und dessen Bezug zum österreichischen Systemder

Impulsveranstaltung 2012-10-10 1 © BEV 2012

DI Erich Imrek

Das europäische Referenzsystem ETRS89

und dessen Bezug zum

österreichischen System der Landesvermessung MGI


Gliederung der Präsentation

§ MGI, das derzeitige System der Landesvermessung

§ ETRS89, das künftige System der Landesvermessung

§ ETRS89 – Realisierung im FPF 1.-6. Ordnung

§ Diagnose§ Definition, Realisierung

§ Definition§ nationale Realisierung

§ Bodenbewegungen

§ Homogenvektormodell§ verfügbares Datenmaterial

§ Berechnungsergebnisse

§ Zielsetzung

§ Gitternetzbasierte Transformationen


Triangulierungspunkte 2. - 6. OrdnungVerdichtung durch hierarchisches „top-down“ -Verfahren nach Notwendigkeit à Inhomogenitäten (Netzspannungen) „Gebrauchskoordinaten“

OrdnungMittl. Entf.

(km) Anzahl Summe

1 35 134

2 18 418

3 11 1.520

4 4 8.875

5 1 47.611 TP: 58.558

6 (EP) 0,3-0,5 270.000 EP: 270.000

~330.000

Realisierung des Bezugssystems

1921-1958 Neugestaltung40 Punkte mit Koordinatenwerten der „Mitteleuropäischen Gradmessung“(1862-1899) unverändert übernommen

MGI - das derzeitige System der Landesvermessung Österreichs

davon abgeleitet 31 Mio. Grenzpunkte des Katasters + Punkte externer

1892 astronomische Breite, Länge, Azimut 1862 Basis Josefstadt

Definition des Bezugssystems (Datum MGI)

nationales, österreichspezifisches SystemLagerung

HermannskogelOrientierungHundsheimer

Berg

MaßstabJosefstadt

Triangulierungspunkte 1. Ordnung

(Ellipsoid Bessel)


Diagnose - Inhomogenitäten des MGI

MGI : Diagnose 1.-3. OrdnungRestklaffungen bis zu 1.5 m (globaler Transformationsparametersatz)

MGI : kleinräumige Diagnose

Restklaffungen bis zu 0.2 m (lokaler Transformationsparametersatz)

• Netzstruktur-Topographie

• ohne Lotabweichungen

• „patchwork“-viele kleine Operate

• …

• 40 Gradmessungspunkte

• Ausgleichung nicht „in einem Guss“

• …



ü MGI, das derzeitige System der Landesvermessung

§ ETRS89, das künftige System der Landesvermessung




§ Bodenbewegungen



§ Zielsetzung



Tektonische Plattenbewegungen: Europa: (2-2,5) cm/Jahr

ITRS89 - das internationale System


Europäisches Terrestr.Referenzsystem ETRS89

DefinitionETRS89 = ITRS(1989.0)

RealisierungEUREF: ca. 200 Epochen-

StationenEPN: ca. 200 permanente

Stationen

ETRS89 – das europäische System


ETRS89 – nationale Realisierung

Realisierung des Bezugssystems durch den Bezugsrahmen (FRAME)

nationale Realisierung 2002 nationale Realisierung 2008

Erdfestes Koordinatensystem X,Y,Z des ITRS (International Terrestrial Reference System)

Definition des Bezugssystems (Datum) über ITRS

internationales, globales System, von EU empfohlen

ETRS89 = ITRS zum Zeitpunkt 1989.0 (ITRS-Geschwindigkeiten von ca. 2,5 cm/Jahr)

ITRS

(Ellipsoid GRS80)

durch EUREF-Kommission genehmigt AMON - Austrian Monitoring Network11 Stationen APOS - Stationen

ETRS89 Austria 2002, ETRF2000 Epoche 2002.45

Impulsveranstaltung 2012-10-10 9 © BEV 2012 9

SWIPOSSTPOS

SIGNAL

GNSSnet.hu

SKPOS

CZEPOSCZEPOS

SAPOS

Service Stationsanzahl

APOS/BEV 32OLG 1KELAG 8SAPOS 10SWIPOS 4 Σ = 73SIGNAL 5 inSKPOS 2 APOSSTPOS 3GNNSnet.hu 4CZPOS 4

Realisierung von ETRS89 in APOS – Austrian Positioning System


„Grundnetz“ (430 Punkte) im ETRS89

GPS Permanent Station APOSAMST

DIEN

DLBG

DOER

FLDB

FLDK

FRST

GMND

KOPS

KRBGLECH

MUEN

POEL

RIED

ROHR

STPO

TAMS

VLKM

WELS

WIND

KTZB

PATK

BLEIKLAGLANK

LEON

LIES

SONN

TREISILL

OBWT

MSTB

HORN

AGREF/AREF/TIREF

Weiterführende Realisierung des ETRS89 mit Epochenstationen (24h-Messung)

Genauigkeit: mxy < ± 1 cm(3σ) mh < ± 2 cm


Restliche Punkte 6.O. Polygonpunkte

Grenzpunkte, Punkte externer

(Interpolation/Transformation)

Weiterführende Realisierung von ETRS89 in den Festpunkten

AGREF/AREF/TIREFEpochen-Messungen

APOS – Permanent StationenAMON

International akzeptierte LösungETRS89 Austria 2002

ETRS89European Terrestrial Reference System

(EUREF, EPN)

ITRSInternational Terrestrial Reference

System (IGS, IERS..)

