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Tätigkeitsbericht 2007 - 2008

(Barrierefreie Textversion)

Vorwort

Liebe Leserinnen, liebe Leser!

Bekanntlich sind Informationen über Standorte und den Raum (Geoinformationen) wichtige Grundlagen für Politik, Verwaltung, Landesverteidigung, Wirtschaft und Wissenschaft. Die meisten Entscheidungen in Aufgabenbereichen wie Umweltbeobachtung, innere Sicherheit, Katastrophenschutz, Raumplanung, Verkehrslenkung, Land-und Forstwirtschaft, Ver-und Entsorgung, Versicherungswesen sowie Bürgerbeteiligung haben den Bezug zu einem Standort oder räumlichen Bereich zu berücksichtigen. Und im Hinblick auf den globalen Wandel nimmt die Bedeutung zuverlässiger und zeitnaher Geoinformationen noch zu.

Hier setzt das BKG mit seinen Kernaufgaben an. Es leistet einen grundlegenden Beitrag zum Aufbau der nationalen und europäischen Geodateninfrastrukturen, indem es ein einheitliches räumliches Bezugssystems (Koordinatensystem) für und harmonisierte Basis-Geoinformationen vom Gebiet Deutschlands durch ein GeoPortal „rund um die Uhr“ bereitstellt. Ergänzend zu den Geobasisdaten der Vermessungsverwaltungen der Bundesländer werden dafür Produkte der satellitengestützten Erdbeobachtung und der Geoinformationswirtschaft verwendet, um die Anforderungen aus nationalen und europäischen Aufgaben erfüllen zu können. Außerdem bietet das BKG seinen Nutzern kompetente Beratung auf den Gebieten der Geodäsie und des Geoinformationswesens. Darüber hinaus vertritt das BKG wirkungsvoll die deutschen Interessen auf diesen Gebieten bei europäischen und internationalen Projekten, wobei ein Schwerpunkt bei den globalen geodätischen Grundlagen liegt.

Über die fachtechnischen Arbeiten hinaus wirkt das BKG auch bei der Koordinierung von Geodäsie und Geoinformationswesen im deutschen föderalen System konstruktiv mit. So wird die Koordinierung auf Bundesebene mit der in 1998 eingerichteten Geschäftsstelle des „Interministeriellen Ausschuss für Geoinformationswesen“ (IMAGI) unterstützt. Und nachdem Bund, Länder und die kommunalen Spitzenverbände im Herbst 2003 beschlossen haben, die Geodateninfrastruktur für Deutschland (GDI-DE) gemeinsam aufzubauen, setzt die dem BKG zugeordnete Koordinierungsstelle die fachlichen Beschlüsse des Lenkungsgremiums GDI-DE um und stellt den Kontakt zur Europäischen Kommission im Rahmen der INSPIRE-Richtlinie (Infrastructure for Spatial Information in Europe) her.

Ich freue mich, Ihnen mit diesem Jahresbericht erneut einen Einblick in das Aufgaben-und Leistungsspektrum des BKG geben zu können und damit zu zeigen, dass es seine wichtige Querschnittsfunktion in bedarfsgerechter Qualität und mit hoher Zuverlässigkeit erfüllt.

Den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des BKG und darüber hinaus allen Partnern in Deutschland und Europa sowie im internationalen Ausland möchte ich für die sehr erfolgreiche Zusammenarbeit herzlich danken. Mein besonderer Dank gilt nicht zuletzt den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, die am vorliegenden Jahresbericht mitgewirkt haben.

Univ.-Prof. Dr. Dietmar Grünreich

Präsident und Professor

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Inhalt

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1. Einleitung

Der Jahresberichts ist nach den Aufgaben der Abteilungen Geoinformationswesen (GI) und Geodäsie (G) gegliedert, die sich aus deren strategischen Zielen ergeben: Danach stellt die Abt. GI die Verfügbarkeit interoperabler topographischer Geobasisdaten für Deutschland, daraus abgeleiteter analoger und digitaler Standardprodukte und Online-Dienste auf bedarfsorientiertem Qualitätsniveau nachhaltig sicher, und die Abt. G die geodätischen Referenzsysteme für Deutschland im Rahmen der Internationalen geodätischen Dienste. Ergänzend ist der Einleitung ein Organigramm beigefügt. Die darin ausgewiesene Abt. Zentrale Dienste hat die Fachabteilungen wirkungsvoll unterstützt, ihre strategischen und operativen Ziele zu erreichen. Für die Aufgabenerfüllung im Berichtszeitraum hatte das BKG neben ausreichenden Mitteln für den Betrieb und die Investitionen rd. 300 Beschäftigte.

Der Bericht der Abt. GI (2. Abschn.) beginnt mit einer Darstellung der Produktions-und Entwicklungsarbeiten des Geodatenzentrums (GDZ) des BKG in Leipzig. Hier wurden in bewährter Weise die von den Vermessungsverwaltungen der Länder erworbenen Geobasisdaten aufbereitet und, soweit möglich, harmonisiert. Diese Daten einschließlich hochaufgelöster digitaler Orthophotos und georeferenzierter Gebäudeadressen, die Produkte des BKG und darüber hinaus die im Rahmen der Assoziation der europäischen Partnerbehörden (EuroGeographics) hergestellten Produkte wurden durch die im GDZ entwickelten Web-Dienste bereitgestellt. In der Geoinformatik wurden u. a. Geo-Webservices auf der Basis von Open Source Software entwickelt. Am Standort Frankfurt a. M. konzentrierten sich die Produktionsarbeiten auf die Aktualisierung, Qualitätsverbesserung und Herausgabe der kleinmaßstäbigen amtlichen Kartenwerke und Geo-Daten sowie auf die bei EuroGeographics vereinbarten europäischen Produkte. Dazu gehörte u. a. die

Fertigstellung des „European Digital Elevation Models“ (EuroDEM) und die Entwicklung eines Verfahrens für die Bereitstellung amtlicher geographischer Namen in Europa mittels Web-Services im Rahmen eines aus Mitteln des eContentplus-Programms (EU) finanzierten „Public-Privat-Partnership“-Projektes. Darüber hinaus wurde gemeinsam mit dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DLR, Deutsche Agentur für Luft-und Raumfahrt) eine Studie zur Aktualisierung und Anreicherung des ATKIS-Basislandschaftsmodell unter Verwendung von Objektinformationen aus Satellitenbildern durchgeführt. Die seit mehreren Jahren gemeinsam mit der Leibniz-Universität Hannover durchgeführte Entwicklung eines Verfahrens für die Qualitätssicherung objektstrukturierter Landschaftsmodelle wurde erfolgreich fortgesetzt.

Im 3. Abschnitt berichtet die Abt. G über ihre Arbeiten. Sie stellt damit erneut ihren Ruf als eine der weltweit leistungsstärksten geodätischen Einrichtungen unter Beweis. Mit großer Zuverlässigkeit wurden in Zusammenarbeit mit der TU München zahlreiche Beobachtungen in den Observatorien in Wettzell und Concepcion/Chile durchgeführt. Daraus wurden im Rechenzentrum des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn und in den Auswertungsgruppen des BKG in Frankfurt und Leipzig hochwertige Produkte für die Dienste der Internationalen Assoziation für Geodäsie (IAG) erzeugt. Die Installation des bei Carl Zeiss Jena gebauten neuen Laserentfernungsmesssystems (sog. Satellite Observing System Wettzell -SOS-W) wurde vorbereitet, und die Erneuerung des VLBI-Beobachtungssystems (Very Long Baseline Interferometry) in Form eines Twin-Radioteleskopes in Angriff genommen. Das Observatorium in Concepcion („TIGO“) konnte seine Beobachtungsleistung nach einer durchgreifenden Modernisierung des dortigen SOS erheblich steigern. Einen hohen Reifegrad hat auch das durch GREF (German GPS Reference Network) realisierte nationale Referenzsystem für die echtzeitnahe Positionsbestimmung erreicht. Mittels GREF wird der einheitliche Raumbezug für alle Geoinformationen in Deutschland geschaffen, u.a. auch für das amtliche Raumbezugssystem der Vermessungsverwaltungen der Länder. Im Hinblick auf den für 2013 angekündigten Start des europäischen GNSS (Global Navigation Satellite System) Galileo wurde die Mitwirkung in drei vorbereitenden Projekten fortgesetzt. Für die notwendige Verbesserung und Homogenisierung des deutschlandweiten Geoids als nationalem Höhenbezugssystem wurden fluggravimetrische Projekte im Bereich der Nordsee und der Alpen durchgeführt bzw. vorbereitet. Und für die Pflege und des nationalen Schwerereferenzsystems wurden die Absolutgravimeter und supraleitenden Gravimeter eingesetzt sowie die Entwicklung moderner Ansätze der integrativen Auswertung fortgesetzt.

Im 4. Abschnitt wird aus der Arbeit der im BKG eingerichteten Geschäfts-und Koordinierungsstellen des IMAGI, des Lenkungsgremiums GDI-DE sowie des Ständigen Ausschusses für geographische Namen (StAGN) berichtet. Seit Inkrafttreten der INSPIRE-Richtlinie am 15. Mai 2007 arbeiten mehrere Experten des BKG intensiv bei der europaweiten Entwicklung der Durchführungsbestimmungen sowie auch beim Entwurf eines entsprechenden deutschen Gesetzes des Bundes, das sog. Geodatenzugangsgesetz, mit.

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2. Arbeiten der Abteilung Geoinformationswesen

Kernaufgabe der Abteilung GI ist es, in Zusammenarbeit mit den Einrichtungen der Landesvermessung und mit Dritten geotopographische Informationen in Form Digitaler Geobasisdaten verschiedener Auflösungsstufen und topographischer Kartenwerke verschiedener Maßstäbe bereitzustellen sowie die dafür erforderlichen Methoden und Verfahren unter Berücksichtigung modernster wissenschaftlicher Erkenntnisse und Technologien fortzuentwickeln.

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2.1 Nationales GeoDatenZentrum

Das GeoDatenZentrum (GDZ) des BKG, das der länderübergreifenden Harmonisierung und Bereitstellung von geotopographischen Basisdaten dient, hat neben dem produktiven Betrieb seine Produktpalette erweitert und im Bereich der Online-Dienste einen weiteren Ausbau erfahren. Seit Anfang 2008 informiert ein Newsletter in regelmäßigen Abständen über neue Geodaten, Dienste und andere Leistungen.

2.1.1 Online-Dienste

Das normbasierte Metainformationssystem, das detaillierte Auskunft über die Verfügbarkeit und Qualität der Daten der deutschen Landesvermessung gibt, wurde inhaltlich durch die beteiligten Bundesländer und durch das BKG weiter ausgebaut. Ein neuer Katalogdienst (Catalog Service Web) nach Spezifikation CSW 2.0.2 (AP-ISO 1.0) des Open Geospatial Consortiums (OGC) wurde freigeschaltet.

OGC-konforme Web Map Services (WMS) zur Visualisierung von topographischen Karten in Form von Rasterdaten stehen für alle Kartenmaßstäbe zur Verfügung, unter anderem auch für eine Stadtkarte im Maßstab

1 : 20 000 sowie Georeferenzierte Adressdaten. Seit 2008 wird das Angebot durch einen WMS für die Digitalen Orthophotos Deutschlands mit einer Bodenauflösung von 40 cm ergänzt, der auch den direkten Download in der originären Bodenauflösung unterstützt. Zusätzlich zu den Daten selbst werden Metadatenlayer mit Informationen zur Aktualität geführt.

Auf Grundlage der georeferenzierten Adressdaten steht eine Adress-Suche als OGC-konformer Web Feature Server (WFS) und seit kurzem auch als Open Location Service (OLS) zur Verfügung. Die Dienste unterstützen fehlertolerante und phonetische Vergleiche von Straßen-und Ortsnamen. Ergänzt wurde die Suche von Adressen zu einer geographischen Lage.

Der Web Feature Service „Geographische Namen Deutschlands (GN-DE)“ unterstützt die Recherche geographischer Objekte über ihre Endonyme. Unter anderem kann die Zuordnung zu Verwaltungseinheiten oder Postleitzahlgebieten dabei direkt ausgewertet werden. Die Geometrie der Namensobjekte stammt aus dem Digitalen Landschaftsmodell 1 : 250 000.

Für den Online-Zugriff auf das Digitale Basis-Landschaftsmodell wurde eine erste Variante eines WFS entwickelt und freigeschaltet. Darüber hinaus betreibt das GDZ Online-Dienste für Koordinatentransformationen und die Suche historischer Ortsnamen für ehemals zu Deutschland gehörige Gebiete.

Der Geodaten-Shop für jedermann und der Download für Bundeseinrichtungen bieten zu jeder Zeit die Möglichkeit der Datenbestellung und des sofortigen Datenbezuges. Über den neuen Dienste-Shop können Nutzer dem BKG ihr Interesse an der Freischaltung von Online-Diensten per Web-Formular übermitteln.

2.1.2 Digitale Landschaftsmodelle

ATKIS -Digitales Basis-Landschaftsmodell (Basis-DLM)

Der Datenbestand des Basis-DLM der Bundesländer liegt am BKG vollständig vor.

Im Berichtszeitraum erfolgten Datenübernahmen zur Aktualisierung aller Landesdatensätze. Alle übernommenen Datensätze wurden homogenisiert und in die BKG-Datenbank integriert. Dabei wurden alle Daten einer umfangreichen formal-logischen Prüfung unterzogen, deren Ergebnisse den Datenlieferanten zugestellt wurden. Prüfungen zur Grenzanpassung zwischen benachbarten Ländern wurden weitergeführt, wobei deutliche Qualitätsverbesserungen zu verzeichnen sind.

Deutschlandweit befindet sich der Aufbau der 3. ATKIS-Realisierungsstufe vor ihrem Abschluss bzw. ist bereits abgeschlossen und der Umstieg auf das neue AAA-Datenmodell ist in Vorbereitung. Detaillierte, auf die jeweiligen Erfassungseinheiten bezogene Informationen über Aktualität und Ausbaustufe werden von allen Ländern zusammen mit den Daten geliefert. Sie werden im Metainformationssystem als graphische Übersichten bzw. interaktive Karten dargestellt und weisen sehr detailliert den aktuellen Stand aus.

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 25 000 (DGM-D)

Das neu erstellte hochauflösende Geländemodell liegt flächendeckend für Deutschland mit Gitterweiten von 25 m und 50 m vor.

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 50 000 (DLM50)

Mit der Übernahme dieses Datenbestandes von den Bundesländern wurde 2004 begonnen. Seither wurden von den Ländern entsprechend Arbeitsfortschritt mehrere Aktualisierungen geliefert. Sie wurden einer formallogischen Prüfung unterzogen und deren Ergebnisse den Datenlieferanten zugestellt.

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 250 000 (DLM250)

Das Landschaftsmodell liegt flächendeckend für Deutschland vor. Im Berichtszeitraum sind Datenverdichtungen und -aktualisierungen vorgenommen worden.

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 250 000 (DGM250)

Das Geländemodell liegt flächendeckend für Deutschland vor.

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 1 000 000 (DLM1000)

Das Landschaftsmodell liegt flächendeckend für Deutschland vor. Im Berichtszeitraum sind Datenverdichtungen und –aktualisierungen vorgenommen worden.

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 1 000 000 (DGM1000)

Das Geländemodell liegt flächendeckend für Deutschland vor.

Verwaltungsgrenzen 1 : 250 000 1 : 1 000 000 (VG250 / VG1000)

Die Verwaltungsgrenzen der Bundesrepublik Deutschland (Gemeinden und übergeordnete Einheiten) wurden in den Versionen VG250 und VG1000 mit den Aktualitätsständen 31.12.2006, 01.01.2007, 31.12.2007 und 01.01.2008 fortgeführt und u.a. für das europäische Projekt EBM (Euro Boundary Map) bereitgestellt.

2.1.3 Digitale Topographische Karten

ATKIS – Digitale Topographische Karte 1 : 25 000 (DTK25)

Der Datenbestand wurde kontinuierlich auf Basis der Datenlieferungen aller Bundesländer aktualisiert.

Er ist flächendeckend für Deutschland in Form georeferenzierter Einzelkartenblätter und blattschnittfreier Kacheln (10 km x 10 km) verfügbar.

ATKIS -Digitale Topographische Karte 1 : 50 000 (DTK50)

Der Datenbestand wurde kontinuierlich auf Basis der Datenlieferungen aller Bundesländer aktualisiert.

Er ist flächendeckend für Deutschland in Form georeferenzierter Einzelkartenblätter und blattschnittfreier Kacheln (20 km x 20 km) verfügbar.

ATKIS -Digitale Topographische Karte 1 : 100 000 (DTK100)

Der Datenbestand wurde kontinuierlich auf Basis der Datenlieferungen aller Bundesländer aktualisiert.

Er ist flächendeckend für Deutschland in Form georeferenzierter Einzelkartenblätter und blattschnittfreier Kacheln (40 km x 40 km) verfügbar.

ATKIS -Digitale Topographische Karten 1:200 000/1:500 000/1:1 000 000 (DTK200, DTK500, DTK1000)

Die Datensätze der Digitalen Topographischen Karten DTK200, DTK500 und DTK1000 stehen aktualisiert in jeweils zwei graphischen Auflösungen, unterschiedlichen Abbildungen, räumlichen Gliederungen sowie Datenformaten flächendeckend für Deutschland zur Verfügung.

2.1.4 Digitale Orthophotos

Die Digitalen Orthophotos wurden 2007 durch das GDZ von allen Bundesländern in einer einheitlichen Bodenauflösung von 40 cm übernommen. 2008 wurde die Fortführung der Daten eingeleitet, bei der auch Bilder mit einer Bodenauflösung von 20 cm geliefert werden, sofern bereits vorhanden. Die Bilder werden in der jeweiligen Georeferenzierung des Landes bereitgestellt und am BKG zu einem bundesweiten einheitlichen Web Map Service aufbereitet.

2.1.5 Geographische Namen

Der Datenbestand "Geographische Namen" GN250, GN1000 wurde im Berichtszeitraum turnusmäßig fortgeführt. Derzeitig wird für den Datensatz GN250 das Nachfolgeprodukt “GN-DE-250“ entwickelt. Um im Dialog mit den GN250-Nutzern den neuen Datensatz zu optimieren, wird bei jeder GN250-Abgabe zusätzlich eine Vorabversion von GN-DE-250 für ein Testgebiet beigefügt.

2.1.6 Vertrieb von Geobasisdaten

In der Zeit vom 1. Januar 2008 bis zum 31. Dezember 2008 entwickelte sich die Bereitstellung von Geobasisdaten an Dritte sowie an Bundeseinrichtungen weiterhin positiv.

Die Gesamtsumme der Flächen, die an Bundeseinrichtungen abgegeben wurde, erhöhte sich um 19,9 % auf 104,2 Mio. km². Beim Vertrieb von Geobasisdaten an Dritte ist eine Steigerung von 26,2 % auf 142,1 Mio. km² zu verzeichnen, hierfür dürften in erster Linie die ab 1. Januar 2008 kostengünstigeren Abgabebedingungen für Geobasisdaten die Ursache sein. Aufgrund der neuen Produkte wie Digitale Orthophotos und georeferenzierte Gebäudeadressen sowie der im Abschnitt

2.1.1 aufgeführten Online-Dienste wurden im Berichtszeitraum bereits mit 41 Bundeseinrichtungen neue Lizenzvereinbarungen abgeschlossen.

2.1.7 Vertrieb europäischer Datensätze ERM, EGM, Euro-DEM und SABE

Als technisches Vertriebszentrum für Euro-Geographics wurden durch das BKG in Zusammenarbeit mit dem EuroGeographics Head Office die europäischen Datensätze EuroRegionalMap (ERM), EuroGlobalMap (EGM), EuroBoundaryMap (EBM) sowie das digitale Geländemodell EuroDEM übernommen und an Kunden ausgeliefert.

2.1.8 Geobasisdaten -Produktion

Das BKG bearbeitet in zwei Produktionsdatenbanken der Maßstabsbereiche 1:250 000 und 1:1 000 000 topographische Daten für unterschiedliche Zielprodukte. Aus der Produktionsdatenbank DLM250 werden die Zielprodukte ATKIS-DLM250 und EuroRegional-Map abgeleitet. Angestrebt wird, auch die Produkte JOG (Serie 1501) und DTK250 daraus automationsgestützt abzuleiten. Die Produktionsdatenbank DLM1000 dient der Herstellung der Zielprodukte ATKIS-DLM1000, DLM1000W und EuroGlobalMap.

Bei beiden Produktionsdatenbanken wurden gemäß des AdV-Beschlusses zur Spitzenaktualität (AdV -Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland) die entsprechenden Objektbereiche aktualisiert und entsprechend den Anforderungen der Zielprodukte weiter ausgebaut.

