .

16.3 Globale Referenzsysteme und ihre Verdichtung 16.3.1 Globale Referenzsysteme ....... . 16.3.2 Landesvermessung und globale Referenzsysteme

16.4 Positionierungsdienste . . . . . . . . . . . . 16.4.1 Regionale Positionierungsdienste . . 16.4.2 Überregionale Positionierungsdienste 16.4.3 Der Internationale GPS-Service (IGS)

16.5 Höhenreferenzsysteme ........... . 16.5.1 Reichshöhennetze von 1912 .... . 16.5.2 Weiterentwicklung des klassischen Konzeptes . 16.5.3 Europäische Höhenreferenzsysteme ..... . 16.5.4 Weitere Entwicklung in der Höhenreferenzierung

496 499 499 501 504 504 507 509 509 510 511 512 515

XVI Inhaltsverzeichnis

17 Aufnahmeverfahren und topographische Vermessungen 517 17.1 Unterschiedliche Messsysteme und die Anbindung an das

Landesnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 17 .2 Aufnahme und Erstellung großmaßstäbiger Karten 519 17.3 Flächenberechnung . . . . . . 525 17.4 Topographische Vermessungen . 526

17.4.l Karteninhalte . . . . . . 527 17.4.2 Digitale Geländemodelle 529 17.4.3 Geländeaufnahme . . . 530 17.4.4 Hydrographische Vermessungen 533 17.4.5 Kartenherstellung . . . . . . . . 537

18 Navigation mit Satellitenverfahren, Location Based Services 538 18.1 Einige Grundlagen der Navigation . . . . . . . . . . 538 18.2 Location Based Services und persönliche Navigation 541

18.2.1 Ortung von Mobiltelefonen . . . . . . . . . . 541 18.2.2 Positionsbestimmung in Gebäuden . . . . . . 546 18.2.3 Anwendung der Positionierungsverfahren in LBS und

persönlicher Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . 550

19 Ingenieurgeodäsie 553 19.1 Aufgaben und Besonderheiten der Ingenieurgeodäsie 553 19.2 Ingenieurgeodätische Arbeiten bei Verkehrsanlagen 554

19 .2.1 Herstellen der Entwurfsunterlagen . . . . . . 554 19.2.2 Berechnung und Absteckung von Geraden . . 556 19.2.3 Berechnung und Absteckung von Kreisbögen 559 19 .2.4 Berechnung und Absteckung von Übergangsbögen 569 19.2.5 Bogenfolgen . . . . . . . . . 580 19.2.6 Absteckung von Bogenfolgen . . . . . 588

19.3 Erdmassenberechnung . . . . . . . . . . . . . 590 19.3.l Erdmassenberechnung aus Querprofilen 591 19.3.2 Einfache Erdmassenberechnungen mit prismatischen

Körpern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 19.3.3 Erdmassenberechnungen aus Höhenlinienplänen . . 595 19.3.4 Erdmassenberechnung aus digitalen Geländemodellen 597

19.4 Absteckung von Ingenieurbauten . . 599 19.4.1 Allgemeine Gesichtspunkte 599 19.4.2 Absteckung von Brücken . . 600 19.4.3 Tunnelabsteckungen . . . . 603 19.4.4 Absteckung und baubegleitende Qualitätskontrolle bei

Hochbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607 19.4.5 Die Absteckgenauigkeit bei Ingenieurbauten . . . . . 617

Inhaltsverzeichnis xvii

19.5 Überwachungsmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618 19 .5 .1 Definitionen, Aufgabenstellungen . . . . . . . . . . . . . 618 19.5.2 Planung und Durchführung von Überwachungsmessungen 619 19.5.3 Auswahl der Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 625

19.6 Überwachung von Staumauern und Staudämmen . . . . . . . . . 650 19.6.1 Geodätische Verfahren für absolute Deformationsmessungen 650 19 .6.2 Relative Deformationsmessungen mit Lotungs- und Aligne-

ments verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 654 19.6.3 Berechnung und Darstellung der Ergebnisse . 654

Literaturverzeichnis 657

Index 671