Grundnetz „neue 1. Ordnung“

6. O. (ca.100.000)REVUE

APOS-RTK

REVUE: Revision und Übermessungvon Punkten 6. Ordnung (EP)

GPS-Vektoren (1.-6. Ordnung)terr. Messungen (1.-5. Ordnung)

Netzausgleich




ü ETRS89, das künftige System der Landesvermessung



§ Bodenbewegungen




§ Zielsetzung



Gegenwärtige Arbeiten zur weiterführende Realisierung von ETRS89 in allen Festpunkten 1.- 6. Ordnung

Ziel:• Bestimmung von ETRS89-Koordinaten für alle Festpunkte mit einer Genauigkeit von ml=5cm bzw. mh=10cm (3σ) um eine Grundlage zur Qualitätsverbesserung des Katasters und anderer abgeleiteter Produkte zu schaffen .

• wesentliche Verringerung der Festpunktdichte

Hermannskogel(Lagerung)

Hundsheimer Berg(Orientierung)

Josefstadt(Maßstab)


System MGI

Bessel

X‘, Y‘, Z‘

ϕ‘, λ‘, Η‘

GK‘ x‘, y‘, h‘

Bessel

GRS80

System ETRS89

UTM

ϕ, λ, Η

X, Y, Z

x, y, h‘

GRS80Geoid

homogenisierte Koordinate und orthometrische Höhe

Gebrauchskoordinate und Meereshöhe (sphär. Höhe)

GK x, y, h

7 Par

Homogenvektor dy, dx, dh

Hom

„Homogenvektoren“ zur Modellierung der Klaffungen zwischen den Systemen MGI und ETRS89

3D ETRS89

7 Par … globale Parameter Österreich


Möglichkeiten des Bestimmung des Homogenvektors ETRS89 <-> MGI

Neumessung+ Koordinaten beziehen sich auf aktuellen Zustand des Punktes

Neuausgleichung von verfügbaren, früheren Messungen

Interpolation

− hohe Kosten für Messung

+ kostengünstiger als Messung

− Koordinaten beziehen sich zum Teil auf früheren Zustand des Punktes

+ sehr schnelles Verfahren− ev. vorhandene Fehler werden nicht beseitigt, nur geglättet

Grenzpunkte, sonstige PunkteInterpolation

FestpunkteNeumessung / Neuausgleichung

+ Aussage über Stabilität des Punktes bei Mehrfachmessungen möglich


Verfügbare Beobachtungen

Statisch gemessene GPS-Vektoren (1989 bis 2012)

122.297 Vektoren (3.3 / Punkt)

29.183 TP (50%)25.337 EP ( 9%)

37.520 TP+EP

Alle Daten in Datenbanken verfügbar

terrestrische Messungen (1910 bis 1997)65.431 TP 912.371 Richtungen (13.9 / Punkt)

82.412 Strecken ( 1.3 / Punkt)

517.091 Höhenwinkel ( 7.9 / Punkt)

APOS Rovermessungen (2003 bis 2012)

8.288 TP (14 %)45.485 TP+EP 37.197 EP (14 %) REVUE


Aktueller Stand der Berechnungen in ETRS89

29.716 TP über GPS-Vektoren berechnet und für Kunden verfügbar

28.207 TP über terr. Messungen in Arbeitwerden bis Ende 2015 berechnet

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

-0,25

-0,20-0,15

-0,10-0,050,000,050,100,150,200,25

Vergleich von berechneten ETRS89-Koordinaten mit APOS-Messungen (6000 Punkte)

Lineare Abweichung ds Abweichung dh






ü ETRS89 – Realisierung im FPF 1.-6. Ordnung



§ Bodenbewegungen



§ Zielsetzung


Impulsveranstaltung 2012-10-10 20 © BEV 2012Tagung der L/VÄ und Ref/ITZ in Puchberg bei Wels 20 © BEV 2012