Mit den Aktualitätsständen 31.12.2006, 01.01.2007, 31.12.2007 und 01.01.2008 wurden aus den Produktionsdatenbanken die Produkte VG250 und VG1000 abgeleitet. Zusätzlich wurde im Maßstab 1:2 500 000 ein neues VG-Produkt erstellt, das die Verwaltungsgrenzen bis zur Kreisebene aktuell darstellt. Die Daten werden als PDF-File für den Ausdruck in DIN A 3 und als Shape-Dateien für die Nutzung in GIS für die nichtkommerzielle Nutzung kostenfrei abgegeben. Der Bedarf für ein solches Produkt mit aktuellen administrativen Grenzen wurde von Kunden nach der umfassenden Reform in Sachsen-Anhalt 2007 geäußert. Die zweite Ausgabe der VG2500 erfolgte nach der Verwaltungsreform in Sachsen am 01.08.2008.

Jahresbericht 2007/2008

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2.2 Geoinformatik

Verfahren zur Bereitstellung von Geobasisdaten

Die Bereitstellung von Geobasisdaten und Online-Diensten durch das Nationale GeoDatenZentrum ist eine der zentralen Aufgaben des BKG. Diese Aufgabe umfasst die Prozesse der Datenübernahme von den Vermessungsverwaltungen der Bundesländer, der Prüfung und Harmonisierung dieser Daten, der Produktaufbereitung und der Datenverwaltung sowie des Qualitätsmanagements und der Datenbereitstellung. Die dafür erforderlichen Softwarelösungen, Verfahren, Dienste und Hardwaregrundlagen wurden entsprechend den praktischen Erfahrungen und Erfordernissen sowie unter Beachtung aktueller Standards und Technologien vervollständigt und weiterentwickelt.

Dies betrifft bezüglich des ATKIS Basis-DLM insbesondere die Konzeption und Vorbereitung der Umsetzung des neuen AAA-Datenmodells (AFIS-ALKIS-ATKIS). Im Berichtszeitraum wurde das technologische Konzept für Datenimport, Datenhaltung und Datenabgabe präzisiert, in großen Teilen praktisch umgesetzt und hinsichtlich Datenimport und Datenhaltung in ersten Tests erprobt. Die in Abhängigkeit von der Terminplanung der Bundesländer gegebenfalls erforderliche AAA-Migration durch das GDZ selbst wurde verfahrensseitig weiter getestet, wobei der Schwerpunkt auf die Umsetzung von Massendaten gelegt wurde. Basierend auf den Tests zu Datenimporten und Datenmigrationen erfolgten Abschätzungen zu Gesamtprozessierungszeiten, Speicherbedarf und weiteren technischen Parametern.

Im Bereich der Digitalen Topographischen Karten (DTK) stehen die Entwicklungsarbeiten zur Ablösung des bisherigen Rasterdatenverwaltungssystems kurz vor dem Abschluss. Mit der neuen technologischen MapServer-Lösung wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit deutlich erhöht sowie eine effizientere Datenverwaltung ermöglicht werden, indem aus dem aktuellen Datenbestand die gewünschten Rasterdaten auftragsgebunden generiert werden.

Im Berichtszeitraum völlig neu konzipiert und implementiert wurde ein Verfahren zur Übernahme, Speicherung und Verwaltung von Digitalen Orthophotos (DOP). Diese bilden die Grundlage für einen vom BKG angebotenen bundesweiten Web-Dienst. Durch Updates aktualisierte DOP werden als historische Daten abgelegt und sind gleichfalls online als Dienst verfügbar.

Die Grundarchitektur zur Bereitstellung von Online-Diensten wurde im Berichtszeitraum hinsichtlich Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit überarbeitet. Zentrale Bausteine sind dabei eine intelligente Lastverteilung und der Einsatz redundanter Systeme.

Die Verwaltung und Steuerung der Zugriffs-rechte auf die Online-Dienste erfolgt seit 2007 über das am GDZ entwickelte SecurityGate, das die Rechtevergabe für beliebige Dienste über Netzwerk-Adressen, Nutzeridentifikatoren oder temporäre Sitzungskennungen steuert. Darüber hinaus setzt das SecurityGate externe Adressen (URL) der Dienste in lokale Adressen um und gewährleistet so nutzerseitig Stabilität, unabhängig von lokalen Veränderungen in der Implementierung von Diensten.

Das datenbankgestützte Managementsystem zur Steuerung der Bearbeitungsprozesse des Geodatenzentrums wurde weiterentwickelt und die Aufbereitung begleitender Metadaten aus den Bundesländern (insbesondere zur Aktualität) auf jeweils eine Arbeitswoche abgesenkt, so dass Bundesländern und Nutzern heute topaktuelle Informationen -auch in grafisch aufbereiteter Form -über die Geodaten zur Verfügung stehen.

Der Geodaten-Shop zur Bestellung und zum Vertrieb von Geodaten und das zugehörige interne Verwaltungssystem für Anfragen, Angebote und Aufträge wurden an neue Anforderungen angepasst.

Neu entwickelt und freigeschaltet wurde ein Dienste-Shop mit einer transparenten Übersicht über das aktuelle Angebot an Online-Diensten und der Möglichkeit, deren Nutzung per Web-Formular zu beantragen.

Der bisher für die Onlinebestellung eingesetzte Karten-Shop wurde grundlegend überarbeitet und freigeschaltet.

Zur Information über die im Bereich der AdV verfügbaren Geobasisdaten und darauf aufbauenden Web-Diensten des BKG wurde die Internetpräsentation des Geodatenzentrums (www.geodatenzentrum.de) inhaltlich und funktionell weiterentwickelt. Insbesondere wurde ein autorisierter Zugang für Bundesbehörden eingerichtet, über den diese Web-Dienste des BKG auf Basis geltender BundLänder-Vereinbarungen nutzen können.

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2.3 Geoinformationsprodukte

Zu den Geoinformationsprodukten des BKG gehören:

die Digitalen Topographischen Karten DTK200, DTK500, DTK1000 und die CD-ROM „Top200“,
die analogen Topographischen Karten in den Maßstäben 1 : 200 000 (TK200), 1 : 500 000 (TK500) und 1 : 1 000 000 (TK1000),
die Historischen Topographischen Kartenwerke: Topographische Karte 1 : 25 000, Karte des Deutschen Reiches 1 : 100 000, Übersichtskarte von Mitteleuropa 1 : 300 000 (Sonderausgabe).

2.3.1 Digitale und analoge Kartenwerke

Im Berichtszeitraum wurden:

27 Kartenblätter der Digitalen Topographischen Karte 1:200 000 (DTK200) aktualisiert,
34 Kartenblätter gedruckt (TK200) und dem Geodatenzentrum / der Fa. Geo-Center zum Vertrieb überlassen,
die vier Kartenblätter der Digitalen Topographischen Karte 1:500 000 (DTK500) aktualisiert und dem Geodatenzentrum / der Fa.GeoCenter zum Vertrieb überlassen,
die Digitale Topographische Karte 1:1 000 000 (DTK1000) aktualisiert und dem Geodatenzentrum / der Fa. GeoCenter zum Vertrieb überlassen

Auf Grundlage einer im Juli 2006 zwischen dem AGeoBw und dem BKG geschlossenen Vereinbarung leitet das AGeoBw sein Kartenwerk Serie M648 aus dem Datenbestand DTK200 ab (Zwischenlösung).

Das BKG hatte sich verpflichtet, folgende Leistungen zu erbringen:

Zeichenschlüsselumstellung auf flächenhafte Siedlungsdarstellung,
Berücksichtigung des Blattschnittes der Serie M648 (1:100 000) bei der Schriftplatzierung im Kartenbild der DTK200,
Ergänzung von topographischen Informationen im Datenbestand DTK200 unter Berücksichtigung des Blattschnittes der Kartenblätter C1538, C2306 und C2350.

Im April 2008 wurden die erforderlichen Arbeiten für alle DTK200-Kartenblätter erfolgreich abgeschlossen und diese dem AGeoBw zur weiteren Verwendung überlassen.

2.3.2 Kartenvertrieb, Vertrieb Top200

Es wurden insgesamt 4.950 Kartenblätter der Topographischen Kartenwerke 1:200 000 –

1 : 1 000 000 und insgesamt 13.000 Kartenblätter der Historischen Topographischen Kartenwerke 1:25 000 – 1:300 000 vertrieben.

Vom CD-ROM-Produkt „Top200-Version 4“ wurden im Berichtszeitraum 350 Exemplare an Einrichtungen des Bundes, Sicherheitsbehörden und über das GeoCenter an Dritte abgegeben.

2.3.3 Historische Ortschaftsverzeichnisse

Die Erfassung des bereits redaktionell bearbeiteten Namengutes für das historische Ortschaftsverzeichnis „Böhmen und Mähren“ in einer Microsoft Access-Datenbank wurde abgeschlossen. Die Daten werden zurzeit einer abschließenden Prüfung unterzogen.

2.3.4 Luftverkehrs-Lärmschutz

Mit Inkrafttreten des novellierten Fluglärmgesetzes am 07. Juni 2007 wird die Neuberechnung von Lärmschutzbereichen durch die jeweils zuständigen Länder durchgeführt. Auf Wunsch des Umweltbundesamtes hat das BKG weiterhin an der Ausarbeitung von Rechtsverordnungen zum verabschiedeten Fluglärmgesetz, der "Anleitung zur Datenerfassung über den Flugbetrieb (AzD)" und der "Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)", durch fachliche Beratung mitgewirkt.

2.3.5 Auftragsarbeiten AGeoBW

Die für das Amt für Geoinformationswesen der Bundeswehr (AGeoBw) in Bearbeitungsblöcken durchzuführenden Aktualisierungen der Kartenserien „1501-Joint Operations Graphic 1:250 000” und „1404-World 1:500 000” wurden 2008 sach-und termingerecht abgeschlossen.

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2.4 Entwicklung von GI-Produkten

2.4.1 Print on Demand

Um für außergewöhnliche Anforderungen bezüglich der Kartenproduktion gerüstet zu sein, wurde am BKG ein Print on Demand-System entwickelt.

In diesem System sind topographische Karten der Maßstäbe 1:25 000, 1:50 000, 1:200 000 und 1:1 000 000 blattschnittfrei verfügbar.

Wird eine Karte bzw. mehrere Karten dieser Maßstäbe kurzfristig angefordert, werden über eine graphische Oberfläche das entsprechende Kartenblatt bzw. die Kartenblätter selektiert. Per Knopfdruck wird das Layout mit Karteninhalt, Kartenrandangaben und Kartennetz berechnet und ausgegeben. Es können mehrere Kopien eines Blattes erstellt werden. Ein Farbmanagementsystem stellt die korrekte Wiedergabe der Karte sicher.

Die Ausgabe erfolgt dann direkt in einen sogenannten Hotfolder, der mit einem hochauflösenden Großformatdrucker verbunden ist.

Wenn gewünscht, wird die Karte als TIFF Datei oder PDF Datei gerechnet und ohne Ausdruck abgespeichert und weitergegeben.

Der zeitliche Aufwand pro Kartenblatt für die Berechnung und den Ausdruck liegt bei ca. sechs bis acht Minunten. Bei Bedarf können auch zwei Drucker angesteuert werden. Somit ist es möglich, pro Stunde bis zu 16 hochqualitative Kartenblätter auszudrucken.

Die Daten werden in der UTM-Abbildung mit dem DHDN (Bessel) Datum gerechnet. Die ausgedruckten Blätter entsprechen den Blatt-schnitten des jeweiligen Kartenwerkes und sind mit geographischen und UTM-Koordinaten versehen. Ebenso zeigt ein Blattweiser den Namen und die Blattnummern der direkt angrenzenden Blätter. Blattname, Maßstab, Copyrightvermerk und der Stand der Aktualisierung sind auf der ausgegebenen Karte aufgedruckt.

Mit Print on Demand ist somit ein Werkzeug vorhanden, mit dem sehr schnell in graphisch sehr guter Qualität Kartenausdrucke erzeugt werden können.

2.4.2 Entwicklung einer Applikation zur Darstellung von WMS-Diensten

Der WMS-Viewer dient zur Anzeige und Interaktion mit den vom Geodatenzentrum über das Internet zur Verfügung gestellten WMS-und WFS-Diensten in einer Desktopapplikation. Er ermöglicht eine bundesweite, fehlertolerante und hausnummernscharfe Online-Adressrecherche auf Grundlage der Georeferenzierten Adressdaten Bund (GAB). Aufgrund einer freien Konfigurierbarkeit ist das Einbinden von weiteren, auch externen, WMS-Diensten in den WMS-Viewer möglich. Des Weiteren ist eine transparente Überlagerung mehrerer WMS-Dienste in der Applikation umgesetzt.

2.4.3 Adressrecherche in ArcMap

Das Werkzeug „Adressrecherche“ ermöglicht

das Finden von postalischen Adressen oder Orten direkt aus der Software. Zur Suche und Geocodierung der gesuchten Adresse verwendet das Werkzeug den WFS-Geocodierungsdienst des Geodatenzentrums. Nach Eingabe einer gewünschten Adresse wird in ArcMap die entsprechende Position der Adresse markiert. Der Kartenhintergrund ist hierbei vom Benutzer frei wählbar.

Jahresbericht 2007/2008

2.4.4 Ableitung von Höhenlinien Geländemodellen

Aus dem Digitalen Geländemodell Deutschland (DGM-D, Auflösung 25m) und dem europäischen Geländemodell EuroDEM (Auflösung ca. 60m) wurden Höhenlinien für die Produkte DLM250 und DLM1000 abgeleitet. Das DGM-D wurde in Gebieten außerhalb der Bundesrepublik Deutschland um Daten des EuroDEM erweitert. Damit die berechneten Höhenlinien weitgehend konfliktfrei zu dem vorhandenen Gewässer des DLM250 und DLM1000 passen, wurde das DGM zunächst im Bereich der Gewässer gefiltert. Auf diese Weise wurden die und Schummerungen aus Digitalen Tallagen der Flüsse verbreitert. Dieses gefilterte DGM wurde anschließend unter Berücksichtigung der Gewässer in ein hydrologisch richtiges DGM überführt.

Aus diesem DGM wurden anschließend die Höhenlinien berechnet. Dabei werden Höhenlinien erzeugt, deren Zeichenrichtung bezogen auf die Gefällrichtung des Geländes einheitlich verläuft. Dies ermöglicht eine Beschriftung der Höhenlinien, deren Höhenlinienzahlen immer mit dem Fuß zum Tal zeigen.

2.4.5 Rasterdaten der Digitalen Stadtkarte 1:20 000

Die Digitale Stadtkarte 1:20 000 wurde aus Vektordaten der Fa. MairDumont abgeleitet. Neben der Grundversion entstanden auch Ausgaben mit Höhenlinien und Schummerung. Die Höhenlinien und die Schummerung wurden aus dem DGM-D gewonnen. Die Höhenlinienzahlen wurden automatisch und weitgehend konfliktfrei zur restlichen Kartengrafik platziert. Für die Ergänzung der Rasterdaten durch eine Schummerung wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem aus der vorhandenen Grafik eine Ausbelichtungsmaske für die Schummerung erzeugt wurde. Mithilfe der Software Adobe Photoshop wurden die Rasterdaten der Karte, die Ausbelichtungsmaske und die Schummerung vereinigt. Das Verfahren wurde durch Skriptprogrammierung in Adobe Photoshop automatisiert. Es waren insgesamt 4.007 Kartenblätter zu berechnen.

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2.5 Europäische Infrastruktur für Geographische Namendaten – EuroGeoNames (EGN)

Der gestiegene Bedarf an öffentlichen, raumbezogenen Daten in Europa manifestiert sich heute u.a. durch Initiativen wie INSPIRE, GMES und GEOSS (Global Geodetic Observation System of Systems). In allen diesen Initiativen werden geographische Namen als Zugang und Schlüsseldaten zu weiteren raumbezogenen Informationen (z.B. Umweltdaten) verwendet. Eine Informationssuche wird in der Regel über einen geographischen Namen, wie zum Beispiel Donau, Dunaj, Duna, Dunav, Dunărea oder Danube gestartet.

Ziel des Projektes EuroGeoNames (EGN) ist es, in Zusammenarbeit mit den Landesvermessungseinrichtungen in den europäischen Ländern, eine Web-Dienste-Infrastruktur für amtliche geographische Namendaten in Europa aufzubauen. Dabei werden die dezentral in den EU-Ländern gehaltenen amtlichen Namendaten über „Web Feature Services – WFS“ miteinander verknüpft und recherchierbar. Die Datenhaltung und -aktualisierung verbleibt dabei weiterhin in alleiniger Zuständigkeit der Länder, welche die Daten erhoben haben. Das EGN-Projekt berücksichtigt dabei insbesondere die sprachliche Vielfalt in Europa, d.h. es werden auch geographische Namen in denjenigen Sprachen bereitgestellt, die in den Ländern als Minder-heitensprachen offiziell anerkannt sind (z.B. Sorbisch und Friesisch in Deutschland).

Das Projekt EuroGeoNames (EGN) wurde 2004 vom BKG initiiert und in das Arbeitsprogramm von EuroGeographics integriert. Das BKG hat dabei die Konzeption und Projektkoordination übernommen.

Das finanzielle Gesamtvolumen des EGN-Projekts beläuft sich auf 1,8 Millionen Euro, wobei 50% der Kosten durch die EU im Rahmen des eContentplus-Programms gefördert werden. Am 1. September 2006 begann das europäische Konsortium aus Partnern der Wirtschaft, Forschung und öffentlichen Verwaltung aus Deutschland, Frankreich, Großbritannien, den Niederlanden, Österreich und Slowenien mit dem Aufbau der EGN-Infrastruktur. Die EU-geförderte Projektlaufzeit beträgt 30 Monate und läuft bis Ende Februar 2009.

Bisher bilden Dienststellen aus 12 weiteren europäischen Ländern (Zypern, Tschechische Republik, Spanien, Finnland, Frankreich, Ungarn, Litauen, Lettland, die Niederlande, Norwegen, Slowakei, Türkei) neben Deutschland, Österreich und Slowenien die Referenzgruppe als potentielle Datenanbieter. Sie haben sich bereit erklärt, ihre nationalen geographischen Namendatenbestände für das Projekt zur Verfügung zu stellen.

Auf mehreren Workshops war das Hauptziel vor allem, der EGN-Referenzgruppe ein Verständnis für die Funktionalität der EGNWFS-Architektur zu vermitteln und mit ihnen zu erörtern, welche Schritte notwendig sind, um sich der EGN-Infrastruktur anzuschließen.

Einige Länder wie Slowenien, Lettland, Niederlande, Österreich und Deutschland haben bereits mit der Implementierung begonnen und konnten im Rahmen des Workshops erste Erfolge präsentieren. EGN wird nach Ablauf der EU-geförderten Projektdauer einen INSPIRE-kompatiblen Gazetteer-Dienst für Europa bereitstellen. Der Workshop hat zudem gezeigt, dass die EGN-Infrastruktur generell aus technologischer Sicht eine sehr gute Basis für die Implementierung von Webdiensten im Rahmen von INSPIRE bietet.

Informationen zu den bisherigen Workshops sowie zum Projekt EuroGeoNames insgesamt sind zu finden unter: www.eurogeonames.com.

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2.6 Supranationale Geoinformationssysteme

2.6.1 EuroBoundaryMap 1:100 000

Im Rahmen von EuroGeographics ist das BKG als Projektkoordinator für das Produkt EuroBoundaryMap (EBM, früher SABE) verantwortlich, insbesondere für das Produktmanagement hinsichtlich der inzwischen jährlichen Fortführung und der Weiterentwicklung des Produktes unter Berücksichtigung aktueller Nutzeranforderungen. Dabei wird auf die Qualitätssicherung sowie auf die fachliche Unterstützung bei der Bereitstellung der nationalen Daten entsprechend der am BKG entwickelten Produktspezifikation besonderer Wert gelegt.

EBM enthält die Verwaltungseinheiten aller nationalen Verwaltungsebenen Europas mit Namen, eineindeutigen Schlüsselzahlen sowie einen Bezug zur NUTS/LAU-Klassifikation von Eurostat. Damit ist für EBM die Interoperabilität zu statistischen Informationen, die auf der Basis dieser Klassifikation erhoben worden sind, gewährleistet.

Im Berichtszeitraum wurde vom BKG, auf der Grundlage des im Dezember 2006 um ein weiteres Jahr verlängerten Vertrages zur

Lieferung einer europaweiten geographischen Datenbank zu den Verwaltungsregionen und statistischen Gebietseinheiten zwischen EuroGeographics und Eurostat, die per Fortführungsstand Januar 2006/2007 aktualisierte Version fertig gestellt und im Dezember 2007 an Eurostat geliefert.

Wie von EC/Eurostat gefordert, sind erstmals auch die Küstenlinien integriert worden, so dass jetzt für statistische Anwendungen zwischen Land-und Wasserflächen von Verwaltungseinheiten unterschieden werden kann.

Einen weiteren Vorzug dieser Referenzdatenbank stellt der jetzt mögliche Direktzugriff auf die Geometrie/Attribute jeder nationalen Verwaltungsebene aller 39 Europäischen Länder sowie jeder NUTS-Region für EU27 dar, wobei die geometrische und topologische Konsistenz zwischen den Ebenen gegeben ist.

