Nutzung eines operationellen transportablen hochpräzisen digitalen Zenitkamerasystems für die hochauflösende Bestimmung und Validierung von physikalischen Höhenbezugsflächen (DFG Forschungsvorhaben Se 313/22)

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Das am Institut für Erdmessung entwickelte und erprobte transportable digitale Zenitkamerasystem TZK2-D zur  hochgenauen astrogeodätischen Bestimmung von Lotrichtungen und Lotabweichungen soll in diesem neu angelaufenen Forschungsprojekt für die hochauflösende Bestimmung und Validierung von physikalischen Höhenbezugsflächen eingesetzt werden. Im Rahmen des Vorhabens sind umfangreiche profilhafte astrogeodätische Bestimmungen von Höhenbezugsflächen vorgesehen. Durch besonders hochauflösende Abtastung sollen in lokalen Bereichen feinste Schwerefeldstrukturen bestimmt und damit der sehr kurzwellige Bereich des Schwerefeldes erschlossen werden, dessen Kenntnis beispielsweise für die Justierung zukünftiger Linearbeschleuniger von Bedeutung ist. In unterschiedlichen Testgebieten im Mittel- und Hochgebirge soll das mit dem digitalen Zenitkamerasystem sehr wirtschaftlich durchführbare astronomische Nivellement dazu genutzt werden, aktuelle Höhenbezugsflächen, mit denen GPS Höhenangaben in Gebrauchshöhen transformiert werden, zu validieren.

Messgebiete und Einsätze

Im November 2004 konnte das Zenitkamerasystem TZK2-D in einer ersten astrogeodätischen Verdichtungskampagne im Testnetz Estergebirge der TU München eingesetzt werden. Im Testnetz Estergebirge liegen eine Vielzahl geodätischer Schwerefeldbeobachtungen und ein resultierendes hochauflösendes Schwerefeldmodell vor. Die vorhandenen Daten eigenen sich für einen Vergleich mit neuen hochgenauen astrogeodätischen Lotabweichungsbeobachtungen. Mit dem System TZK2-D wurden im November 2004 auf 62 Lotabweichungsstationen 81 Abendwerte gemessen. Weitere profilhafte Verdichtungsmessungen und eine sich anschließende umfassende Datenanalyse sind geplant.
 

Das digitale Zenitkamerasystem TZK2-D beim Feldeinsatz im Estergebirge 2004

Des Weiteren ist für das Jahr 2005 geplant, hochauflösende astrogeodätische Profilmessungen in Testgebieten in Norddeutschland durchzuführen. Durch sehr dichte Anordnung der Lotabweichungsstationen soll die Schwerefeldfeinstruktur erfasst und Aussagen über den sehr kurzwelligen Spektralbereich des Erdschwerefeldes getroffen werden.

• Geodesy and Geodynamics Lab, ETH Zurich (Dr. Beat Bürki, Dipl.-Ing. Anna Müller) 
• Bundesamt für Landestopographie der Schweiz (swisstopo, Dr. Urs Marti) 
• Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie, TU Müchen (Dr. Jakob Flury)
• Deutsches Elektronen-Synchrotron 
• Professur Geodäsie und Photogrammetrie, Bauhaus Universität Weimar (Prof. Dr. Wilfried Schwarz)

Dipl.-Ing. Christian Voigt

Finanzierung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG-Projekt Se 313/22  (Projektleiter Prof. Dr.-Ing. G. Seeber)

Publikationen:

• Hirt, C., Seeber, G., Bürki, B. und Müller, A.: Die digitalen Zenitkamerasysteme TZK2-D und DIADEM zur hochpräzisen Geoidbestimmung. Internationale Geodätische Woche Obergurgl 2005 (ed. G. Chesi und T. Weinold): 42-53, Wichmann Verlag, Karlsruhe, 2005.
• Hirt, C.: Lotabweichungsmessungen mit dem digitalen Zenitkamerasystem TZK2-D im Estergebirge. Bericht, Institut für Erdmessung, 2004.