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Berechnung der 7 Parameter für die Helmert-Transformation mit Passpunkten in Baden-Württemberg (Teil 1)

Eher zufällig habe ich in letzter Zeit die im Internet veröffentlichten Positionsdaten für die SAPOS-Stationen in Baden-Württemberg entdeckt (Anmerkung: Inzwischen hat man sich leider dazu entschlossen, diese Informationen nicht mehr öffentlich zugänglich zu machen). Mit diesen Daten ist aber nun möglich, was ich bislang nicht tun konnte, nämlich meinen Weg zur Gewinnung der 7 Helmert-Parameter zu beschreiben. Früher hatte ich nämlich nur Daten für Passpunkte zur Verfügung, die ich vom Landesvermessungsamt unter dem Vorbehalt bekommen hatte, sie nicht zu veröffentlichen und damit waren mir in dieser Richtung die Hände gebunden.

Für die folgenden 11 der bisher in Betrieb genommenen Stationen fand ich (damals noch) im Internet die folgenden Daten :

1. Die geozentrischen kartesischen GRS80-Ellipsoid-Koordinaten :

Stationsnummer

X

Y

Z

384 Stuttgart

4157307.424 m

671171.686 m

4774690.464 m

385 Karlsruhe

4146524.652 m

613137.816 m

4791516.951 m

386 Heilbronn

4126956.050 m

669775.174 m

4800826.606 m

387 Heidelberg

4112214.484 m

627442.905 m

4818951.156 m

388 Iffezheim

4164700.015 m

593657.830 m

4778281.225 m

389 Schwäbisch Hall

4123747.923 m

706187.524 m

4798643.406 m

390 Freiburg

4236029.555 m

583607.461 m

4717073.930 m

391 Geislingen

4165864.750 m

719747.395 m

4760759.106 m

392 Tauberbischofsheim

4081117.299 m

695459.521 m

4836010.126 m

393 Offenburg

4195910.257 m

586037.206 m

4752085.880 m

394 Tübingen

4180257.501 m

666265.623 m

4755490.839 m

2. Die Gauß-Krüger-Koordinaten und NN-Höhen :

Stationsnummer

Rechtswert

Hochwert

NN-Höhe

384

3512637.02 m

5404678.06 m

292.83 m

385

3457005.74 m

5430605.23 m

134.85 m

386

3516005.70 m

5444612.55 m

186.55 m

387

3476501.79 m

5472489.66 m

121.17 m

388

3434921.48 m

5410672.95 m

137.66 m

389

3552469,80 m

5441272,88 m

384,67 m

390

3413836.57 m

5318525.19 m

315.03 m

391

3559271.65 m

5383426.30 m

688.14 m

392

3548543.97 m

5498832.96 m

199.07 m

393

3422511.70 m

5371120.01 m

184.92 m

394

3504201.59 m

5375555.18 m

337.68 m

- und was fehlt noch ?

Es fehlen die Geoidhöhen, damit man mit ihrer Hilfe die erforderlichen ellipsoidischen Höhen (Bessel-Ellipsoid) berechnen kann.

Auch hier finden sich im Internet die entscheidenden Informationen unter folgender Adresse : http://gibs.leipzig.ifag.de/. Klicken Sie dort auf den Button "Programme" und wählen Sie : Geoidhöhenberechnung. Beachten Sie bitte, dass die Sache nicht mit jedem Browser funktioniert : Netscape 6.2 geht nicht, mit dem MS Internet Explorer 6 klappt es aber.

Ehe Sie aber loslegen können, müssen Sie noch die Breiten und Längen (Bessel-Ellipsoid, "Potsdam Datum") der Stationen berechnen. Dies geschieht unter Verwendung der Rechts- und Hochwerte. Hier folgt - in der Programmiersprache von Mathcad - die eigentlich leicht verständliche "Gebrauchsanweisung". Der interessierte Leser wird sich diese Vorschrift leicht in "seine Programmiersprache" übersetzen können :

 

In der obigen Rechenvorschrift werden die Bessel-Ellipsoid Kenngrößen a b und c verwendet :

a = 6377397.1551 m ; b = 6356078.9621 m ; c = 111120.6196 m/Grad (Meter pro Grad)

Die Variablen R und H stehen für den Rechts- und den Hochwert. Im Mathcad-Programm wird also für die Station 384 so aufgerufen :

BL384 := RH_BL(4157307.424 m, 5404678.06 m), worauf die Rückgabe lautet : BL384 = (48.780485413, 9.171970019)­Grad

Will man also die Geoidhöhe für den Standort 384 berechnen lassen so hat man im Feld "Breite" 48.780485413 und im Feld "Länge" 9.171970019 einzutippen und die Option "Lösung 1, Deutschland (West)" zu wählen. Nach Anklicken von "bearbeiten" erscheint ein neues Fenster mit dem Ergebnis :

System

LAT

LON

Q-GEOID

XI

ETA

IfE89

48.78

9.17

47.743

0.2

4.5

DHDN / NN

48.78

9.17

-3.566

-3.4

2.0

ED50 / NN

48.78

9.17

-.091

-2.8

1.9

Anmerkung: Wenn man sich allerdings die Undulationswerte mittels eines vom "bkg" gekauften "SatNivGeoid, Teilgebiet Süd" Modells berechnen lässt (Bestelldatum: 31.03.2005), erhält man statt des obigen IfE89-Wertes (47.743) einen deutlich anderen Wert (48.235), was mich irritiert und ärgert! Den Wert -3.566 erhält man mit dem gekauften Modell gar nicht, ebenso wenig wie die Werte für XI und ETA. Ob sich da der Kauf gelohnt hat?

Die gesuchte Information, nämlich die Geoidundulation steht also in der 3. Zeile und 4. Spalte : - 3.566 m. Dies bedeutet, dass die gesuchte Ellipsoidhöhe (über dem Bessel-Ellipsoid) sich aus der NN-Höhe berechnet zu : hEll = 292.83 m - 3.566 m = 289.264 m.

Diese Prozedur ist für alle Stationen zu wiederholen. Zur Kontrolle die Werte :

Stationsnummer

Breite in Grad

Länge in Grad

NN-Höhe

Geoidhöhe

Ell.Höhe(Bessel)

384

48.7804854134

9.1719700194

292.83 m

-3.566 m

289.264 m

385

49.0122846807

8.4122027776

134.85 m

-3.435 m

131.415 m

386

49.1395400335

9.2193816094

186.55 m

-2.665 m

183.885 m

387

49.3899835633

8.6762882143

121.17 m

-2.980 m

118.190 m

388

48.8311192151

8.1134868885

137.66 m

-3.840 m

133.820 m

389

49.1074781051

9.7187145444

384,67 m

-2.598 m

382.072 m

390

47.9999519308

7.8452392938

315.03 m

-3.909 m

311.121 m

391

48.5866821102

9.8035084906

688.14 m

-3.824 m

684.316 m

392

49.6253719506

9.6719608580

199.07 m

-1.621 m

197.449 m

393

48.4740330082

7.9518645402

184.92 m

-3.910 m

181.010 m

394

48.5186806312

9.0568818095

337.68 m

-3.802 m

333.878 m


In der nächsten Folge
wird gezeigt, wie aus diesen Breiten, Längen und Besselhöhen die Bessel-Ellipsoidischen Kartesischen Koordinaten berechnet werden.

Diese Seite wurde erstellt am 7.05.2002

Letzte Aktualisierung : 14.05.2005