Anfang 2008 hatte das BKG noch zusätzlich die Ergebnisse der inzwischen überarbeiteten NUTS-Klassifikation (NUTS2006) in das EBM– Produkt einzuarbeiten, das nun seit März 2008 zur Verfügung steht.

Die vom BKG an Eurostat gelieferten aktualisierten Referenzdaten wurden unverzüglich in die GISCO-Datenbank der Europäischen Kommission übernommen und für die Bereitstellung weiterer Datensätze verwendet. Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Fortführung dieser europaweiten Datenbank der Verwaltungsregionen und statistischen Gebietseinheiten ist der Vertrag im Dezember 2007 von Eurostat erneut verlängert worden,

d.h. Ende 2008 hat das BKG im Auftrag von EuroGeographics eine neue Version, basierend auf den nationalen Daten per Fortführungsstand 1.1.2008 sowie unter Berücksichtigung aktueller Eurostat-Anforderungen, bereitgestellt.

Neben der Entwicklung neuer Prüfroutinen zur Qualitätssicherung und der Aktualisierung von Metadaten und Webseiten werden vom EBM-Team vor allem Untersuchungen zur weiteren Vervollkommnung dieser europaweiten Referenzdatenbank für Verwaltungseinheiten im Hinblick auf den Bedarf der Nutzer sowie in Abstimmung mit den für EuroRegionalMap und EuroGlobalMap verantwortlichen Mitarbeitern durchgeführt.

2.6.2 EuroRegionalMap 1:250 000 und EuroGlobalMap 1:1 000 000

EuroRegionalMap (ERM) und EuroGlobalMap (EGM) sind europaweite, multifunktionale, topographische Referenzdatensätze, die im Rahmen von EuroGeographics vom IGN in Belgien (ERM) sowie vom NLS in Finnland (EGM) als Projektkoordinator betreut werden.

Die Projekte zum Aufbau dieser Datensätze laufen seit den Jahren 2000 bzw. 2001. Seit 2004 liegen die ersten Produktversionen vor. Wie bei EuroBoundaryMap (EBM) sind die Daten an den Ländergrenzen harmonisiert und ihre Verwendungsmöglichkeiten umfassen raumbezogene Analysen, Netzwerkanalysen und Visualisierung. Sie dienen außerdem als topographische Basis von georeferenzierten geographischen Informationen aller Art. Großer Wert wurde auf die geometrische und topologische Konsistenz zwischen den thematischen Layern gelegt.

Experten des BKG sind neben der Bereitstellung der jeweiligen nationalen Beiträge für diese EuroGeographics Produkte sehr aktiv in den Technischen Teams dieser Projekte eingebunden, die intensiv an einer nachhaltigen Pflege und technologischen Weiterentwicklung der Produkte arbeiten.

Im Projekt EGM fungiert das BKG zudem als Regionalkoordinator für zehn Länder und ist dabei für die Organisation, Überwachung und fachliche Unterstützung der Datenproduktion in der Region verantwortlich. Auch die Qualitätskontrolle der Beiträge der Partnerländer und ihre Integration innerhalb der Region oblagen dem BKG.

Im Berichtszeitraum wurden neue Versionen sowohl von EuroGlobalMap (März 2008) als auch EuroRegionalMap (Mai 2008) herausgegeben. Bei beiden Datensätzen wurden Dateninhalt und -qualität unter anderem durch die Aktualisierung im Bereich des Verkehrsnetzes sowie die Vernetzung in den grenzüberschreitenden Regionen verbessert. Außerdem wurden die Datensätze um weitere europäische Länder erweitert.

Die Verträge zwischen Eurostat und Eurogeographics zur Bereitstellung europaweiter topographischer Referenzdaten mittlerer und kleiner Auflösung (2005 bzw. 2006 abgeschlossen) wurden im Dezember 2007 um ein weiteres Jahr verlängert (vgl. hierzu auch den Vertrag bezüglich administrativer Referenzdaten im Abschnitt 2.6.1). Vor allem die Anforderungen, die sich aus den Eurostatverträgen ergeben, sind neben denen anderer Nutzer die treibende Kraft für Erweiterungen der Funktionalität und Verbesserung der Datensätze, an denen in den Projekten weiterhin gearbeitet wird. Ende 2008 / Anfang 2009 sollen neue Ausgaben erscheinen, die auch eine umfassende Aktualisierung der Daten enthalten.

2.6.3 Reference Information Specifications for Europe (RISE)

RISE war ein Projekt im FP6-Programm der Europäischen Union. Es wurde seit September 2005 für zwei Jahre durch die EU finanziell gefördert. Das Projektkonsortium umfasste die Organisationen EuroGeographics (Projektkoordinator), OGC-Europe, Qinetiq, Lantmäteriet Schweden und das BKG. Ziel des Projekts war die Entwicklung von Richtlinien für die Erstellung von harmonisierten Spezifikationen für europäische Geodaten. Dabei baute RISE auf Standards von ISO und OGC auf. Die Aufgabenstellung wurde mit den strategischen Zielen der europäischen Vorhaben INSPIRE und GMES abgestimmt. Die Projektpartner haben ihre Richtlinien und Methoden am Beispiel der Nährstoffbelastung von Gewässern getestet. Das BKG übernahm dabei die Beschreibung der Anwendung in einem konzeptionellen Schema. Das Projekt wurde im November 2007 erfolgreich abgeschlossen. U.a. wird die dort herausgearbeitete Methodologie zur Entwicklung harmonisierter Spezifikationen zurzeit im Rahmen des Prozesses zur Implementierung der INSPIRE-Richtlinien verwendet.

2.6.4 Weitere Projekte

Das BKG ist weiterhin in Arbeitsgruppen von EuroGeographics mit dem Ziel eingebunden, den Aufbau einer Geodateninfrastruktur im Rahmen von INSPIRE durch die Entwicklung gemeinsamer Spezifikationen für raumbezogene Referenzdaten in Europa zu unterstützen. Auch die Entwicklungsprojekte Euro-GeoNames (siehe 2.5), RISE (siehe 2.6.3) und State Boundaries of Europe (SBE) s.u., an denen das BKG (teilweise führend) beteiligt ist, widmen sich dieser Zielstellung.

State Boundaries of Europe (vormals Euroboundaries) ist ein Projekt von Euro-Geographics mit dem Ziel, einen einheitlichen Datensatz mit dem koordinatengenauen Verlauf aller Staatsgrenzen in Europa aufzubauen und den rechtlichen Status der Grenze zu dokumentieren (siehe auch 4.1.4). Im Berichtszeitraum wurde das hierfür entwickelte Datenmodell nach Erstellung von Testdatensätzen (u.a. auch durch das BKG) verbessert, endgültig angenommen und bei swisstopo implementiert. Zuletzt wurde das Datenmodell erweitert, um die grenzüberschreitende Harmonisierung von Datensätzen durch die Definition von Connecting Points zu unterstützen, wobei sowohl Erfahrungen aus den laufenden Projekten von EuroGeographics als auch Anforderungen im Hinblick auf INSPIRE Berücksichtigung fanden. Insbesondere der Beitrag des BKG hierzu ist hervorzuheben.

ESDIN (European Spatial Data Infrastructure Network) ist ein neues von der EU im Rahmen ihres eContent+ -Programmes gefördertes Projekt, an dem sich neben dem BKG nicht weniger als 18 Institutionen beteiligen. Das Projekt setzt sich zum Ziel, Geodaten unterschiedlicher Auflösung für einige INSPIRE-Themenbereiche durch die Entwicklung web-basierter Dienste zusammenzuführen. Die Implementierung solcher auf einer verteilten Soft-und Hardwarearchitektur aufbauenden Dienste soll die Zusammenführung ‚interoperabler‘ Daten in einer besonders kosteneffizienten und wirksamen Weise ermöglichen. Das BKG bringt sein Know-how in mehrere Workpackages ein, leitet zudem das Workpackage ‛ExM Data Specification (medium/small scale)“ und beteiligt sich als Datenlieferant am Testen der Spezifikationen und Implementierungen.

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2.7 Photogrammetrisch-fernerkundliche Informationsgewinnung

2.7.1 Ableitung von Informationen zur Landbedeckung im Rahmen des Projektes DLM-DE

Das BKG baut ein Digitales Landschaftsmodell für die Zwecke und Aufgaben des Bundes (DLM-DE) auf. Es basiert auf den Landschaftsmodellen der deutschen Landesvermessungseinrichtungen (ATKIS DLMe), die um zusätzliche Informationen für die Anforderungen des Bundes ergänzt werden. Ein erstes Beispiel ist die Ableitung von Landbedeckungsinformationen mit Hilfe der ATKIS Landschaftsmodelle. Die so gewonnenen Landbedeckungsinformationen unterstützen Datenerhebungen der Europäischen Union, wie z.B. Corine Land Cover (CLC). Das DLMDE dient der Interoperabilität von Geobasisund Geofachdaten, da anwendungsspezifische Attribute den ATKIS-Objekten und ATKIS-Geometrien zugeordnet werden.

Die Landbedeckungsdatensätze der Europäischen Union werden zu einem bestimmten Zeitpunkt erhoben. So sind 1990, 2000 und 2006 die bisherigen Bezugsjahre für CLC. Alle Daten, die zur Ableitung von CLC beitragen, müssen eine bestimmte zeitliche Konsistenz zum Bezugsjahr haben. Die Erfassung von CLC geschieht vor allem auf der Grundlage von Satellitenbildern, die z.B. für CLC 2006 aus den Jahren 2005 – 2007 stammen. Das DLM-DE muss dieses Aktualitätskriterium erfüllen, damit es zur Ableitung von CLC herangezogen werden kann.

Das BKG hat in Kooperation mit dem Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) des Deutschen Zentrums für Luft-und Raumfahrt (DLR) die technische Durchführbarkeit der Anreicherung des DLM-DE und die Ableitung eines hoch aufgelösten Landbedeckungsdatensatzes untersucht. Dabei sind Beispieldatensätze für vier Testgebiete entstanden, in denen das DLM-DE anhand von Satellitenbilddaten überprüft und hinsichtlich der Landbedeckung ergänzt wurde. Die Untersuchung zeigt, dass das Verfahren auch die künftig weiter wachsenden Anforderungen und Genauigkeiten erfüllt. Die Entwicklungen, die das BKG im Rahmen des gemeinsamen Projektes „Wissensbasierter Photogrammetrisch-Kartographischer Arbeitsplatz" (WiPKA) mit der Leibniz Universität Hannover betreibt, sollen zur Automation beim Aufbau des DLMDE beitragen.

2.7.2 Digitale Geländemodelle

Das digitale Geländemodell Deutschlands (DGM-D), welches eine Höhengenauigkeit von zurzeit ein bis vier Metern aufweist, wird auf der Grundlage der Datenaktualisierungen der Länder durch das BKG laufend fortgeführt und stetig verbessert.

Um die Lieferungen der Länder zu vereinheitlichen und terminlich aufeinander abzustimmen, wurde durch den Arbeitskreis Geotopographie der AdV eine Projektgruppe eingerichtet, die sich unter anderem mit der Erarbeitung eines technischen Regelwerks für den Datenaustausch der DGM-Daten und deren Metadaten befasst. Weiterhin ist von der Projektgruppe eine eindeutige Produktbezeichnung der digitalen Geländemodelle der Länder und des Bundes vorzuschlagen. Da eine jährliche Lieferung aktualisierter DGM-Daten für die Fortführung des DGM-D vorgesehen ist, werden die Änderungen in den DGM-Daten der Länder in Zukunft effizienter und schneller in das deutschlandweite Geländemodell einfließen.

Weiterhin ist eine detaillierte, einheitliche Darstellung der Metadaten des DGM-D vorgesehen, welche kachelweise die Höhengenauigkeit, die Aktualität und die Erfassungsmethode des DGM aufzeigen wird. Bis zum Ende des Jahres 2008 ist die Einarbeitung der aktuellen Lieferungen der Länder in das DGM D vorgesehen. Flächendeckend für ganz Deutschland werden dann die Gitterweiten 25 m und 50 m aktualisiert vorliegen.

Die Angleichung der DGM-Daten an den Ländergrenzen und die Erzeugung einer einheitlichen Gitterweite waren bisher die Hauptauf-gaben des BKG bei der Erstellung und Fortführung des DGM-D. Da die grenznahen Bereiche der DGM-Daten auf Grundlage eines AdV-Arbeitskreis-Beschlusses zwischen den Ländern ausgetauscht werden, lieferten die meisten Landesvermessungsbehörden mit dem Nachbarland abgestimmte Daten an das BKG.

Die beschriebenen und geplanten Maßnahmen stellen somit die Aktualität und Qualität des bundesweiten DGM sowie der DGM-Metadaten zukünftig sicher.

2.7.3 EuroDEM

EuroDEM ist ein paneuropäisches Geländemodell (Digital Elevation Modell, DEM) mittlerer Auflösung im Maßstabsbereich 1 : 50 000 bis 1 : 100 000. Der Datensatz beschreibt die Höhe der Erdoberfläche des EU27-Gebiets sowie weiterer, angrenzender Länder. Seit Mai 2008 steht dieses neue Produkt von EuroGeographics zur Verfügung.

Unter dem Projektmanagement des BKG wurden die nationalen Höhendatenbestände der Kartographiebehörden Europas zu einem harmonisierten Datensatz zusammengestellt. Hierbei wurden die Unstimmigkeiten an den Ländergrenzen eliminiert und Modell-Lücken gefüllt.

Das Digitale Geländemodell EuroDEM bietet eine Höhengenauigkeit von acht bis zehn Metern, sowie eine Gitterweite von zwei Bogensekunden. EuroDEM ergänzt als dreidimensionales Modell der Erdoberfläche vortrefflich die bisherigen, zweidimensionalen Produkte von EuroGeographics.

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3. Arbeiten der Abteilung Geodäsie

Die Kernaufgaben der Abteilung Geodäsie umfassen die Bereitstellung und Laufendhaltung der Geodätischen Referenznetze der Bundesrepublik Deutschland unter Einschluss der erforderlichen vermessungstechnischen und theoretischen Leistungen zur Gewinnung und Aufbereitung der Messdaten, auch unter Mitwirkung an bilateralen und multilateralen Arbeiten zur Bestimmung und Laufendhaltung globaler Referenzsysteme,

die Fortentwicklung der eingesetzten Mess-und Beobachtungstechnologie und
die Vertretung der einschlägigen Interessen der Bundesrepublik Deutschland auf internationaler Ebene.

Eine zentrale Aufgabe der Abteilung Geodäsie ist der Ausbau des deutschen GNSS-Referenznetzes GREF zu einem integrierten Referenznetz. Auf ausgewählten GREF-Stationen werden Absolutschwerebeobachtungen ausgeführt und an den Küsten Pegelmessungen einbezogen. Auf drei Stationen werden Supraleitende Gravimeter betrieben. Die verschiedenen Sensoren werden durch lokale Stationsnetze verbunden und gesichert. Die GREF-Stationen werden an das Deutsche Haupthöhennetz angeschlossen. Viele GREF-Stationen tragen zu internationalen Diensten und Projekten bei. GREF ist die Verbindung zwischen internationalen und nationalen Referenznetzen.

Um ihre Aufgaben besser in die Erdbeobachtungssysteme einzubinden, entwickelt die IAG ein Global Geodetic Observing System (GGOS). GGOS ist eine wissenschaftlich-technische Komponente der globalen Geodäsie zur Weiterentwicklung und Organisation der geodätischen Messsysteme und Auswertemethoden und der Einbindung der Produkte der Internationalen Geodätischen Dienste in andere Geodisziplinen. GGOS wird von verschiedenen Leistungsträgern der Raumfahrt, den IAG-Diensten und der wissenschaftlichen geodätischen Gemeinschaft unterstützt.

Das BKG ist mit geodätischen Beobachtungsverfahren, Daten-, Analyse-und Informationszentren vielfältig in die internationalen IAG Dienste und GGOS Aktivitäten eingebunden und leistet damit seit Jahrzehnten den Beitrag der Bundesrepublik Deutschland zu den globalen Referenzsystemen und somit auch zu GEOSS. Eine herausragende Rolle kommt dabei dem Geodätischen Observatorium Wettzell zu. Das Geodätische Observatorium Wettzell (GO Wettzell) wird seit über 30 Jahren gemeinsam mit der Forschungseinrichtung Satellitengeodäsie der Technischen Universität München betrieben.

Auf dem Geodätischen Observatorium Wettzell sind mit modernen Instrumenten alle geodätischen Beobachtungstechniken vertreten. Die Messungen zu extragalaktischen Radioquellen mit Radioteleskopen, Entfernungsmessungen zu künstlichen Erdsatelliten und zum Mond mit Lasersystemen, sowie die satellitengestützten Navigationssysteme GPS (Global Positioning System) und GLONASS (GLObal Navigation Satellite System, Russia) werden in internationaler Kooperation für die Realisierung der raumfesten und terrestrischen Referenzsysteme und für die Bestimmung der Erdorientierungsparameter kombiniert.

Ergänzt werden die Messungen durch gravimetrische, seismologische und meteorologische Beobachtungen, die die Verbindung zu anderen Beobachtungssystemen herstellen. Damit trägt das BKG nicht nur zu den globalen Referenzsystemen bei, sondern gleichzeitig zu den Grundlagen u.a. für die europäischen sowie nationalen Lage-, Höhen und Schwerebezugssysteme.

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3.1 Grundsatzangelegenheiten, Globale Referenzsysteme

Die Produkte des Referates „Grundsatzangelegenheiten,Globale Referenzsysteme“ unterstützen die internationalen Dienste der International Association of Geodesy (IAG), die die Erstellung globaler geodätischer Bezugssysteme gewährleisten.

Das Zentralbüros des International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) mit seinen vielfältigen Aufgaben ist ein Schwerpunkt des Referats. Weiterhin fungiert es als Daten-und Analysezentrum des International VLBI Service (IVS) und als Analysezentrum des International Laser Ranging Service (ILRS). Die Beobachtungsstationen und Auswertezentren des BKG sind Bestandteil der globalen Aktivitäten zur Erschließung der Raumverfahren für die geodätische Nutzung.

Für die Positionierung und Navigation ermöglichen die Satellitenverfahren die Integration der nationalen Referenzsysteme in die präzisen weltumspannenden geodätischen Bezugssysteme.

3.1.1 International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS)

Der International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) stellt die astronomischen und globalen terrestrischen Referenzsysteme, die Daten über das Rotationsverhalten der Erde sowie ausgewählte Daten der Produktzentren „Global Geophysical Fluids“ und Konventionen bereit (www.iers.org) . Seit dem 1. Januar 2001 leitet das BKG das Zentralbüro des IERS.

Das Zentralbüro organisierte und dokumentierte satzungsgemäß zwei Sitzungen des IERS-Vorstands (Directing Board) im Dezember 2007 in San Francisco und im April 2008 in Wien. Zwischen den Sitzungen führte das Zentralbüro die laufenden Geschäfte des IERS und des Vorstands.

Im Dezember 2007 organisierte das Zentralbüro in Monterey, CA, USA, den „GGOS Unified Analysis Workshop“ und im April 2008 in Wien ein Follow-Up Meeting dieses Workshops. Daran nahmen auf Einladung 44 Spezialisten der Technique Centres (IDS -International Doris Service, IGS -International GNSS Service, ILRS, IVS), des International Gravity Field Service, des IERS und Mitglieder des GGOS-Exekutivkomitees teil. Das Tagungsprogramm und die Präsentationen können auf der IERS-Webseite¹ eingesehen werden.

Aktuelle Informationen über neue Publikationen, Tagungseinladungen u.a. werden in Form der „IERS Messages“ an die Nutzer des IERS weitergeleitet. Im Berichtszeitraum wurden 21 Ausgaben veröffentlicht (Nr. 113 – 133). Außerdem wurden zahlreiche individuelle Anfragen von Nutzern beantwortet. Die Jahresberichte 2005 und 2006 des IERS, herausgegeben vom Zentralbüro, erschienen 2007 bzw. 2008 in elektronischer und in gedruckter Form und wurden an mehrere hundert Abonnenten versandt. Der Jahresbericht 2007 wurde aus den Beiträgen des Zentralbüros und von etwa 30 weiteren Komponenten des IERS zusammengestellt und editiert.

Das IERS Daten-und Informationssystem (IERS DIS) wurde von 2002 bis 2005 im BKG im Rahmen des Geotechnologienprojektes des BMBF konzipiert und implementiert. Das System läuft seit Januar 2006 im operationellen Betrieb und wurde in seinen grundlegenden Komponenten bereits in vorangegangenen Jahresberichten detailliert beschrieben. Um den aktuellen Anforderungen an ein modernes Datenmanagement und den Bedürfnissen der Nutzer im Hinblick auf Zugriff und Anwendung der Daten gerecht zu werden, wird das System kontinuierlich angepasst und um weitere Komponenten ergänzt. Besondere Anforderungen in Bezug auf die Standardisierung der Daten und Anwendungen ergeben sich dabei aus internationalen und interdisziplinären Projekten wie das Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) oder des Global Geodetic Observing System (GGOS).