Bodenbewegungen - Attersee

Bodenbewegungen

15 cmLageHöhe

Statische Messungen: 2002-2008

APOS-Messungen: 2007 -2011

Terr. Messungen: 1954 -1990

Verfügbare Messdaten

betrifft ca.10% der Punkte

Grenzkataster

Katastrophenschutz





ü ETRS89 – Realisierung im FPF 1.-6. Ordnung



ü Bodenbewegungen



§ Zielsetzung



• abgeleitet aus 28.120 Festpunkten • regelmäßiges Raster ϕ, λ (MGI), Rasterweite 30“x45“ ( ≈ 1x1 km ) • „Korrekturwerte“ dϕ, dλ für jeden Rasterpunkt

49°03’00“9°30’00“

46°21’00“17°09’45“

30“

45“

GIS-GRID – Transformationsfläche für die Lage

NUM_OREC 11NUM_SREC 11NUM_FILE 1GS_TYPE SECONDSVERSION NTv2.0SYSTEM_FMGISYSTEM_TETRS89MAJOR_F 6377397.155MINOR_F 6356078.963MAJOR_T 6378137.000MINOR_T 6356752.314SUB_NAMEMGIPARENT NONECREATED 15-03-10UPDATED 15-03-10S_LAT 166860.000000N_LAT 176580.000000E_LONG -61785.000000W_LONG -34200.000000LAT_INC 30.000000LONG_INC 45.000000GS_COUNT 199550-2.139832 -3.780147 0.005000 0.005000-2.141013 -3.774363 0.005000 0.005000-2.142249 -3.768487 0.005000 0.005000-2.143576 -3.762447 0.005000 0.005000-2.145020 -3.756480 0.005000 0.005000-2.146502 -3.750560 0.005000 0.005000-2.147886 -3.744940 0.005000 0.005000-2.149203 -3.739317 0.005000 0.005000-2.150434 -3.733684 0.005000 0.005000-2.151815 -3.727832 0.005000 0.005000-2.153233 -3.721978 0.005000 0.005000... END

NTv2


1. Datenformat NTv2 ( National Transformation version 2 - Kanada )

• Gratisdownload von „AT_GIS_GRID.GSB“ über das BEV-Portal• Gis-Anwendungen (z.B. ArcGIS)

2. Korrekturwerte über Echtzeitpositionierungsdienst APOS

• kostenlos• Mobile Internet, RTCM3.1• Lage- und Höhenkomponente

ETRS89ϕGRS80, λGRS80

dϕ = ϕBESSEL‘ - ϕBESSEL

dλ = λBESSEL‘ - λBESSEL

dH = HBESSEL‘ - HGEBR

österreichweite7-Parameter

dϕ = ϕGRS80 - ϕBESSELdλ = λGRS80 - λBESSEL

genähertes MGIϕBESSEL, λBESSEL

ETRS89ϕGRS80, λGRS80

homogenisiertes MGI

ϕBESSEL‘ , λBESSEL‘

genähertes MGIϕBESSEL, λBESSEL

HGEBR

GIS-GRID – Abgabe an den Nutzer


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

ETRS89-Vergleich mit APOS (18.500 Punkte)

Lineare Abweichung ds

Berechnung von ETRS89-Koordinaten aus MGI-Koordinaten mittels GIS-GRID

Verfeinerung des GIS-GRID à Kataster-GRID (Präsentation DI Edler)

99% < 15 cm für Kataster nicht geeignet!


Zusammenfassung und Ausblick

• An der Realisierung des globalen Systems ETRS89 mit hoher Genauigkeit in allen Festpunkten des staatlichen Festpunktfeldes wird derzeit gearbeitet (Abschluss bis ca. 2015). Der Echtzeitpositionierungsdienst APOS des BEV stellt bereits jetzt ein flächendeckendes und ökonomisches Realisierungsinstrument des ETRS89 bereit

• Die Realisierung des nationalen Systems MGI wird in vielen Fällen den heutigen Genauigkeits-anforderungen nicht mehr gerecht

• Für aus dem staatlichen Festpunktfeld abgeleitete Produkte (Kataster etc) muss sukzessive eine optimale Beziehung zu ETRS89 / UTM hergestellt werden. Präzise Messungen sollen nicht weiter in überalterte Vermessungsgrundlagen eingezwängt werden müssen

• Zur Transformation von GIS-Daten mit Dezimetergenauigkeit steht das GIS-GRID zur Verfügung. Für höhere Genauigkeitsansprüche und Katasterzwecke wird ein Kataster-GRIDentwickelt. Für den exakten Übergang in der Höhe steht ein Höhen-GRID zur Verfügung.

• Ist die Beziehung ETRS89/UTM <-> MGI/GK hinreichend definiert kann aus technischer Sicht eine wesentliche Verringerung der Festpunktdichte erfolgen und der hohe Erhaltungsaufwand im Festpunktfeld reduziert werden.


Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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und dessen Bezug zum österreichischen Systemder