Die Arbeiten am IERS Daten-und Informationssystem waren im Berichtszeitraum neben den Routinearbeiten, d.h. der Laufendhaltung der Nutzer-, Produkt-und Webseiten-Datenbanken sowie ihrer Ergänzung um neue Informationen, durch folgende Punkte geprägt:

Migration der IERS Webseiten auf den Government Site Builder
Weiterentwicklung des IERS Plot Tools

Entwicklung eines interaktiven Datenanalysetools

Erweiterung des ISO 19115-kompatiblen Metadatenprofiles des IERS

Entwicklung und Anpassung von Tools zum MetadatenmanageAufbereitung und Integration von Daten der sog. Global Geophysical Fluids

Diese Arbeiten wurden im Zusammenhang mit zwei im Referat angesiedelten Forschungsprojekten, den Projekten GGOS-D (Global Geodetic Geophysical Observing System) und ERIS (Earth Rotation Information System), durchgeführt. Im GGOS-D Projekt wird das IERS DIS im Rahmen der zweiten Förderphase des BMBF-Geotechnologienprojektes „Beobachtung des Systems Erde aus dem Weltraum“ weiter ausgebaut. Dabei handelt es sich um ein Teilprojekt des Verbundvorhabens „GGOS-D: Integration der Raumbeobachtungsverfahren als Grundlage eines globalen geodätisch-geophysikalischen Beobachtungssystems“, in dem die IT-Infrastruktur und alle erforderlichen Software-Tools für den operationellen Betrieb eines Global Geodetic Observing System (GGOS) exemplarisch entwickelt werden sollen. Während es in der ersten Phase des Projektes zunächst um die Bereitstellung einer IT-Umgebung zur Unterstützung und Optimierung des Informations-und Datenaustausches zwischen den am Verbundprojekt beteiligten Institutionen ging, wurden im Berichtszeitraum, in den mit dem 31. August 2008 auch das Ende des Projektes fällt, die erforderlichen Werkzeuge für ein GGOS identifiziert und entwickelt.

Seit Mitte Juni 2006 wird das Projekt ERIS (Earth Rotation Information System) am BKG bearbeitet. ERIS ist eingebunden in die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft für drei Jahre geförderte Forschergruppe „Erdrotation und globale dynamische Prozesse“. Das

Ziel des Projektes ERIS ist die Entwicklung eines Portals, das Daten, Modelle, wissenschaftliche Informationen und Verfahren unter Berücksichtigung des aktuellen Forschungsstandes für die Nutzung durch Experten wie interessierte Laien integriert. Dabei soll ERIS neben der Organisation der Kommunikation und des Datenaustausches innerhalb der Forschergruppe als Entwicklungs-und Erprobungsplattform neuer Werkzeuge für den interaktiven Datenzugriff über das Internet genutzt werden.

Beide Projekte können für diese Aufgaben die technischen Ressourcen des IERS am BKG nutzen sowie direkt auf das Datenmaterial des IERS und die entwickelten Software-Tools zugreifen. Im Gegenzug sind die Arbeiten in ERIS und GGOS-D auf eine mögliche spätere Nutzung im IERS ausgelegt. Dadurch können die Arbeiten in den beiden Projekten teilweise gebündelt werden.

Ebenso wie die Webseiten des IERS wurde auch das Portal des ERIS-Projektes über den gesamten Berichtszeitraum hinweg in den Government Site Builder migriert. Dieser wurde vom Bundesverwaltungsamt als zentrale Content Management Lösung für die Webangebote der Bundesverwaltung entwickelt und bietet auch für die Webauftritte von IERS und ERIS zahlreiche Vorteile, wie z.B. Barrierefreiheit, Newsletter, Linkkonsistenz, mehrsprachige Websites u.v.m.

Ein weiterer gemeinsamer Schwerpunkt lag in der Erstellung von Werkzeugen zur Visualisierung und Bearbeitung von Zeitreihen. So wurde das IERS Plot-Tool zur interaktiven Darstellung von Zeitreihen weiterentwickelt, um auch den Anforderungen der Projekte GGOS-D und ERIS gerecht zu werden. Ein weiteres Tool erlaubt es, nutzerspezifische Daten aus diesen EOP (Erdrotationsparameter) -Zeitreihen des IERS zu extrahieren und nutzergerecht aufzubereiten (EOP-Reader/ Writer). Auf dem ERIS-Portal findet sich außerdem eine Implementierung von ausgewählten Routinen der SOFA (Standards of Fundamental Astronomy) – Softwarebibliothek. Diese erlauben u.a. verschiedene Kalender-Umrechnungen, die Berechnung von Ephemeriden und die Umrechnung zwischen verschiedenen Referenzsystemen. Weiterhin wurde ein Datenanalysetool entwickelt, das im Oktober/November 2008 fertiggestellt wurde. Damit werden Analyse-verfahren wie Spektralanalysen, verschiedene Filter und Approximationen bereitgestellt, die sowohl auf vorhandene und implementierte Zeitreihen als auch auf nutzereigene Daten angewendet werden können. Als Ausgabe werden die Ergebnisse in standardisierten Datenformaten und als Graphik angeboten.

Neben diesen Werkzeugen wurde in den Projekten GGOS-D und ERIS in enger Zusammenarbeit mit dem IERS an der Ausweitung des Datenangebotes gearbeitet. Dies umfasste die Erstellung von Schemata zur Bereitstellung von standardisierten Datenformaten für die Geophysical Fluids sowie ebenfalls standardisierte Metadatenformate. Dabei wurde das IERS Metadatenprofil, das ursprünglich speziell auf die Daten des IERS ausgelegt war, in ein ISO 19115 „Geographic Information Metadata“-konformes Profil umgewandelt und später weiterentwickelt, um auch den Anforderungen aus den genannten Projekten gerecht zu werden. Dabei wurden insbesondere im Projekt GGOS-D Tools zum Metadatenmanagement entwickelt, wie z.B. ein Metadateneditor.

3.1.2 International Laser Ranging Service (ILRS)

Innerhalb des International Laser Ranging Service (ILRS) werden die Arbeiten und Forschungen zur „intra-technique“ der ILRS-Lösungen durchgeführt. Jedes ILRS-Analysezentrum kombiniert für seine ILRS-Lösung vier SLR (Satellite Laser Ranging)Satelliten: LAGEOS1, LAGOES2, ETALON1, ETALON2. Die LAGEOS-Satelliten unterscheiden sich in ihrer Bahngeometrie sowie in ihrem Umlaufsinn (prograd, retrograd), und die ETALON-Satelliten tragen durch ihre im Vergleich mit den LAGEOS-Bahnen wesentlich höher gelegenen Bahnen noch zur Stabilisierung des Length of Day (LOD)-Parameters bei. Am BKG werden diese Satelliten auf der Ebene der Beobachtungsgleichungen kombiniert. Beteiligungen des BKG an den ILRS Produkten:

Produkte	Termin
SLR-ITRF Koordinaten, EOP, Bias	wöchentlich
SLR-ORBIT Bahnkoordinaten	wöchentlich
Rapid-EOP Koordinaten, EOP	täglich (7 Tage Basisintervall)

Die einer Qualitätsprüfung unterzogenen Lösungen (geschätzte Parameterverbesserungen und deren Varianz-Kovarianzmatrix) der beteiligten SLR-Analysezentren gehen durch Kombination der Einzellösungen, die im SINEX-Format ausgetauscht werden, in die offiziellen ILRS-Gesamtlösungen ein. Die Kombination wird an zwei ILRS-Kombinationszentren (ASI und DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München)) berechnet. Sie stehen für weitere „inter-technique“Kombinationen z.B. IERS, IGN, NEOS (Near Earth Objects) zur Verfügung. Der ILRS unterstützt somit permanent die weltweite “inter-technique”-Forschung der geodätischen Raumverfahren mit dem Schwerpunkt, das terrestrische Referenzsystem laufend zu halten.

Das Programm UTOPIA, Frankfurter Version, wurde mit Unterstützung des Center for Space Research, Universität Texas, weiterhin gepflegt, um den Modellanforderungen IERS2003 zu genügen. Zu den neu implementierten Modellen gehört u.a. das FES2004 Ozeangezeitenmodell (Friedrich-Ebert-Stiftung). Die Umstellung auf IAU2000 (International Astronomical Union) wurde theoretisch erarbeitet, und mit der Einführung ist begonnen worden. Das UTOPIA-Zeitsystem genügt den neuen Anforderungen.

Die Arbeiten des Astronomischen Instituts der Universität Bern (AIUB) zur Erweiterung der Berner Software um die SLR-Daten-Analyse werden von BKG-ILRS intensiv unterstützt und begleitet.

Jedes ILRS-Analysezentrum, das den ILRS-Service aufnehmen will, muss einen Bench-mark-Test bestehen, in dem die Qualität der abgegebenen Lösungen und die Beständigkeit des Dienstes bestätigt werden. Daten und Vorgaben der Benchmark-Prozedur erlauben, die Rechnungen und Vergleichsrechnungen in abgestimmter Weise koordiniert durchzuführen. Als Referenzdaten dienen ausgewählte SLR-Beobachtungen zum Satelliten LAGEOS aus dem Jahr 1999, über 28 Tage, von dreizehn, global verteilten und sehr gut beobachtenden Stationen.

3.1.3 International VLBI Service

(IVS) Datenzentrum

Das IVS-Datenzentrum des BKG erfüllte im Berichtszeitraum alle vom IVS gestellten Aufgaben an ein „Primary Global Data Center“ mit mehrmaligen Spiegelungen der Datenbestände je Tag zum CDDIS (Crustal Dynamics Data Information System) in Greenbelt in den USA und dem Observatoire de Paris in Frankreich. Die dazu notwendigen Arbeiten wie Überwachung der technologischen Abläufe, Updates der Software, Weiterentwicklung der Incomingund Mirrorsoftware sowie der IVS-Webseiten-Service wurden fortgeführt. Die Einspeisung neuer Datenbestände aus VLBI-Experimenten ist abhängig von der Korrelationsdauer der VLBI-Rohdaten in den Korrelatorzentren. Der Zeitversatz für ein „24h Experiment“ beträgt zurzeit etwa eine Woche, für ein „Intensive Experiment“ ca. zwei bis drei Tage und für ein „Intensive eVLBI Experiment“ nur noch einige Stunden bis zu einem Tag. Derzeit befinden sich im lokalen Katalogsystem für eigene Analysearbeiten 10.837 Datenbasen (1976 – 2008) und 10.812 sogenannte Superfiles für VLBI-Globallösungen.

Analysezentrum

Die Auswertungen der VLBI-Experimente werden am BKG mit der VLBI-Auswertesoftware „Calc/Solve“, entwickelt am GSFC (Goddard Space Flight Center) in Washington, USA, durchgeführt. Derzeit wird die Programmversion vom 04.10.2007 verwendet. Das Programmsystem „Calc/Solve“ ist auf zwei Rechnern unter dem Betriebssystem LINUX installiert. Eigene Programme für die Datenbankverwaltung und die Automatisierung der Auswerteprozesse wurden weiterentwickelt, um den Datenfluss von den Korrelatoren bis in das eigene Auswertezentrum weiter zu optimieren. Insgesamt wurde Calc/Solve auf beiden Rechnern jeweils in der Originalversion und in einer für die "Vienna Mapping Function (VMF1)" modifizierten Form installiert. Dadurch ist eine wesentlich höhere Flexibilität für die Auswerte-arbeiten erreicht worden. Die VMF1 basiert auf der Nutzung von numerischen Wettermodellen für die Ableitung der Projektionsfunktionen zur Verbesserung der troposphärischen Modellierung. Aktuell werden die Daten des ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) zur Berechnung der Projektionsfunktionen verwendet. Die Nutzung der VMF1 in Calc/Solve ist an die Verfügbarkeit der von der Universität Wien berechneten VMF1-Daten gekoppelt, was als ein Nachteil in der Verarbeitung von aktuellen VLBI-Experimenten gesehen werden muss. In einzelnen Fällen mussten aufgrund fehlender VMF1-Daten Nachprozessierungen erfolgen. Mittlerweile gibt es aber eine gute Abstimmung mit der Arbeitsgruppe in Wien, so dass fehlende Daten sehr schnell nachgeliefert werden. Für E-VLBI Intensive Experimente werden vorausgesagte Wetterdaten verwendet, wenn die Auswertung am Messtag stattfindet. Auch diese werden von der TU Wien bereitgestellt.

Das IVS-Produkt EOP-Zeitreihe bkg00008 wurde durch bkg00010 ersetzt. Die Haupt-unterschiede zur alten Reihe sind die Nutzung von neuen a priori Werten und die Verfeinerung der Modellierung. So wurde ein vom IVS-Analysekoordinator empfohlenes Update der

VLBI-Antennenachsenoffsets Stand 16.05.2007 verwendet. Der terrestrische a priori-Referenzrahmen wurde von VTRF2003 auf VTRF2005 (VLBI terrestrial reference frame) angepasst. Die Modellierung der troposphärischen Laufzeitverzögerungen erfolgte ab Reihe bkg00010 mit der VMF1. Weiterhin wurden zur Berechnung der Polgezeitendeformation mittlere Polkoordinaten gemäß IERS Convention 2003 benutzt. Schließlich sind die sonst üblichen linearen Modellierungen von Stationspositionen für drei nordamerikanische Stationen (HRAS -North-American VLBI Reference Point, Gilcreek, Pietown) um nichtlineare Anteile erweitert worden. Zurzeit (Ende Juni 2008) werden 3.622 VLBI-Experimente von Januar 1984 bis Juni 2008 zur Ableitung der EOP-Reihe verwendet. Vom Eintreffen eines neuen vom Korrelator kommenden Experimentes im Datenzentrum bis zur Erzeugung der neuen EOP-Zeitreihe für das IVS werden ca. ein bis zwei Tage benötigt. Die IVS-Produkte "TRFund CRF-Quartalslösung" (TRF -Terrestrial Reference Frame ; CRF -Coordinate Reference Frame) wurden mit der Auswertestrategie unter „bkg00010“ fortgeführt.

Die kontinuierliche Erstellung von UT1-Zeitreihen (Universal Time No. 1) für den IVS aus einstündigen „Intensive VLBI-Experimenten“ der Basislinien KOKEE (Hawaii, USA) – WETTZELL, KOKEE – WETTZELL – SVETLOE (Russland) und TSUKUBA (Japan) – WETTZELL wurde weitergeführt. Zusätzlich begann im Berichtszeitraum die Auswertung der E-VLBI-Experimente auf den Basislinien NYALESUND (Norwegen) – TSUKUBA – WETTZELL. Analog der Reihe aus 24h-Experimenten wurde auch hier die Reihe aufgrund der neuen a priori-Werte und verfeinerter Modellierung erneuert. Bisher sind insgesamt 2.562 Experimente im Beobachtungszeitraum vom 1.1.1999 bis Ende September 2008 ausgewertet worden.

Die Erzeugung der Beobachtungspläne seit August 2005 (schedules) für die Intensive-Beobachtungsreihe auf der Basislinie TSUKUBAWETTZELL wurde von der VLBI-Gruppe des BKG fortgeführt und den Stationen zur Verfügung gestellt. Ein Update der dafür notwendigen Programme wurde auf LINUX installiert.

Die VLBI-Gruppe des BKG beteiligt sich an der Erzeugung des IVS-Produktes „Troposphärenparameter“ in Form von SINEX Files für Troposphärenparameter der VLBI-Experimente von Januar 1984 bis Juni 2008. Abb. 3.1.3-1 zeigt ein Beispiel für die Abweichungen der Einzellösungen der einzelnen Analysezentren zur Kombinationslösung für den feuchten Anteil der Laufzeitverzögerung in Zenitrichtung (WZD = Wet Zenith Delay) in WETTZELL für den Zeitraum Woche 2.3. -8.3.2008.

Weiterhin werden seit 2004 vom BKG tägliche EOP-und Stationskoordinatenlösungen in Form von sogenannten „Daily SINEX Files“ geliefert.

Vom IVS wurden diese Lösungen beginnend ab 1. Januar 2007 als offizielle IVS EOP-Zeitreihe definiert. Derzeit wird der Zeitraum von Januar 1984 bis September 2008 abgedeckt. Die Reihe wurde mit der Einführung von bkg00010 für alle verwendeten Sessionen neu gerechnet. Nach der Definition einer neuen SINEX-Reihe für „Intensive VLBI-Experimente“ durch das IVS Mitte 2007 beteiligt sich auch die VLBI-Gruppe des BKG an der Erzeugung einer solchen Reihe. Sie dient der Bestimmung von „Intensive“ EOP und ist Basislösung für Kombinationstechniken. Die Arbeiten zur Untersuchung der Langzeitstabilität der in der VLBI genutzten Radioquellen wurden fortgeführt. Entsprechend den Vereinbarungen der IVS-Arbeitsgruppe für die zweite Realisierung des ICRF (International Celestial Reference System) wurde eine neue Zeitreihe für Radioquellenpositionen auf der Grundlage der Globallösung bkg00010 berechnet. Charakteristisch hierbei war die unveränderte Datumsdefinition bei der Erstellung der Zeitreihen von allen Radioquellenpositionen. Aus der Analyse der 2005 erzeugten Zeitreihen wurden nunmehr 183 stabile Radioquellen zur Definition des CRF-Datums ausgewählt. Die neuen Zeitreihen für Radioquellenpositionen wurden mit VLBI-Daten (24 Stunden je Session) von Januar 1984 bis Juli 2007 berechnet

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3.2 Nationale Referenzsysteme Lage

Schwerpunkte der Arbeiten des Referats „Nationale Referenzsysteme – Lage“ waren die Arbeiten zum Betrieb des integrierten deutschen Referenznetzes GREF, der Ausbau der Funktionalitäten des GNSS-Datenzentrums des BKG, die Kombinationen der Teilnetze des EPN (EUREF-Permanentnetz), die operationelle Bereitstellung differentieller Korrekturdaten aus dem GREF-Referenznetz, die Einführung des Dienstes DREF-Online (Deutsches Referenznetz-Online) und die Entwicklungen zu Echtzeitaktivitäten im Hinblick auf den Internationalen GNSS-Dienst IGS.

3.2.1 Geodätisches Referenznetz GREF

Das geodätische Referenznetz GREF besteht zurzeit aus 22 GNSS-Echtzeitstationen. Im vergangenen Jahr ist ein Empfänger auf einem neuen Standort in Gellin (Mecklenburg-Vorpommern) hinzugekommen. Die Daten der meisten Stationen werden über einen DSL (Digital Subscriber Line )Internetanschluss in die Zentrale nach Frankfurt übertragen, wo sie mit der einer Vernetzungssoftware verarbeitet werden. Aus einer Netzlösung werden für 20 virtuelle Stationen, die gleichmäßig über die Bundesrepublik verteilt sind, Pseudostreckenkorrekturen berechnet und über das Internet im Format NTRIP (Network Transport of RTCM (Radio Technical Division for Maritime Services) via Internet Protocol ) bereitgestellt.

Seit Januar 2006 liefert das BKG an die E.ON Ruhrgas AG Daten für den Korrekturdienst ascos-NET. Dieser kommerzielle Dienst basiert auf der Übertragungstechnik NTRIP. Die derzeit 19 deutschlandweit verteilten und mit GPS/GLONASS-Empfängern ausgestatteten GREF-Echtzeitstationen senden ihre Messdaten in die ascos-Zentrale. Dort werden für ebenso viele national flächendeckend verteilte virtuelle Referenzstationen Korrekturdaten generiert. Diese Korrekturen im RTCM 2.3Format können über mobile Internetverbindungen per Handy oder PDA (Personal Digital Assistent) empfangen und an die Beobachtungen von GNSS-Empfängern angebracht werden. Die Genauigkeit der so verbesserten Position liegt im Bereich von ca. einem Meter. Der Dienst umfasst ein umfangreiches Monitoring-und Backup-Konzept, das die Verfügbarkeit und Qualität der Korrekturen garantiert.

Das BKG betreibt drei NTRIP-Broadcaster (www.igs-ip.net, www.euref-ip.net und www.gref-ip.de) , wobei letzterer nicht frei zugänglich ist. Auf den beiden anderen Castern werden ca. 200 Datenströme von IGSbzw. EPN-Stationen angeboten sowie von sonstigen Stationen außerhalb Europas. Ein Schwerpunkt der Arbeiten lag darin, neben Korrekturdaten GPS-und GLONASS-Pseudorange-und Trägerphasenbeobachtungen auf beiden Frequenzen zu übertragen. Dadurch können diese Datenströme sowohl unmittelbar in Echtzeitauswerteprogrammen als auch mittelbar – nach Aufzeichnung in RINEX (Receiver Independent Exchange Format)-Dateien – in der präzisen GNSS-Analyse verwendet werden.

Als wesentliches Element zur simultanen Bereitstellung mehrerer Datenströme einerseits und zur Aufzeichnung zahlreicher Daten andererseits wurde das Programm „BKG Ntrip Client“ (BNC) entwickelt. In Zusammenarbeit mit der TU Prag entstand ein Werkzeug, welches zahlreiche Datenströme empfangen, dekodieren, synchronisieren und weiterverteilen bzw. aufzeichnen kann. Das Programm ist sowohl für Windows-als auch für Linux-Plattformen erhältlich.

Die tägliche Analyse der GNSS-Beobachtungsdaten im Post-Processing wird mit der Version 5.0 der Berner Auswertesoftware durchgeführt. Die GREF-Stationen werden in verschiedenen Netzen ausgewertet, u.a. in einem ca. 100 Stationen umfassenden (Teil-) Netz des EPN sowie im Rahmen des neuen SAPOS-Bezugsrahmens (Satellitenpositionierungdienst) unter der Bezeichnung DREF-Online (s.u.). Seit Anfang November 2006 werden die Netze ausschließlich mit absoluten Antennenphasenexzentrizitäten (absolute PCV) berechnet. Individuelle Antennenkalibrierungen werden berücksichtigt soweit vorhanden. Die Netze werden unter Berücksichtigung der präzisen Satellitenbahndaten des IGS tageweise berechnet und alle sieben Tage zu einer Wochenlösung zusammengefasst. Als Ergebnis werden Koordinaten im IGS05-und im ETRS89-System (European Terrestrial Reference System) bereitgestellt.

3.2.2 Europäisches Referenznetz EUREF

Das EUREF-Permanentnetz (EPN) stellt regelmäßig die Koordinaten aller beteiligten Stationen der Allgemeinheit zur Verfügung. Dazu berechnet das BKG in seiner Funktion als Analysekoordinator die Kombinationslösung aus den Beiträgen aller 16 Lokalen Analysezentren (LACs) in der Weise, dass für jede Woche ein Koordinatensatz mit einer zeitlichen Verzögerung von maximal fünf Wochen erstellt wird. Diese Koordinaten werden nach dem Standard höchster Genauigkeit erstellt mit dem Nachteil, dass für den Zeitraum der aktuellen Wochen noch keine Werte verfügbar sind und mögliche Vorkommnisse für einzelne Stationen erst spät aus den geänderten Koordinaten erkannt werden.

Deshalb wird seit 2007 die EPN-Produktpalette um die Berechnung von täglichen Koordinaten mit einer zeitlichen Verzögerung von weniger als einem Tag erweitert (sog. „rapid“-Lösung). Die vom EPN-Zentralbüro gepflegte Koordinatenzeitreihe für alle Stationen ist ebenfalls um eine zusätzliche Graphik für die jeweils fünf aktuellen Wochen ergänzt.

Im abgelaufenen Jahr gab es darüber hinaus einige Veränderungen in der Struktur des EPN. Für das Pilotprojekt EUREF-IP (EUREF Internet Protocol), das im Jahre 2002 gestartet worden war, konnte erfolgreich Bilanz gezogen werden. Mittlerweile liefern mehr als 42% der 213 EPN-Stationen (Stand September 2008) zusätzlich zu den täglichen und stündlichen Datenfiles zuverlässig Echtzeitdatenströme. Auf diese kann über die Caster www.euref-ip.net und www.igs-ip.net, die vom BKG überwacht und gewartet werden, zugegriffen werden. Deshalb beschloss die EUREF Technical Working Group Ende 2007, das Pilotprojekt einzustellen und den Echtzeitdatentransfer in den operationellen Betrieb zu überführen. Seitdem liegt der Schwerpunkt der Arbeiten im Echtzeitbereich auf der Auswertestrategie und der Entwicklung neuer Produkte. Dies soll bis Jahresende in der Aufstellung eines neuen Spezialprojektes münden.

Das Spezialprojekt „Troposphere Parameter Estimation“ läuft bereits noch länger. Seit Mitte 2001 wird am BKG die Kombination der täglichen Troposphärenparameterlösungen der 16 LACs durchgeführt. Seit den größeren Änderungen in der Auswertestrategie der LACs im November 2006 (Verwendung absoluter Antennenphasen-Zentrumsvariationen, Verwendung von ITRF2005-Koordinaten etc.) sind die mittleren Abweichungen der Zenith Path Delay-Parameter der LACs untereinander auf weniger als 2 mm heruntergegangen. Aufgrund der hohen Genauigkeit und der Stabilität der Parameter wurde auf dem EUREF-Symposium im Juni dieses Jahres beschlossen, die Ergebnisse dieses Spezialprojektes ausschließlich als ein operationelles Produkt zu führen. Derselbe Beschluss betraf im Übrigen auch das Projekt der Analyse von Zeitreihen des EPN.

3.2.3 GPS/GLONASS-Satellitenbahnen

Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit von am BKG bestimmten GLONASS-Satellitenbahnen sollen in Zukunft auch die Mehrdeutigkeiten der ganzen Wellenlängen der GLONASS-Signale im Auswerteprozess festgehalten werden. Diese Option kommt nur bei sehr wenigen Analysezentren zum Einsatz, weil durch satellitenspezifische Frequenzen des GLONASS-Systems zusätzliche Störterme entstehen können, die bei GPS nicht auftreten.

Das BKG hat die Messdaten einer „Null-Basisline“ ausgewertet, die sich bilden lässt, wenn mehrere Empfangsgeräte an eine Antenne angeschlossen werden. Für die eingesetzten modernen Empfänger wurde gezeigt, dass offensichtlich in den Phasenmessungen keine Störterme enthalten sind, wenn ein speziell für GLONASS entwickeltes Auswertemodell eingesetzt wird.

3.2.4 Der SAPOS^®-Bezugsrahmen DREF-Online

Auf der 14. Tagung des Arbeitskreises (AK) Raumbezug am 13./14. Juni 2006 wurde der Beschluss zur Einrichtung einer Projektgruppe (PG) SAPOS Koordinatenmonitoring für zunächst zwei Jahre verabschiedet (AK RB 06/14). Die PG hat die Aufgaben, die Praktikabilität und Wirksamkeit der Richtlinie „Monitoring und übergeordneter Bezugsrahmen der SAPOS-Referenzstationen“ (AK RB 04/14) zu überprüfen und weiterhin die GREF-und SAPOS-Core-Stationen zum Netz DREF-Online zu integrieren. Die Leitung der Projektgruppe wurde vom BKG übernommen.

Die Bestimmung von Koordinaten der DREFOnline-Stationen als übergeordneter Bezugs-rahmen von SAPOS erfolgt durch das BKG. Es sollen tägliche Netzlösungen im Post-Processing berechnet werden und als Wochenkombination bereitgestellt werden. Zur Vorbereitung der Stationsauswahl für DREF-Online hat die PG am 21. November 2006 eine Umfrage an alle Länder gerichtet, die an die Mitglieder des AK Raumbezug verteilt wurde. Hierin wurden die Länder aufgefordert, geeignete SAPOS-Stationen zur Einbindung in DREF-Online vorzuschlagen. Unter Berücksichtigung der Stationen vom GREF-Netz des BKG hat die PG hieraus eine Auswahl der DREF-Online-Stationen wie in der Abb. 3.4.2 dargestellt getroffen.

Im Mittelpunkt der technischen Zusammenarbeit zwischen BKG und den Ländern steht das Datenzentrum des BKG. Dort wurde ein durch Passwort geschütztes „DREF-Online“Projekt eingerichtet, an das die RINEX-Beobachtungen der Länder geschickt und in dem die wöchentlichen Auswerteergebnisse bereitgestellt werden. Die Dokumentation der Kontaktadressen bezüglich der Messungen ist in den Stations-Logfiles realisiert. Es ist zusätzlich geplant, alle Kontaktadressen bezüglich der Datenanalyse in den Ländern zusammenzustellen. Die wöchentlichen Ergebnisse sollen später durch eine Mailingliste verteilt werden.

3.2.5 Ausbau des Geodätischen Referenznetzes GREF

Der Ausbau und die Stabilisierung des deutschen GNSS-Referenznetzes GREF wurde fortgeführt. In Gorleben (Abb. 3.2.4-1) wurde die GNSS-Antenne vom Dach eines Bürogebäudes auf einen stabilen Bodenpunkt verlegt. Hierzu wurde das Fundament einer ehemaligen Slipanlage genutzt. Damit wurde bei dieser Station die Stabilität der Vermarkung verbessert sowie die lokale Sicherung der Antennenstandorte in Lage und Höhe vereinfacht. Die Anlage und Vermessung von Sicherungsnetzen erfolgte auf den Stationen Frankfurt, Gorleben, Sassnitz, Diepholz, Titz, Hof, München, Karlsruhe, Helgoland und Gellin. Außerdem wurde der Anschluss der Stationen Frankfurt, Gellin, Hof, Karlsruhe, Göttingen, München und Lindenberg an das Deutsche Haupthöhennetz realisiert. Für eine bessere Verfügbarkeit der Datenanbindung der Station Hügelheim wurde diese auf einen ISDN (Integrated Services Digital Network )Anschluss umgerüstet. Die GREF-Station im Hafen auf der Insel Helgoland wurde mit den Komponenten für den Echtzeitbetrieb nachgerüstet, und steht jetzt als Backupstation für diesen wichtigen Standort in der Nordseeküstenregion zur Verfügung

3.2.6 GNSS-Datenzentrum

Das GNSS-Datenzentrum (GDC) des BKG liefert Messungen von mehr als 500 permanenten GNSS-Beobachtungsstationen für die Datenanalyse von nationalen und internationalen Projekten. Im Zeitalter der weitestgehend automatisierten Datenverarbeitung ist die Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung von entscheidender Bedeutung. Nur fehlerfreies Datenmaterial wird von den Computerprogrammen korrekt verarbeitet, wohingegen fehlerbehaftete Dateien zu Programmabstürzen und damit zur Notwendigkeit der manuellen Bearbeitung führen. Zur Optimierung der Datenqualität führt GDC ab 2008 eine erweiterte Qualitätskontrolle aller eingehenden Messdaten durch.

Die Messungen werden auf Vollständigkeit und Qualität geprüft (Abb. 3.2.6). Dabei werden die Anzahl der Messungen einer einzelnen Station in Relation zu allen anderen Stationen eines Projektes gestellt und es werden auch die tatsächlich vorhandenen Messungen mit denen auf Grund der Geometrie theoretisch möglichen Messungen verglichen.

Qualitative Aussagen ergeben sich aus der Streuung von Einzelmessungen, nachdem diese in geeignete Vergleichsgrößen transformiert wurden. Die numerischen Ergebnisse werden graphisch dargestellt, damit Datenstörungen direkt erkannt werden.

3.2.7 Mitarbeit am Galileo-Projekt GGSP (Galileo Geodetic Service Provider)

Der Aufbau des Europäischen Satellitennavigationssystems Galileo geht stetig voran. Dem bereits am 28. Dezember 2005 gestarteten ersten Testsatelliten GIOVE-A folgte am 27. April 2008 GIOVE-B. Beide Satelliten senden zuverlässig Beobachtungs-und Navigationsdaten.

Der Start von einem weiteren Testsatelliten GIOVE-A2 ist geplant aber noch nicht terminiert. Anschließend sollen bis Mitte 2010 vier der ersten Galileo-Satelliten in Position gebracht werden. Das BKG ist zusammen mit namhaften Partnerinstitutionen an drei EU-Projekten zur Implementierung und Nutzung von Galileo beteiligt, zwei davon konnten im letzten Jahr bereits erfolgreich beendet werden.

Eines der zentralen Elemente zur Verbindung der Galileo-Satelliten und der terrestrischen Positionierung stellt das gemeinsame Referenzsystem dar. Hier ist das BKG in einem Konsortium mit dem Astronomischen Institut der Universität Bern, der Europäischen Weltraumbehörde ESA (European Space Agency) in Darmstadt und dem Institut Geographique National in Frankreich unter der Führung des GeoForschungsZentrums Potsdam beteiligt, bis Mitte 2009 ein terrestrisches Referenzsystem für Galileo (GTRF) aufzubauen und den Prototyp eines Dienstleistungsangebotes für potentielle geodätische Nutzer bereitzustellen, das die Bezeichnung „Galileo Geodetic Service Provider“ (GGSP) tragen soll.

Im gegenwärtigen Stand des GGSP-Projektes werden etwa 100 ausgewählte IGS-Stationen und die 13 Monitoring-Stationen des Galileo Test Beds (GSTB-V2) in Kampagnen bearbeitet, um eine Lösung für das terrestrische Referenzsystem für den Dienst zur Verfügung zu stellen. Besonderer Wert wird dabei auf die Verbindung zum ITRF und zu anderen geodätischen Techniken wie VLBI und SLR gelegt, um die Konsistenz des GTRF zum ITRF2005 zu erfüllen. Seit September 2008 wird ein sechsmonatiger Test des operationellen Betriebes des Dienstes durchgeführt. Hauptaugenmerk wird dabei auf den termingerechten Ablauf unter Einhaltung der Genauigkeitsanforderungen gelegt.

3.2.8 Echtzeitnahe Parameterschätzung

Durch die Hinzunahme neuer Stationen wurde das Netz der Nahezu-Echtzeit-Prozessierung (NRT -Near Real Time) bis zu 100 Stationen erweitert (Abb. 3.2.8-1). Die Auswertung der Daten wird mit Berner GNSS-Software (Version 5.0) durch die Einbeziehung des Ultra-Rapid-Orbits und der Clock-Parameter des IGS durchgeführt. Für die Zuverlässigkeit und bessere Genauigkeit der geschätzten Troposphärenparameter und Stationskoordinaten werden zusätzlich zu den Daten der letzten Stunde auch die Daten der vorangegangenen drei Stunden in die Auswertung einbezogen. Die numerische Auswertung der Daten dauert zurzeit je nach Volumen der Daten und der Datenqualität ca. 20 bis 40 Minuten.

Die mit NRT berechneten bzw. geschätzten Werte der Zenit-Total-Verzögerung werden weiterhin auf Stundenbasis in die Resultate des EUMETNET (Network of European Meteorological Services) für das Wasserdampfprogramm des Wettervorhersageservices integriert (E-GVAP). Die E-GVAP (http://egvap.dmi.dk) bietet den Nutzern als Produkt IWV (Integrated Water Vapour)Karten für Europa, Deutschland und England an.

Die Überwachung der Stationspositionen findet durch die stundenweise Berechnung der aktuellen Koordinaten der Stationen statt. Die echtzeitnahe Koordinatenberechnung mit Ultra-Rapid-Orbits des IGS eignet sich insbesondere für die Bestimmung von Positionsänderungen der Stationen größer als 2 cm. Die Größe der Koordinatenschwankungen bestimmter Stationen im Netz aufgrund starker Wetteränderungen am gleichen Tag oder aufgrund anderer lokaler Effekte, wie z.B. Multipath-Effekt, werden untersucht (Abb. 3.2.8-2). Zusätzlich fließen die Resultate der Stundenlösungen der NRT weiterhin in die Kombination der SINEX-Dateien der Stundenlösungen ein, die im Rahmen des EPN beim BKG implementiert werden.

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3.3 Nationale Referenzsysteme Höhe

Das Aufgabengebiet des Referates „Nationale Referenzsysteme – Höhe“ umfasst die Realisierung von Höhenreferenzsystemen im nationalen und europäischen Rahmen, die Bestimmung dazu konsistenter regionaler Schwerefeld-und Quasigeoidmodelle sowie die Bereitstellung von Informationen über europäische Koordinatenreferenzsysteme und über geodätische Beobachtungssysteme. Am geodätischen Referenznetz GREF beteiligt sich das Referat durch den Betrieb und die Wartung der GNSS-Stationen, die Anlage und die Beobachtung geodätischer Sicherungsnetze sowie den Höhenanschluss der Stationen an das Höhenfestpunktfeld.

Das Quasigeoidmodell GCG05 (German Combined (Quasi) Geoid 2005) konnte durch die Fertigstellung eines zusätzlichen Teils um den Bereich der südlichen Ostsee erweitert werden. Zur weiteren Verbesserung der Datengrundlage für die Quasigeoidmodellierung wurden aerogravimetrische Befliegungen im Bereich der Nordsee und in Süddeutschland in Zusammenarbeit mit dem Dänischen Raumfahrtzentrum (DNSC), dem GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) organisiert und durchgeführt.

Die Arbeiten am europäischen Höhenreferenznetz EVRF2007 (European Vertical Reference Frame) wurden abgeschlossen. Das EVRF2007 wurde auf dem EUREF-Symposium 2008 in Brüssel der Europäischen Kommission als Grundlage für die Realisierung eines einheitlichen Höhenbezuges von Geoinformationen in Europa empfohlen.

Das BKG beteiligte sich an der deutschlandweiten GNSS-Kampagne der AdV mit einem Messtrupp. Über einen Zeitraum von sechs Wochen wurden durch insgesamt 34 Messtrupps 250 Stationen je 2 mal 24 Stunden beobachtet. Die GNSS-Kampagne wurde im Rahmen der Erneuerungsarbeiten am Deutschen Haupthöhennetz geplant und dient u.a. der Bestimmung von GNSS-/Nivellementspunkten für die Realisierung zukünftiger Quasigeoidmodelle.

3.3.1 Höhenbezugssysteme

Als eine von zwei Rechenstellen zur Auswertung der Nivellements beteiligte sich das BKG an den Arbeiten zur Erneuerung des Deutschen Haupthöhennetzes (DHHN). In Abstimmung mit den Ländern führte die Rechenstelle am BKG die Laufendhaltung des Netzentwurfes des DHHN einschließlich der DHHN-internen Liniennummerierung fort. Mit Stand April 2008 wurde das Netz durch optional gemeldete Nivellementslinien von ursprünglich geplanten 14.100 km auf 21.000 km erweitert. Dies entspricht ca. 80% der Linien des DHHN92. Ebenfalls mit Stand April 2008 wurde eine Erhebung der bereits durchgeführten Nivellements in den einzelnen Bundesländern durchgeführt. Mit 7.658 km wurden bisher ca. 36% der geplanten Linien nivelliert (Abb. 3.3.1-1). Nicht für alle gemessenen Linien erfolgte bereits die vollständige Datenabgabe einschließlich der Koordinaten und Schwerewerte.

Die enge Zusammenarbeit mit der Rechenstelle NRW (Nordrhein-Westfalen) wurde fortgesetzt. Anhand eines Teilnetzes in Baden-Württemberg wurden Vergleiche zwischen den Lösungen der Softwarepakete beider Rechen-stellen durchgeführt. In den Ergebnissen der beiden Rechenstellen traten Differenzen im Mittel von 0,06 mm auf, die maximale Differenz lag bei 0,20 mm. Ursachen für diese Unterschiede wurden diskutiert und aufgedeckt.

Vom 26.5. -3.7.2008 fand eine deutschlandweite GNSS-Kampagne statt. Initiator war der Arbeitskreis Raumbezug der AdV, der auch die Konzeption und Vorbereitung dieses Großereignisses übernahm. Ziel der Messkampagne, die im Rahmen der Erneuerung des Deutschen Haupthöhennetzes (DHHN) durchgeführt wurde, ist die Einbindung des DHHN in ein zukünftiges, integriertes Raumbezugssystem. Als Synergieeffekt entsteht dabei gleichzeitig die Grundlage für ein bundesweit einheitliches geodätisches Grundnetz, das die Zusammenführung der Bezugssysteme (Lage, Höhe und Schwere) in einer Gruppe von Punkten realisiert. Durch die epochengleiche Bestimmung der physikalischen Höhe, der Position und der Schwerebeschleunigung werden an den Messpunkten genaue Informationen für die Schwerefeld-und Geoidmodellierung ermittelt, die u.a. zur Verbesserung der Gebrauchshöhenbestimmung in Deutschland benötigt werden.

Bei dieser ersten bundesweiten Kampagne seit 1991 wurden durch den Einsatz der vorhandenen Satellitenpositionierungssysteme GPS und GLONASS eigens vermarkte Punkte in Lage und Höhe mit höchster Genauigkeit bestimmt. Neben den Ländern beteiligte sich das BKG mit einem eigenen Messtrupp und unterstützte das Vorhaben darüber hinaus durch die Bereitstellung von Messgeräten. In den drei durchgehenden 11-tägigen Zyklen waren die insgesamt 34 Messtrupps innerhalb des Bundesgebietes regional konzentriert unterwegs. Zur Sicherung des straffen Zeitplanes wurden die modernen Möglichkeiten von digitaler Routenplanung, GPS-gestützter Navigation, Mobilfunk und mobiler Online-Übertragung der Messdaten konsequent genutzt. An den insgesamt 18 Messpunkten, die jedes Team besetzte, wurden synchron jeweils 24-stündige Messungen durchgeführt. Bundesweit wurden so 250 Punkte bestimmt (Abb. 3.3.1-2). Dabei wurde jeder dieser Punkte 2-bis 3fach von jeweils verschiedenen Trupps besetzt.

Die für das Jahr 2007 geplante Realisierung des europäischen Höhenreferenzsystems EVRS (EVRF2007) wurde im Mai 2008 fertiggestellt. Grund für die Verzögerung waren neue Datenlieferungen von wiederholt gemessenen Nivellementsnetzen 1. Ordnung in der Slowakischen Republik, Portugal, Litauen und Polen. Im Unterschied zum EVRF2000 wurde das EVRF2007 nicht nur auf einem Referenzpunkt gelagert, sondern auf mehreren in Europa verteilten stabilen Punkten. In die freie Netzausgleichung wurden 13 Datumspunkte mit ihrer Höhe aus dem EVRF2000 eingeführt. Die Punkte wurden aus den Vorschlägen der am UELN (United European Levelling Network) beteiligten Länder ausgewählt.

Entsprechend der Definition des EVRS und in Übereinstimmung mit der IAG-Resolution von 1983 wurden die Nivellementsdaten auf das zero tidal-System reduziert. Mit Hilfe des von der Nordischen Geodätischen Kommission (NKG) bereitgestellten Modells NKG2005LU der postglazialen Landhebung wurden die gemessenen Höhenunterschiede auf die gemeinsame Epoche 2000 reduziert. Dabei wurden im Gegensatz zum EVRF2000 nicht nur die Daten von Skandinavien reduziert, sondern alle Messungen, die im Gültigkeitsbereich des Modells liegen.

Das betrifft die Messungen von Finnland, Norwegen, Schweden, Dänemark, den Niederlanden, Polen, Estland, Lettland, Litauen sowie den Norden Deutschlands.

Im Mai 2008 wurden in Vorbereitung des EUREF-Symposiums ein Bericht über die Ausgleichung und die vorläufigen Ergebnisse an alle beteiligten Länder übergeben. Auf dem EUREF-Symposium 2008 in Brüssel wurde das EVRF2007 als neue Realisierung des EVRS (European Vertical Reference System) angenommen und der Europäischen Kommission als einheitlicher Höhenbezug für Geoinformation in Europa empfohlen.

Für das EVRF2000 existierte keine Übereinkunft über den Datenaustausch zwischen den teilnehmenden Ländern. Deshalb erhielten die einzelnen Länder nur die Ausgleichungsergebnisse für die auf ihrem Territorium liegenden Punkte. Auf dem EUREF-Symposium in Brüssel wurde die Übereinkunft erzielt, die ausgeglichenen geopotentiellen Koten und Normalhöhen des EVRF2007 allen teilnehmenden Länden zur Verfügung zu stellen. Die endgültige Übergabe der Ergebnisse an alle Teilnehmerländer erfolgte am 19.12.2008.

Die Arbeiten zur Weiterentwicklung des europäischen Höhennetzes und der Laufendhaltung und Pflege der UELN-Datenbank werden fortgeführt.

3.3.2 Bestimmung regionaler Schwerefeld-und Geoidmodelle

Die Neuberechnung eines Quasigeoidmodells für den Bereich der deutschen Ostseeküste wurde abgeschlossen. Das Modell wurde im Juli 2008 in den Produktkatalog des BKG aufgenommen und dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie zur Verfügung gestellt. Gegenüber dem Modell GCG05 wurden zur Berechnung folgende Daten zusätzlich in die Berechnung einbezogen:

vom LVA (Landesvermessungsamt) Schleswig-Holstein übergebene neue Schweremessungen, welche die bestehenden Messungen in weiten Teilen erheblich verdichten,

Schweredaten aus der aerogravimetrischen Vermessung BalGRACE2006 (GRACE -NASA Gravity Recovery And Climate Experiment),

Zusätzliche GPS/Nivellementspunkte aus Dänemark bzw. aus Altimeterbeobachtungen abgeleitete GPS/Nivellementsdaten im Meeresbereich,

Verwendung des DGM-D mit einer Gitter-weite von ca. 20x30 m als Basis für die topografische Reduktion der Schweredaten bzw. GPS/Nivellementspunkte,

Gegenüber früheren Modellen zeigt ein Vergleich an 165 aus Altimeterbeobachtungen eingeführten Punkten im Ostseebereich eine deutliche Verringerung der Standardabweichung von 2,2 cm auf 1,2 cm.

Das Modell für das Quasigeoid im Bereich der deutschen Ostseeküste ist eine Kombinationslösung zwischen dem Ansatz zur Quasigeoidbestimmung des IfE (Institut für Erdmessung ) der Universität Hannover und einer Lösung des BKG, die auf verschiedenen Punktmassenapproximationen basiert. Dabei wird das regionale Residualfeld, das man aus einer vorausgehenden Reduktion der topographischen Effekte und eines langwelligen globalen Schwerefeldmodells erhält, durch ca. 22.000 Punktmassen in 5 km, 30 km und 200 km approximiert. Alternativ wurden erstmals Modelle unter Einbeziehung einer deutlich größeren Anzahl von Punktmassen (ca. 65.000 Punktmassen) berechnet, die – gespiegelt zum Abstand der Beobachtungspunkte zu einer Referenzfläche – verteilt sind und eine räumlich etwas höhere Auflösung des modellierten Schwerefeldes erlauben. Die Veränderungen zu den herkömmlich abgeleiteten Quasigeoidhöhen betragen anhand der Differenzen in 68.000 gegitterten Kontrollpunkten im RMS (Root Mean Square) etwa 2 cm.

Zur weiteren Verbesserung der gravimetrischen Datenbasis für die Geoid-und Schwerefeldmodellierung wurde in Kooperation mit dem Dänischen Raumfahrtzentrum (Danish National Space Center, DNSC) eine weitere aerogravimetrische Vermessung (NorthGRACE-2007) durchgeführt, die im Juni 2007 vorwiegend in der Nordsee und im Grenzbereich zu Dänemark stattfand. Zum Einsatz kamen zwei LaCoste&Romberg Gravimeter: 1) das S99 der Universität Bergen in Norwegen und 2) das S-124 des GeoForschungsZentrums Potsdam. Beide Messsysteme wurden an Bord des Flugzeuges des Typs „Beechcraft KingAir B200“ installiert.

Aus den insgesamt geflogenen ca. 12.000 Flugkilometern konnten aus einem sehr großen Teil der Messdaten trotz z.T. ungünstiger Witterungsverhältnisse Schwereanomalien mit einer Genauigkeit von besser als 2 mGal abgeleitet werden. Diese Genauigkeit ergab sich aus einer Kreuzungspunktanalyse sowie aus einem Vergleich der gewonnen aerogravimetrischen Messungen mit existierenden terrestrischen und seegravimetrischen Daten. Wegen einer Vielzahl gewittriger Wetterfronten während der Kampagne NorthGRACE-2007 konnten aber diese Genauigkeiten nicht auf allen Messprofilen erzielt werden. Aus diesem Grund wurden fast alle kritischen Tracks, die starke Turbulenzen während der NorthGRACE2007-Kampagne aufwiesen, im Februar 2008 während der Aerogravimetrie-Kampagne NorthGRACE-2008 vom DNSC unter Beteiligung des BKG bei exzellenten Flug-und Witterungsbedingungen nochmals beflogen. Entlang überlappender Profile aus beiden Kampagnen (NorthGRACE-2007 und NorthGRACE-2008) ergab sich eine sehr gute Übereinstimmung der abgeleiteten Schwereanomalien. So wurde

z.B. im Fehmarn Belt ein RMS zwischen den Schwereanomalien beider Vermessungen von 1,2 mGal erzielt, in der Elbemündung sogar 0,8 mGal.

Die Ergebnisse beider Befliegungen im Bereich der Nordseeküste fließen ebenso wie ein auf der Basis des DGM-D und von Bathymetriemodellen (GEBCO (General Bathymetric Chart of the Ocean) und BSH (Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie)) abgeleiteten europaweiten Geländemodells in die Berechnung eines Geoidmodells für den Bereich der deutschen Nordsee Ende 2008 ein.

Im Sommer 2008 wurde mit der Vorbereitung einer weiteren aerogravimetrischen Messkampagne im Bereich der deutschen Alpen begon-nen (Abb. 3.3.2-2). Diese Kampagne wird in Zusammenarbeit mit dem GeoForschungs-Zentrum (GFZ) Potsdam sowie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Hannover durchgeführt.

Die Vermessung erfolgte mit einer Maschine dienen, in welchem die Differenzen in den des Typs Beechcraft Queen Air B88 im Zeit-beiden Modellen (IfE und BKG), die dem raum 22.09.-18.10.2008. GCG05-Quasigeoidmodell zugrunde liegen, am größten sind.

3.3.3 Geodätische Informationssysteme

Neben der ständigen Aktualisierung der Informationen im webbasierten internen Informationssystem für das GREF-Netz wurden die Funktionalitäten weiter verbessert. Insbesondere für Hardwareinformationen der GREF-Stationen wurde eine Datenbank geschaffen, deren Inhalte dann sofort im Web verfügbar sind, und die auch andere Ausgabeformen wie z.B. Gesamtübersichtlisten zulässt.

Die BKG-Webseiten für die Höhenreferenzsysteme wurden überarbeitet und entsprechend den neuen Arbeitsergebnissen aktualisiert. Es wurde eine Unternavigation für eine bessere Strukturierung eingeführt und es wird an der Realisierung einer Onlineberechnung von Geoidhöhen für Einzelpunkte gearbeitet.

Die IAG-Subkommission für die europäischen Koordinatenreferenzsysteme EUREF diskutiert derzeit eine neue Bestimmung des Koordinatenreferenzsystems ETRS89 auf Basis des jeweiligen ITRFs. Um eine mögliche Lösung zu finden, wurden umfangreiche Transformationsvarianten mit Ableitung von Parametern und deren zeitlichen Veränderungen berechnet und für die Diskussion in den Gremien entsprechend aufbereitet.

Im Rahmen der geodätischen Informationssysteme wurden Aufgaben im Bereich der Georeferenzierung bearbeitet. Weiterhin wurden Anfragen von Behörden, Firmen, Institutionen und Privatpersonen zu Koordinatensystemen und Transformationen beantwortet. Dabei wurden z.B. Informationen zu Unterschieden zwischen Koordinatenreferenzsystemen, zu Azimut und Entfernungsberechnungen, zu Formeln für Koordinatenkonvertierungen als auch Meinungen zu einem Referenzsystemerlass abgegeben.

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3.4 Nationale Referenzsysteme Schwere

Die Arbeiten des Referats G4 dienen der Realisierung des Deutschen Schwerereferenzsystems und seiner Einbindung in das europäische und das internationale Bezugssystem. Das BKG stellt hiermit den nationalen Schwerestandard sicher. Es setzt für diese Aufgaben Messungen mit Supraleitenden Gravimetern (SG) an festen Standorten und Beobachtungen mit transportablen Absolutgravimetern (AG) an wechselnden Orten ein. Mit den Beobachtungen der Absolutgravimeter wird die Schwerebeschleunigung am Messort für eine Messepoche ermittelt und in SI-Einheiten angegeben. Die erzielbare Messgenauigkeit der Absolutschweremessungen liegt bei 20-30 nm/s² (FG5-Absolutgravimeter). Mit den SG werden die zeitlichen Variationen der Schwerebeschleunigung mit einer deutlich höheren Auflösung (ca. 0,1 nm/s²) bestimmt. Sie dienen damit zur Ergänzung der Schwerebestimmung und Untersuchung zeitabhängiger gravimetrischer Effekte und ermöglichen die Untersuchung von Umgebungseinflüssen, die Entwicklung von Korrekturmodellen und eine Verknüpfung mit anderen Beobachtungsgrößen. Wegen ihrer Sensitivität gegenüber Höhen-und Massenänderungen gewinnen die gravimetrischen Messungen eine besondere Bedeutung bei der Überwachung der Stabilität des Höhensystems und bei Untersuchungen von hydrologisch bedingten Veränderungen der Umwelt.

Flächenhaft bestimmte Schwerewerte fließen in die Verbesserung der Geoidmodelle ein, die die Höhenbezugsfläche der Landesvermessung bilden. Für die Messungen zur Stützung und Homogenisierung der gravimetrischen Datenbasis werden seit wenigen Jahren auch die Feld-Absolutgravimeter A10 (Messgenauigkeit 100 nm/s²) erfolgreich genutzt.

3.4.1 Deutsches Schwerereferenznetz

GREF

Bad Homburg und Moxa (Universität Jena).

Die Messungen erfolgten mindestens zweimal Auf Stationen des integrierten geodätischen pro Jahr und ermöglichen hiermit die Überwa-Festpunktnetzes in Deutschland (GREF) wurchung der Eichfaktoren und instrumentellen den Erstmessungen mit einem FG5 Absolut-Driften der SG. Durch die Verknüpfung der gravimeter in Hof und in München sowie eine AG-und SG-Daten lassen sich instrumentelle erste oder zweite Wiederholungsmessung in Nullpunktdriften des SG und säkulare Schwe-Leipzig, Gorleben, Göttingen, Warnemünde reänderungen an der Station voneinander und Hörnum durchgeführt. Die absoluten trennen. Schweremessungen werden bei Bedarf durch die Bestimmung des vertikalen Gradienten und durch Höhenanschlussmessungen ergänzt.

GOCE-Gravitationsfeldanalyse II (GOCE GRAND II)

Das Projekt „GOCE-Gravitationsfeldanalyse II“ (GOCE-GRAND II) wird im Rahmen des Sonderprogramms „Geotechnologien“ gemeinsam mit anderen deutschen Partnern bearbeitet. Das Akronym GOCE steht für „Gravity Field and steady-state Ocean Circulation Explorer“ eine Satellitenschwerefeldmission der ESA. Ziel des BKG-Projektbeitrags ist die Überprüfung und Verbesserung vorhandener Schweredaten in Deutschland und hierauf aufbauend die Kombination terrestrischer Geoidmodelle mit Satellitenschwerefeldmodellen sowie eine Validierung der Ergebnisse. Hierbei ergänzen die terrestrischen Schweremessungen die Satellitenschwerefeldmodelle um kurzwellige Anteile des Geoids (Grad und Ordnung >250). Seit Sommer 2006 wurden mit dem Absolutgravimeter A10-012 bundesweit Messungen auf 100 Feldstationen des Schwerefestpunktfeldes zur Überprüfungen der vorhandenen terrestrischen Daten durchgeführt und im September 2008 abgeschlossen. Zur Absicherung der Messgenauigkeit fanden regelmäßige Vergleiche auf der Referenzstation in Bad Homburg statt.

Die Ergebnisse der Feldmessungen sind dazu geeignet, die am BKG vorhandene Schweredatenbasis zu untersuchen. Diese Datenbasis stellt die Grundlage der Berechnung eines Quasigeoidmodells für Deutschland dar. Auf Grundlage der nun vorliegenden Absolutschweremessungen wird die Homogenität der Daten unterschiedlicher Herkunft, Messverfahren und Genauigkeit geprüft. Systematische Unterschiede im Niveau können dadurch aufgedeckt und beseitigt bzw. eine Strategie zur Gewichtung innerhalb der Datenbasis abgeleitet werden. Das Projekt GOCE GRAND II wird unter Förderkennziffer 03F0422A vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Sonderprogramm Geotechnologien gefördert.

Weitere Einsätze der A10-Absolutgravimeter

Das BKG nutzt zwei Absolutgravimeter A10 für seine absoluten Schweremessungen auf Außenpunkten. Zusätzlich zu den bereits oben beschriebenen Messungen im Rahmen des GOCE GRAND II-Projekts wurden folgende Messkampagnen durchgeführt:

Überprüfung der Gravimeter-Eichlinie im Taunus mit dem A10-012 auf vier Stationen; die Arbeiten wurden gemeinsam mit der Technischen Universität Darmstadt,Institut für Physikalische Geodäsie, durchgeführt.

Wiederholungsmessungen auf zwei Punkten der Zugspitz-Eichlinie

Vergleichsmessungen zwischen A10-012 und dem neu ausgelieferten A10-019 des „Danish National Space Institute“ auf zwei Absolutstationen in Kopenhagen.

Referenzstation Bad Homburg

Die Station Bad Homburg zeichnet sich dadurch aus, dass parallel zum kontinuierlichen Betrieb von Supraleitenden Gravimetern die Möglichkeit besteht, auf weiteren Messpfeilern absolute Schweremessungen durchzuführen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Station zur Überwachung und zum Vergleich der im BKG eingesetzten Absolutgravimeter FG5 und A10 und als regionale Vergleichsstation auch für Absolutgravimeter anderer Institutionen zu nutzen.

Die Station ist zum einen Bestandteil des globalen Netzes der Supraleitenden Gravimeter (GGP – Global Geodynamics Project), zum anderen auch Teil der integrierten geodätischen Referenznetze GREF (German GPS Reference Network) und ECGN (European Combined Geodetic Network) und deshalb mit einem permanenten GPS-Empfänger ausgestattet sowie an das Haupthöhennetz angeschlossen. Datenreihen von zwei Grundwasserpegeln sowie Niederschlagsmessungen liefern Informationen über hydrologische Veränderungen im Stationsumfeld. Mit dieser messtechnischen Ausstattung sind die Voraussetzungen für nähere Untersuchungen zu Massenänderungen sowie zur Kombination von gravimetrischen und geometrischen Messdaten gegeben.

Im Februar 2008 wurde das Supraleitende Gravimeter SG-30 nach Erneuerung des Dewar-Gefäßes und Kühlsystems wieder in Betrieb genommen, wodurch sich die Energie-kosten um etwa 80% reduzierten. Durch den Parallelbetrieb mit Gravimeter SG-44 wurde eine durchgehende Aufzeichnung der Schwerevariationen ermöglicht und zusätzlich kann das Driftverhalten beider Gravimeter vor und nach dem Umbau des SG-30 analysiert werden.

Gravimeterstation Wettzell

In Kooperation mit Sektion 5.4, Ingenieurhydrologie des Helmholtz-Zentrums Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum – GFZ wurden die umfangreichen hydrologischen Untersuchungen im Umfeld des Gravimeterstandorts in Wettzell fortgeführt. Mit Hilfe von mehreren neuen Grundwassermessstellen, geoelektrischen Profilen, einem Netz von Bodenfeuchtesensoren sowie Abflussmessungen werden lokale Änderungen im Wasserspeicher präzise erfasst und modelliert. Die daraus resultierenden Massenvariationen werden mit dem Residualsignal des Supraleitenden Gravimeters verglichen und ermöglichen einerseits die Validierung der hydrologischen Modellierung und andererseits die Untersuchung zeitvariabler Schwereeffekte, insbesondere im Hinblick auf die Validierung der Satellitenschwerefeldmodelle der Missionen GRACE und zukünftig GOCE.

Weiterhin erfolgte die Planung eines neuen Gravimetergebäudes im Bereich des Geodätischen Observatoriums als Ersatz für das bestehende Haus, das zu nahe am geplanten Standort für das neue Twin-Radioteleskop steht. Die Messungen im bisherigen Gravimetergebäude werden zunächst fortgesetzt, um die hydrologischen Untersuchungen weiter zu unterstützen und die Auswirkungen durch den Neubau der beiden Teleskope erfassen zu können.

Planung eines neuen Gebäudes für das Gravimeter

Da während der Bauarbeiten der Twin-Teleskope (2009 -2011) und wahrscheinlich auch während der Betriebsphase aufgrund der Nähe zum bestehenden Gravimeterhaus mit Störungen der Gravimeterregistrierung zu rechnen ist, war der Bau eines neuen Gebäudes für das supraleitende Gravimeter notwendig. Dies wird in einem ruhigen Bereich der Station in der Nähe des Laserkreisel-Untergrundlabors errichtet. Der am 29.09.2008 begonnene Bau soll noch im gleichen Jahr fertiggestellt werden, um mit einer Parallelregistrierung noch vor dem Bau der Teleskope zu beginnen.

3.4.2 Beitrag zum Internationalen Schwerereferenzsystem

Internationale Vergleichskampagne für Absolutgravimeter ICAG 2007

Im November 2007 erfolgte eine erneute regionale Vergleichskampagne in der Station Walferdange (Luxemburg) des „European Centre for Geodynamics and Seismology“ (ECGS), an der insgesamt 21 Absolutgravimeter aus Europa und China eingesetzt wurden. Das Ergebnis des BKG-Messinstruments FG5101 stimmt im Rahmen der Messgenauigkeit mit dem Mittel der Messinstrumente überein. Damit wird der nationale Schwerestandard gegenüber der internationalen Referenz bestätigt.

ECGN – European Combined Geodetic Network

Um die Einbindung des Deutschen Schwerereferenzsystems in das Europäische Terrestrische Referenzsystem zu sichern und zeitabhängige Einflüsse des Systems Erde auf die Höhenkomponente im Rahmen der steigenden Messgenauigkeit erfassen und abschätzen zu können, erfolgten Schweremessungen auf ausgewählten Stationen in Europa.

Das europäische Gemeinschaftsprojekt „European Combined Geodetic Network ECGN“, unter dem Dach von EUREF und der Internationalen Association für Geodäsie (IAG) verfolgt das Ziel, ein integriertes kinematisches Referenznetz höchster Genauigkeit in Europa aufzubauen. Die geometrischen Verfahren (Präzisionsnivellement, GNSS-und Meeresspiegelbeobachtungen) werden mit den physikalischen Verfahren (absolute Schweremessungen und Messungen der Supraleitenden Gravimeter) auf den Stationen kombiniert und ermöglichen so die unabhängige Überprüfung von Änderungen der Höhenkomponente. Absolute Schweremessungen hierzu erfolgten neben den bereits genannten Stationen Wettzell, Moxa, Bad Homburg, in Medicina und Bologna sowie auf einem Stationsnetz im Bereich von Treviso (Italien). Für das letztgenannte Stationsnetz wurde nach insgesamt acht Messkampagnen der Abschlussbericht vorgelegt.

Station Medicina

An der Station Medicina (Italien) wurde inzwischen eine gravimetrische Zeitreihe von 11 Jahren Länge erreicht. Die Beobachtungen dienen der Validierung der vertikalen Bewegungskomponente, die mittels der geometrischen geodätischen Messsysteme GPS, VLBI, und InSAR ermittelt werden, sowie der Untersuchung von Umwelteinflüssen durch Atmosphäre und Hydrologie auf gravimetrische Sensoren (AG und SG). Die Untersuchungen führten zu verbesserten Modellansätzen und Erkenntnissen über die Zusammenhänge zwischen geometrischen und physikalischen Messgrößen.

TIGO in Concepcion (Chile)

Am Standort der Fundamentalstation TIGO in Concepcion (Chile) registriert seit November 2002 das supraleitende Gravimeter RT-C038. Die Parallelregistrierung von Supraleitendem Gravimeter und Absolutgravimeter FG5-227 wurde 2008 wegen notwendiger Wartungsund Umbaumaßnahmen an beiden Gerätesystemen unterbrochen.

Zur Bestimmung von Maßstab und Nullpunktdrift des Supraleitenden Gravimeters wurden seit Mai 2006 wöchentliche Absolutschweremessungen mit dem Absolutgravimeter FG5227 des BKG durchgeführt. Durch die Verknüpfung absoluter und supraleitender Schwe-

GGP – Global Geodynamics Project

Mit den Beobachtungsreihen der vier Supraleitenden Gravimeter des BKG in Wettzell, Bad Homburg, Medicina (Italien) und Concepcion (Chile) trägt das BKG zum internationalen Dienst des „Global Geodynamics Project GGP“ bei (http://www.eas.slu.edu/GGP/ggphome.html) .

Die Messdaten aller Stationen werden im Routinebetrieb überprüft, vorverarbeitet und dann als Rohdaten und als korrigierte Datensätze in die GGP-Datenbank eingestellt.

DFG Schwerpunktprogramm „Massentransporte und Massenverteilung im System Erde“ – Projekt TASMAGOG

Gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ und der Friedrich-Schiller-Universität Jena wurde das Projekt „Temporal and spatial multiscale assessment of mass transport by combination of gravity observations from GRACE and terrestrial stations“ -TASMAGOG im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms „Massentransporte und Massenverteilung im System Erde“ weitergeführt. Aus der Kombination der kontinuierlichen Registrierungen Supraleitender Gravimeter der europäischen Stationen des „Global Geodynamics Project“ (GGP) mit Absolutschweremessungen werden hochgenaue und zuverlässige terrestrische Schwerefeldvariationen abgeleitet, die denen aus der Satellitenmission GRACE gegenübergestellt werden. Da die Ursache dieser Variationen in erster Linie (hydrologische) Massenvariationen sind, liefert dieses Projekt wertvolle Hinweise zur Validierung und Optimierung der Ergebnisse der GRACE-Prozessierung, insbesondere im Hinblick auf die Auswahl geeigneter Filtertechniken. Besondere Herausforderungen liegen hierbei in der Überwindung der unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Auflösung beider Messsysteme sowie der korrekten Einschätzung und Modellierung lokaler (hydrologischer) Massenvariationen auf den jeweiligen Stationen.

Das BKG wird für das Projekt TASMAGOG von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unter der Referenznummer IH 19/4-1 gefördert.

Tabelle 3.4.2 Beitrag des BKG zur Datenbank des „Global Geodynamics Project – GGP“

Gravimeter	Rohdaten (*00.GGP)	Korr. Daten (*01.GGP)	Korr. Daten (*02.GGP)	Logfiles (*.LOG)	Grundwasser etc. (*.AUX)
SG-29 Wettzell	11/98 – 04/07	04/01 – 12/03		03/01 – 02/07	10/98 – 12/06
SG-30 Bad Homburg	02/01 – 04/07		02/01 – 04/06	02/01 – 04/07	02/04 – 07/08
SG-23 Medicina	01/98 – 12/03 05/06 – 08/07	01/98 – 03/08		01/98 – 06/07	01/98 – 06/08
RT-38 TIGO Chile	12/02 – 06/08		12/02 – 05/05	01/03 – 08/07	12/02 – 06/08

(Zeiträume in Monat/Jahr)

Kombination der Absolutschweremessungen mit den Zeitreihen der Supraleitenden Gravimeter

Zur Kombination von episodischen absoluten Schweremessungen mit kontinuierlichen Zeitreihen der Supraleitenden Gravimeter (SG) wurde das Verfahren weiterentwickelt. Basierend auf unkorrigierten Einzelbeobachtungen (Freifallmessungen) eines oder mehrerer Absolutgravimeter (AG) mit den kontinuierlichen relativen Schweremessungen des SG ist eine strenge Ausgleichung nun für verschiedene SG-Sensoren und -Stationen simultan möglich. Neben der Bestimmung der Nullpunktdrift und Eichfaktoren für das SG konnte hierdurch auch die Prüfung der AG auf Konsistenz, Zu-

Datenbank für Absolutschweremessungen

Die Datenbank für die Absolutschweremessungen wurde weiterentwickelt und hat operationellen Status erreicht. In enger Zusammenarbeit mit dem BGI wurde das System auf zwei gespiegelten Servern in Toulouse (BGI) und Frankfurt (BKG) installiert. Neben einer Reihe von Verbesserungen in der web-basierten Benutzerschnittstelle (Abb. 3.4.3-2) wurde der Import von Prozessierungsergebnissen weiter optimiert und ermöglichte die Erweiterung des Datenbestandes um Daten für Kanada (NRCan), Frankreich und Taiwan (Universität Montpellier), Chile (IRD) sowie die Tschechische Republik (VuGTK).

Kombinierte Ausgleichung der Schwerezeitreihen für die Stationen Bad Homburg und Wettzell. Obere Reihe: Eingangsdaten, untere Reihe: Ergebnis der Ausgleichung. Restkurve der SG in schwarz, nach Driftkorrektur in rot; Symbole zeigen die Absolutschweremessungen

Laser-Vergleichseinrichtung

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Angewandte Physik der Technischen Universität Darmstadt wurde eine Laser-Vergleichseinrichtung weiterentwickelt und beim BKG in Betrieb genommen. Diese Messeinrichtung ermöglicht die einfach zu handhabende Überprüfung und Bestimmung der Kalibrationsparameter für den im A10 Gravimeter eingebauten Zwei-Moden-Laserstandard.

Eichung der Supraleitenden Gravimeter und Bestimmung der Instrumenteneigenschaften

Für eine unabhängige Bestimmung des Eichfaktors sowie der Frequenzübertragungseigenschaften der Supraleitenden Gravimeter wurde die beim BKG entwickelte Gravimeter-Eichplattform (vgl. Abb. 3.4.3-4) genutzt. Mit dieser Plattform werden sehr genau definierte zusätzliche Beschleunigungen auf das Messinstrument ausgeübt und aus dem Vergleich mit den Ausgangssignalen die Eichfunktion bestimmt. Zur Ermittlung der Filtereigenschaften des elektronischen Messsystems können zusätzliche elektrische Signale (Rechteck-oder Sinus-Sequenzen) induziert werden, mit deren Hilfe sich auch diese Eigenschaften genau dokumentieren lassen. Die Resultierenden Transfer-Funktionen sind auch Voraussetzung für die zukünftige Verwendung der SG-Daten in der Seismologie im Rahmen des IRIS-Netzwerkes ist.

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3.5 Geodätisches Observatorium Wettzell

Die Aufgaben des Geodätischen Observatoriums Wettzell umfassen im Wesentlichen die Bereiche der Datengewinnung zur Laufendhaltung der nationalen, europäischen und globalen Bezugssysteme, den Betrieb und die Weiterentwicklung der Messsysteme, die Entwicklung neuer Messsysteme sowie die Vertretung dieses Bereichs in internationalen Gremien. Im Einzelnen werden folgende Produkte bearbeitet:

Datengewinnung VLBI: Radiointerferometrische Messungen zu Quasaren (VLBI),

Datengewinnung SLR: Entfernungsmessungen zu künstlichen Satelliten und zu den Reflektoren auf dem Mond (SLR/LLR),

Datengewinnung GPS/GLONASS: Beobachtungen zu den Satelliten der Navigationssysteme GPS und GLONASS.

Ergänzend werden ortsbezogene Beobachtungen durchgeführt, die lokal-spezifische Informationen für die Raumverfahren liefern. Diese Arbeiten werden im Produkt „lokale Messdaten und fachspezifische Dienstleistungen“ erbracht. Hierzu zä

Zeit-und Frequenzmessungen zur Bereitstellung der Zeitskala und der Bezugsfrequenzen,
Messungen mit supraleitenden Gravimetern zur Erfassung örtlicher Schwereänderungen,
Aufzeichnung von Erdbeben mit Seismographen und Geodätische Messungen zur Bestimmung der Verbindungsvektoren zwischen den einzelnen Messsystemen und zur lokalen Stabilitätskontrolle.

Zum Verantwortungsbereich des Geodätischen Observatoriums Wettzell gehört das Transportable Integrierte Geodätische Observatorium (TIGO), das in Concepcion/Chile stationiert ist, und die German Antarctic Receiving Station (GARS) in O’Higgins/Antarktis (Abb. 3.5-1) . GARS wird gemeinsam vom BKG mit der Deutschen Agentur für Luft-und Raumfahrt (DLR) betrieben.

3.5.1 Datengewinnung VLBI

Für die Datengewinnung VLBI stehen das 20m-Radioteleskop des Geodätischen Observatoriums Wettzell (RTW), das 6m-TIGO-Radioteleskop in Concepcion (TIGO-VLBI-Modul) und das 9m – Radioteleskop O'Higgins (OHIG) zur Verfügung. Die damit gewonnenen radiointerferometrischen Messungen liefern Beiträge zur Laufendhaltung des raumfesten Bezugssystems (ICRF) und des erdfesten Bezugssystems (ITRF), sowie zur Ableitung von Erdrotationsparametern (EOP), die zur Transformation zwischen beiden Bezugssystemen benötigt werden. Beobachtet werden von Quasaren ausgesandte Mikrowellen in den Frequenzbereichen des S-und X-Bands. Die Zeitinformationen, wann die Signale eintreffen, werden gleichzeitig und als weitere Information auf die Datenträger aufgezeichnet. Durch Korrelation aller gleichzeitig beobachteten Daten werden die eigentlichen Messgrößen, die Laufzeitdifferenzen der Signale von den Quasaren zu den unterschiedlichen Stationen, ermittelt. Zur Korrelation betreibt das BKG gemeinsam mit dem Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR) und dem Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn (GIUB) einen MK5 Korrelator (BOCO).

Beobachtungen

Die Beobachtungsreihen R1 und R4, T2 und Europe, RD und RDV wurden im Berichtsjahr 2007-2008 mit entsprechendem Engagement durchgeführt, was eine Ausfallrate von unter 0,7 Prozent belegt. Die Anzahl der Int1Beobachtungen entspricht dem des Vorjahres. Neu war, dass die Int2-Beobachtungen mit Tsukuba weitgehend automatisiert ablaufen. Durch die Erhöhung der Internet-Bandbreite von 34 auf 622 Mbps konnte der Datendurchsatz wesentlich verbessert werden. Zusätzlich wurde eine neue Intensive-Reihe (Int3) ins Leben gerufen, die Wettzell mit den Partner-Teleskopen in Tsukuba und NyAlesund verbindet. Diese Intensive-Reihe wird nur am Montagvormittag durchgeführt und füllt die zeitliche Lücke zwischen den Int1-und Int2-Beobachtungen. Zusätzlich wird konsequent auf eVLBI und eine schnelle zeitliche Abwicklung der Korrelation geachtet. Erklärtes Ziel ist es, dass die Korrelationsergebnisse noch am selben Tag verfügbar sind, um eine fast Echtzeit-Bestimmung des Delta-UT1-Wertes zu realisieren. Erste positive Ergebnisse haben uns ermutigt, auf diesem Weg weiter zu gehen.

Das 20 m-Radioteleskop Wettzell und das TIGO-Radioteleskop in Chile führten im Berichtszeitraum die Messungen mit großer Zuverlässigkeit weiter. Kampagnenweise wurde mit dem Teleskop in O’Higgins (Antarktis) beobachtet. Die Beobachtungen wurden vom IVS koordiniert. Wöchentlich wiederkehrende Experimente (R1/montags, R4/donnerstags) dienen zur Bestimmung der Erdrotationsparameter (EOP), die die Rotationsachse im ICRF (Himmelspol) sowie im ITRF (Polbewegung) als auch Schwankungen der Rotationsgeschwindigkeit (DUT1) beschreiben. Monatlich wiederkehrende Experimente (T2/dienstags und E3/mittwochs) dienen zur Ableitung der Stationskoordinaten, insbesondere zur Bestimmung deren zeitliche Veränderungen als Folge der Kontinentalverschiebungen. R&D-(Research and Development) Messungen wurden durchgeführt, um Systematiken in der Messtechnik aufzudecken und um die Leistungsfähigkeit des Messverfahrens zu verbessern. Darüber hinaus finden zudem Serien mit regionalen Schwerpunkten statt, wie „EUROP“ oder „Antarktis“.

Tab.: Anzahl der Beobachtungsabschnitte des Wettzeller VLBI-Systems

Session	RTW
R1	52
R4	52
T2	6

RDV+R&D	16
EUROPE	6
Summe der 24h Sessions	132

SELENE-Sessions	18
INT1	245
INT2	105
INT3	35
Summe der INTENSIVE	385

Zusätzlich war das Radioteleskop Wettzell in das Projekt SELENE eingebunden, das von der japanischen Raumfahrtbehörde NASDA initiiert wurde. Das erklärte Ziel für das SELENE Forschungsprojekt ist die Untersuchung über den Ursprung, die Entwicklung und der Umgebung des Mondes und seiner Oberfläche in Verbindung mit den Wechselwirkungen von Sonne und Erde. Das genaue Schwerefeld des Mondes wird durch die Beobachtung der Umlaufbahnen zweier spezieller Satelliten VRAD und RSAT mit Hilfe differentieller VLBI-Messungen im S-und X-Band bestimmt. Dadurch lässt sich feststellen, ob sich große Massenansammlungen unter der Oberfläche befinden. Außerdem können durch Verteilung des Schwerefeldes Aussagen über die Entwicklungsgeschichte des Mondes getroffen werden.

Das Radioteleskop Wettzell ist intensiv in dieses Projekt mit eingebunden. Bislang wurden 18 Messkampagnen von Januar bis Juni 2008 erfolgreich absolviert. Die ersten Veröffentlichungen belegen die guten Ergebnisse der VLBI-Messungen, die im Picosekundenbereich liegen (S-Band Phase-Delay)

Im Rahmen des EXPReS-Projekts des 6. Rahmenprogramms der EU wurden eVLBI-Datentransfers zum JIVE-Korrelator in Dwingeloo vorgenommen. Mit der leider auf 90 Mbps begrenzten Kommunikationsinfrastruktur von Chile nach Europa wurden in verschiedenen Demonstrationen über 80 Mbps in der Datenübertragung erreicht.

Am 10.05.08 wurden zum ersten Mal eVLBI Fringes zwischen TIGO (6m) und Arecibo (300m) in Dwingeloo mit 32 und 64 Mbps registriert. Am 22.05.08 nahm TIGO als eVLBI-Partner für eine Live-Demonstration auf der Terena-Konferenz in Brügge teil. Hier wurden eVLBI-Beobachtungen von sechs Kontinenten in naher Echtzeit korreliert.

Entwicklungsarbeiten

Aufbau eines EVN-PC zur Datenübertragung per eVLBI zum Korrelator nach Bonn.

Zur indirekten oder direkten Übertragung von VLBI-Daten über das Internet wurde ein EVNPC aufgebaut und über ein VSIC-System in das bestehende Mk5A-System integriert. Mit Hilfe einer eigens entwickelten Software ist es möglich, das im FieldSystem-PC ablaufende Schedule gleichzeitig auch auf den EVN-PC zu übertragen und damit sowohl auf ein Mk5ASystem als auch auf den EVN-PC aufzuzeichnen. Der EVN-PC wird zur Übertragung der Int3-Daten benötigt, die noch am selben Tag vom Bonn-Korrelator transferiert und korreliert werden.

Die Internetanbindung an den DFN-Knotenpunkt Regensburg wurde durch ein Upgrade auf eine maximale Datenübertragungsrate von 622 Mbps erhöht. Ausführliche Tests mit der MPifR Bonn und dem Korrelator in Tsukuba haben eine nutzbare Bandbreite von über 500 Mbps ergeben. Die Ausfallsicherheit der Internet-Anbindung wurde durch die Anschaffung eines zweiten Routers deutlich erhöht.

Zur Erhöhung der Speicherkapazität wurden zwei zusätzliche Datenspeicher à sechs Terabyte in Betrieb genommen. Diese sind vor allem für die Zwischenspeicherung der Intensive (Int2 und Int3)-Daten, sowie für die Daten von R1-Beobachtungen vorgesehen.

In den letzten beiden Jahren wurden Zug um Zug unsere original Honeywell-Dewars systematisch verbessert. Angefangen vom Ersatz der Dichtungen, über die Verringerung des Wärme-Strahlungswiderstandes bis hin zum Einsatz neuer Ultra-Low-Noise Breitbandverstärker konnten wesentliche Verbesserungen erreicht werden. Beim Dewar No. 2 wird jetzt zusätzlich der Eingangs-Richtkoppler mit in das Kühlsystem integriert, was eine Verbesserung der X-Band-Systemrauschtemperatur um einige Grad Kelvin bringen soll.

Aufbau eines Teststandes für die Antriebsmotoren.

Zur Ermittlung der Antriebsparameter unserer Azimutmotoren wurde ein kleiner Motorteststand aufgebaut, der uns folgende Möglichkeiten bietet:

defekte Motoren können leichter erkannt und dann repariert werden

zwei Motoren können auf eine Antriebseinheit optimiert werden

Parametertest der angeflanschten Tachogeneratoren

Integration des DBBC in Verbindung mit Mk5B

Zum Ersatz der bereits in die Jahre gekommen analogen VLBI-Hardware wurde im November 2007 ein sogenannter Digitaler Base-BandConverter (DBBC) installiert und getestet. Die rein digitale Umsetzung des HF-Eingangssignals verspricht eine schnellere Datenrate bei verbesserter Datenqualität. Das System befindet sich jedoch noch in der Entwicklungsphase.

Bei TIGO-VLBI wurde als Entwicklungsarbeit durch den Doktoranden und TIGO-Mitarbeiter Sergio Sobarzo ein Multipath-Routing-Protokoll für eVLBI entwickelt. Er führte erfolgreich Tests der simultanen Datenübertragung über verschiedene Wege zur Erhöhung der nutzbaren Bandbreite durch.

TWIN Design

Das IVS hat sich im Jahre 2000 zum Ziel gesetzt, ein neues visionäres Konzept für die VLBI-Anforderungen der nächsten 20 Jahre zu erstellen. In einer eigens dafür ins Leben gerufene „Workinggroup 3“ wurde in der Zeit von 2000 bis 2006 eine Spezifikation für ein neues Design von Radioteleskopen und anderer VLBI-Hardware erstellt (VLBI2010). Das BKG hat sich auf Grundlage dieses Konzeptes dazu entschlossen, zwei Radioteleskope mit ca. 13,2 m Durchmesser zu bauen, die speziell für VLBI2010 konzipiert werden. Den besonderen Anforderungen (Breitbandiges Empfangssystem, schnelle Axial-Bewegungen, sehr hohe Verfügbarkeit), die an ein VLBI2010-Empfangssystem zu stellen sind, wird mit dem TWIN-Konzept Rechnung getragen. Ein erster Design-Entwurf für die TWIN-Teleskope liegt von der Herstellerfirma Vertex vor und wird von Seiten des BKG momentan geprüft.

Erkundung des Untergrundes

An den vorgesehenen Standorten für die beiden TWIN-Teleskope, das Betriebsgebäude und das neue Gravimetergebäude wurden im Juni 2008 insgesamt vier Bohrungen durchgeführt. Für den Standort des TTW-1 (Bohrung BK 11) ergab sich ein als günstig erachteter Untergrund, nämlich einen allmählichen Übergang von verwittertem zu massivem Fels. Demgegenüber zeigt der Standort des TTW-2 (Bohrung BK 13) abschnittsweise Bereiche von massivem Fels bis zu einer Tiefe von 9 m, darunter folgt eine mindestens 3 m mächtige Zone, in der z.T. nur noch sandiger Schlamm zutage trat. In der Tiefe 14 bis 17 m lieferte die Bohrung überhaupt kein Material. Vermutlich wurde das mürbe Gestein zerbohrt und durch die Bohrspülung vollständig abtransportiert. Da dieser Bereich für die Gründung des Teleskops als sehr ungünstig angesehen wird, wurden für die Standortfestlegung weitere Bohrungen angesetzt.

Diese im September 2008 durchgeführte Bohrserie (Bohrungen BK 15 bis BK 17) fanden in der Umgebung der Bohrung BK 13 statt und lieferten ebenfalls keine zufriedenstellenden Untergrundverhältnisse. Da bei den Punkten BK 16 und BK 17 wegen der geringeren Entfernung der Betrieb des WLRS durch das Twin-Teleskop zunehmend beeinträchtigt wird und gegenüber BK 13 kein deutlich besserer Untergrund vorhanden ist, wurde diese Entscheidung an das Staatliche Bauamt zur Prüfung durch einen Statiker übergeben.

Korrelator

Der vom BKG, dem Institut für Geodäsie und Geoinformation (IGG) an der Universität Bonn und dem Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) betriebene VLBI-Korrelator wird zu 50% für die IVS-koordinierten Beobachtungsprogramme, im Wesentlichen für IVS R1-, OHIG-, EUROPE-und der wöchentlich stattfindenden INTensive3-Beobachtungen eingesetzt. Die anderen 50% werden seitens des MPIfR für astronomische Beobachtungen genutzt. Der Korrelator ist mit acht MK5AStationen ausgerüstet, die noch die anfälligen „Station Units“ nutzen müssen. Gemeinsam mit dem MPIfR wurde der Korrelator um vier MK5B-Einheiten erweitert. MK5B erlaubt, die Station Units zu umgehen bzw. sie überflüssig zu machen. In einem weiteren Schritt werden die bereits eingesetzten MK5A-Einheiten auf MK5B umgerüstet. Es wurde eine 1GbpsInternetverbindung zum Korrelator gelegt, sodass nunmehr regelmäßig Beobachtungsdaten direkt per Internet zum Korrelator geschickt werden. Dies geschieht schon in Abhängigkeit der Internetverfügbarkeit für die an den Experimenten teilnehmenden Stationen. Die routinemäßige eVLBI-Übertragung wird immer mehr zu einem wichtigen Bestandteil der Korrelatorgruppe. Somit können zum Beispiel die wöchentlich beobachteten INTensive3-Beobachtungen in nahe Echtzeit korreliert werden. Der Korrelator wird damit den Anforderungen gerecht, die vom IVS im Rahmen des Zukunftskonzepts VLBI2010 vorgeben sind. Weiterhin wird an der Entwicklung und dem Ausbaus eines Softwarekorrelators gearbeitet, der schon am MPIfR aufgestellt wurde. Hier kooperieren bzgl. Entwicklung und Nutzung die beteiligten Institutionen mit entsprechenden Finanz-und Personalmitteln. Erste erfolgreiche Test mit einem INTensive3 wurden schon durchgeführt.

3.5.2 Datengewinnung SLR/LLR

Zur Datengewinnung SLR/LLR stehen das WLRS (Wettzell Laser Ranging System) und TIGO SLR-Modul zur Verfügung.

Beobachtungen mit WLRS und TIGO-SLR

Das Laserentfernungsmesssystem WLRS ermöglicht es, Entfernungen zu künstlichen Satelliten von 400 km bis zu 40 000 km zu messen. Es werden derzeit 25 Satelliten, die mit Reflektoren ausgerüstet sind, angemessen. Aufgrund der Stabilität des WLRS konnten genau wie in den Vorjahren über 6000 Passe beobachtet werden.

WLRS und TIGO-SLR konnten im Vergleich der ILRS-Stationen aufgrund der Qualität und der Anzahl der Messungen wieder einen der vorderen Plätze belegen.

Im Zeitraum Juli 2007 -Juni 2008 wurde mit insgesamt 3198 Satelliten-Pässen abermals ein neuer Jahresrekord des Datenaufkommens aufgestellt. Damit rangiert die Station zurzeit auf dem 10. Platz in der Produktivitätsstatistik des ILRS (siehe http://ilrs.gsfc.nasa.gov) . Die gemessenen Überflüge verteilen sich auf die unterstützten Satelliten wie folgt (in alphabetischer Reihenfolge): Ajisai (606 Pässe), BeaconC (11), Champ (22), ERS-2 (59), Envisat (122), Etalon-1 (29), Etalon-2 (37), GFO-1 (118), GIOVE-A (26), Glonass-95 (35), Glonass-102 (26), GPS-35 (15), GPS-35 (10) , Grace-A (39), Grace-B (19), Jason-1 (297), Lageos-1 (586), Lageos-2 (467), Larets (82), Starlette (411), Stella (138), TerraSAR-X (43). Die monatliche Statistik für den Berichtszeitraum ist in Abb. 3.5.2.-5 dargestellt. Alle Daten wurden lediglich im Infrarot-Kanal bei 847 nm Wellenlänge gemessen. Zweifarben-Messungen sind derzeit wegen verschleißbedingter Schäden an den Coudé-Prismen des Laser-Teleskops nicht möglich.

Ab Januar 2008 ergaben sich tiefgreifende personelle Veränderungen in der SLR-Gruppe. Aufgrund des Ausscheidens der UBB aus dem chilenischen Konsortium mussten die Mitarbeiter Roberto Aedo und Rodrigo Huillical das TIGO-Projekt verlassen. Die durch das Ausscheiden der Kollegen entstandenen Lücken im Beobachtungsplan konnten durch die Einstellung von sechs Studenten der UdeC als SLR-Beobachter geschlossen werden. Durch diese Maßnahme und das rechtzeitige Ausbilden der neuen Beobachter konnte die kontinuierliche Messbereitschaft gewährleistet werden.

Wartungsarbeiten am TIGO-SLR

Im Oktober 2007 wurde im SLR-System ein neuer Laser-Oszillator eingebaut, da das Originalteil sich im Betrieb als unzuverlässig in Bezug auf die Wellenlängenstabilität erwies (es kam zu spontanen Modensprüngen bei Temperaturschwankungen). Der neue Oszillator besitzt ein verbessertes Design mit einem zusätzlichen Fabry-Perot-Filter zur stabileren Wellenlängen-Filterung, sowie einen piezosteuerbaren Spiegel zur Synchronisation der Pulsfrequenz mit einem externen Frequenz-normal. Außerdem lässt sich die Emissions-Wellenlänge in einem Bereich von ca. 5 nm durchstimmen. Aufgrund eines Überlastungsschadens musste im Dezember 2007 der Ti:Saph-Kristall des regenerativen Verstärkers ausgewechselt werden. Beide Wartungsarbeiten konnten aufgrund der bei einem Justage-Kurs erworbenen Kenntnisse ohne technischen Dienst der Herstellerfirma vom TIGO-Personal durchgeführt werden. Gleiches gilt für den Wechsel des JEDI-Pumplasers, der nach zweijährigem Dauerbetrieb verschleißbedingt ausgetauscht werden musste. Der entsprechende Ersatzlaser war Ende 2006 beschafft worden.

Im Februar 2008 kam es zu einer Fehlfunktion im Event-Timer (ET) des SLR-Systems, die eine systematische Verfälschung der gemessenen Daten verursachte. Der ET musste daher nach Wettzell geschickt werden, um von Dr. Pierre Lauber repariert und generell überholt zu werden. Um die SLR-Messbereitschaft während der dreimonatigen Abwesenheit des Gerätes aufrecht zu erhalten, wurde vom TIGO-Personal der vor zwei Jahren außer Dienst gestellte Pico-Event-Timer des alten 10-Hz Systems wieder in Betrieb genommen. Durch eine Software-Anpassung des LabVIEW-Kontrollsystems konnte dabei sogar mit der hohen Repetitionsrate von 100 Hz gemessen werden. Allerdings ging durch die baubedingten Beschränkungen des alten ET etwa die Hälfte der Daten von jedem Überflug verloren. Seit Juni 2007 ist der ET von Dr. Lauber wieder in Concepcion im Betrieb.

Nach dem Einbau eines neuen Ti:Saph-Lasersystems konnte das TIGO SLR-Modul in Concepcion, Chile, seine Datenproduktivität auf seiner Grundwellenlänge von 847 nm signifikant verbessern. Jedoch hat dabei die Fähigkeit zur Zweifarben-Entfernungsmessung ständig abgenommen. Einer der Gründe dafür ist die Beschädigung der Beschichtungen der

optischen Komponenten, die während mehrerer Betriebsjahre beobachtet wurde. Zur Verbesserung der Übertragungseigenschaften und zwecks Rückkehr zum Zweifarbenbetrieb wurde beschlossen, alle vier Prismen des Coudé-Teleskops auszutauschen. Die schwierigen Wartungsarbeiten, bei denen der gesamte Teleskopaufbau anzuheben war, mussten unter Feldbedingungen am TIGO-Standort ausgeführt werden, wobei gleichzeitig für ein sauberes und trockenes Umfeld zum Schutz der Optik zu sorgen war.

Aufgrund seines Konzepts als transportables geodätisches Observatorium ist das Laserteleskop von TIGO auf einer offenen Plattform montiert, die lediglich durch einen wagenförmigen Aufbau mit einer kleinen Kuppel geschützt wird. Mit dem Lasersystem ist es durch einen hermetisch verschlossenen Tunnel verbunden. Eine der Herausforderungen bestand darin, trockene und saubere Bedingungen für Aufbau und Justierung empfindlicher optischer Bauteile außerhalb eines Gebäudes zu schaffen. Dazu wurden zwei klimatisierte Zelte aufgestellt, das größere (12x12 m) außen und das kleinere (6x6 m) innen. Das Äußere bot Wetterschutz, während das Innere mit Hilfe eines Hochleistungs-Luftfilters (>99% bei Partikelgröße von 5µm) und konstantem Überdruck unter „fast Reinraum“Bedingungen gehalten wurde.

Nach dem Wiedereinsetzen der neuen Prismenhalterungen musste die Teleskopoptik komplett neu ausgerichtet werden. Dazu wurden mehrere neue Ausrichtungsverfahren angewandt um zu gewährleisten, dass der Übertragungsstrahl bezüglich Azimut-und Vertikalachse exakt zentriert und ausgerichtet ist. Für die Neuausrichtung wurden die Wellenlängen sowohl des Ti:Saph (847 und 423,5 nm) als auch des HeNe-Hilfslasers (620 nm) genutzt. Einige mechanische Veränderungen an den Prismenhalterungen führten zu einer genaueren Ausrichtung zwischen der Übertragungs-, Empfangs-und Zielreferenz-(Fadenkreuz-) Achse.

Nach sechs Wochen harter Arbeit hat das TIGO SLR-Team den Teleskopumbau unter Feldbedingungen erfolgreich abgeschlossen und konnte am 8. Oktober 2008 den Normalbetrieb wieder aufnehmen.

Entwicklungsarbeiten am TIGO-SLR

Neben dem Routinebetrieb im SLR wurden von den chilenischen Ingenieuren verschiedene Entwicklungsarbeiten durch-bzw. weitergeführt: In die Steuersoftware des Kontrollsystems wurden einige sicherheitsrelevante Funktionen eingebaut, wie z.B. eine automatische Ein-und Ausschaltung des Lasers. Außerdem wird der Status des Systems an den EUROLAS-Server versandt, sodass TIGO jetzt am Echtzeit-Austausch von Status-Informationen des EUROLAS-Verbundes teilnimmt.

Ein System zur Phasen-und Frequenzsteuerung einer rotierenden Shutter-Scheibe, das von zwei Deutschen Praktikanten im Jahre 2005 entwickelt wurde, wurde weiterentwickelt und in das SLR-Kontrollsystem eingebunden. Der Shutter basiert auf mit FPGA-Platinen realisierten Verzögerungsgliedern, welche unter einer Echtzeit-Erweiterung von LINUX (RTAI) programmiert werden. Das System wurde im Juni 2008 in einem Testaufbau erprobt und soll im Januar 2009 im SLR-System integriert werdeni. Abb. 3.5.2-6 zeigt den rotierenden Shutter bei der Erprobung mit einem JEDI-Pumplaser.

Von Mai bis Dezember 2007 arbeitete Carl Embry, ein Entwicklungsingenieur, als Gastwissenschaftler am TIGO. In der SLR-Gruppe führte der Laser-Experte zunächst grundlegende Experimente zur Signalausbreitung aus und realisierte dann aus SLR-Ersatzkomponenten den Prototyp eines atmosphärischen LIDAR-Systems. Das ursprünglich zur Bestimmung von vertikalen Wasserdampf-Profilen konzipierte Messsystem wird derzeit in einer Studie der UdeC zur Bestimmung von Wolkenhöhen genutzt (siehe Abb. 3.5.2-7). An diesem Projekt arbeitet am TIGO derzeit Yazmina Olmos, Diplomandin der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dante Figueroa.

Ende 2007 wurde vom BKG ein hochauflösendes Sonnenspektrometer beschafft, welches von Dr. Bernd Sierk spezifiziert wurde. Dieses soll hauptsächlich für die Bestimmung des troposphärischen Wasserdampfgehaltes aus hochaufgelösten H2O-Absorptionsspektren eingesetzt werden. Im Februar 2008 unternahm Herr Sierk eine Dienstreise zur Abnahme des Gerätes, welches Mitte 2008 am TIGO installiert werden soll.

SOS-W -Satellite Observing System Wettzell

Status des SOS-W Projektes: Am 7. August 2008 wurde das Teleskop geliefert und aufgestellt.

Entwicklungsarbeiten am SOS-W

Zur Anbindung des Satellite Observing System Wettzell (SOS-W) an die Epoche wurden zwei Referenzgeneratoren bezogen. Diese sollen eine zur Zeitskala UTC (Wettzell) synchron laufende Zeitskala für SOS-W generieren, für die Geräte Signale von 1 pps, IRIG und NTP und Frequenzen von 5 bzw. 10 MHz zur Verfügung stellen. Die Zeitgeneratoren werden in das vorhandene Zeitsystem des Observatoriums von Wettzell eingebunden, indem sie ihre Referenzfrequenz von einem Wasserstoffmaser erhalten und die Ablagen werden im Zeitsystem entsprechend erfasst. Für den benötigten Funktionsumfang sind noch technische Modifikationen an den Referenzgeneratoren notwendig; diese werden zurzeit erarbeitet.

Im Rahmen der Arbeiten am neuen SOS-W wurde in Kooperation mit der Forschungseinrichtung Satellitengeodäsie der Technischen Universität München auch das dafür vorgesehene Kontrollsystem weiterentwickelt. Hierbei wurde eine modulare und äußerst flexible Software-Architektur verfolgt, der eine auf Remote Procedure Calls aufgebaute und mit dem auf der Station entwickelten Schnittstellengenerator „idl2rpc.pl“ generierte Middleware zugrundeliegt. Dieses Design ermöglicht eine von höheren Kontrollebenen bis hin zu den Hardwarezugangspunkten selbststabile Automatisierbarkeit und Fernsteuerbarkeit. Zudem fördert es die parallelen Entwicklungsarbeiten an den einzelnen Komponenten und erlaubt unabhängige Tests dieser. Dabei wurde innerhalb der Komponenten effektiv anhand der Timing-Vorgaben unterschieden, so dass sich die harte Echtzeit auf wenige, begrenzte Teile reduziert.

Im Berichtszeitrum wurden die Arbeiten an den Geräteservern für die Kuppelsteuerung, die Transmit Receive Unit, die Kamerawiedergabe und den Eventtimer vervollständigt, weiter ausgebaut und getestet. Des weiteren wurden Zugangspunkte zur Telecope Control Unit und zur Datenhaltung umgesetzt und es wurde mit der Umsetzung der Laseransteuerung, der Systemüberwachung (System Monitoring) und des eigentlichen Schedulers begonnen. Begleitend zu den Umsetzungen der Kontrollebene wurde die graphische Nutzerschnittstelle auf der Basis von wxWidgets weiter vorangetrieben.

Eine wichtige Parallelentwicklung ist die Umsetzung einer Einheit zur Systemüberwachung, an die auch das System zum unmittelbaren Schutz von Personen (z.B. zur Laserdeaktivierung beim Öffnen bestimmter Türen) angeschlossen ist. Es soll in Zukunft dem entfernten Beobachter einen besseren, in gewissem Maße unabhängigen Überblick über alle Teile des Messsystems verschaffen. Zudem wurde im SOS-W bereits das propagierte und auf sog. Enklaven (in eigene Unternetzwerke abgeschlossene Schutzzonen) aufbauende Sicherheitskonzept für die Netzwerke der Station konsequent umgesetzt. Diese Strukturierung soll in Zukunft einen sicheren Zugang eines entfernten, außerhalb des Stationsnetzes agierenden Beobachters über SSH ermöglichen.

In den nächsten Schritten werden die einzelnen Komponenten zu einem Gesamtsystem zusammengefügt und in den Messbetrieb übergeführt.

3.5.3 Datengewinnung GPS/GLONASS

Das Geodätische Observatorium Wettzell ist

ein „IGS Operations Center“ und betreut im

Rahmen von IGS, EUREF und GREF/SAPOS 22 permanent eingerichtete GNSS-Stationen. Sie sind z.T. als Gemeinschaftsvorhaben mit der entsprechenden nationalen Vermessungsverwaltung eingerichtet worden. Auf fast allen Stationen werden GLONASS-Satelliten beobachtet.

GNSS-Operationszentrum

Ziel der permanenten GNSS-Messstationen ist es, GPS-sowie GLONASS-Messungen im Dauerbetrieb durchzuführen und die Messdaten in 1-Stunden bzw. in 24-Stunden Datendateien, sowie in einem RTCM3 Echtzeitdatenstrom zur Verfügung zu stellen.

Neben den Systemen auf dem Geodätischen Observatorium Wettzell (WTZA; WTZL; WTZR, WTZS und WTZZ) werden die folgenden Stationen im Ausland im Rahmen von IGS-und/ oder EUREF-Netz betrieben:

LHAZ in Lhasa (Tibet, China) ,
REYK in Reykjavik (Island),
HOFN in Höfn (Island),
CONT, CONZ in Concepcion (Chile),
OHI2,OHI3 in O’Higgins (Antarktis),
ANKR in Ankara (Türkei),
TRAB in Trabzon (Türkei),
ISTA in Istanbul (Türkei),
NICO in Nikosia (Zypern),
SOFI in Sofia (Bulgarien),
ZECK in Zelenchukskaja (Russland),
BUCU in Bukarest (Rumänien),
ORID in Ohrid (Mazedonien).

Im Berichtszeitraum wurden die Stationen REYK, HOFN, ANKR und NICO von einer Wartungsmannschaft besucht und durch den Austausch von Empfängern, Antennen und PCs sowohl hard-als auch softwaremäßig auf den neuesten Stand gebracht. Die Datenqualität und Zuverlässigkeit wurde dadurch enorm verbessert.

Auch konnte die Station ANKR dabei über eine DSL Leitung nun an die direkte Datenversendung angeschlossen werden.

Geplant ist der Aufbau eines GNSS Standortes am Ringlaser der Universität von Canterbury (Neuseeland). Da der Standort noch nicht erschlossen ist, wurde mit Hilfe der Universität ein vorläufiger Standort (ILAM) gewählt, um den Betrieb zu testen. Der endgültige Standort wird den Namen CASH erhalten.

Zur lokalen Überwachung des Geodätischen Observatoriums Wettzell ist das „Footprint-Netz“ mit den Stationen ARBR (Arber), HOWA

(Hohenwarth), MILT (Miltach), PRAC (Prackenbach) Und WT21 (Wettzell) in der Umgebung von Wettzell eingerichtet.

Der Datentransfer von den Messstationen zum Datensammler nach Wettzell ist weitgehend automatisch ausgelegt. Einige Stationen benötigten dennoch gelegentlich eine manuelle Nachbehandlung, wenn technische Probleme vor Ort auftraten, wie Stromausfälle, tlw. durch Gewitter verursacht, oder eine Unterbrechung des Internetdatenverkehrs. Technische Probleme konnten nach Versand von Ersatzkomponenten, durch Vorort-Unterstützung und Tausch der defekten Komponenten in Kombination mit Fernwartungsmöglichkeiten weitgehend gelöst werden.

Zurzeit sind noch nicht alle Stationen implementiert.

Im Rahmen der Realisierung und Laufendhaltung des nationalen Referenznetzes GREF werden 20 GNSS-Empfänger permanent auf Stationen innerhalb von Deutschland betrieben.

GNSS Entwicklungsarbeiten

Für die von Wettzell aus betriebenen GNSS-Stationen wurde die Plattform weiterentwickelt, die den Anforderungen klassischer und den Echtzeitanwendungen Rechnung trägt. Basis dieses Konzeptes ist ein Linuxbasiertes Betriebssystem, welches von CDROM, Flashcard oder USB Stick booten kann und ausschließlich im Arbeitsspeicher des Rechners läuft. Die Festplatte wird nur zur Speicherung der Daten benötigt. Damit werden Forderungen nach Robustheit und Sicherheit erfüllt. Als Basis kann jeder beliebige i386 Intel-kompatibler Rechner genutzt werden. Zur Datenerfassung kann vorhandene Software eingesetzt werden, die auf Linux lauffä

hig ist, wie z.B. „EuroRef“ oder der „GNSSLogger“. Eine Integration der Ausgabe von RTCM3-Echtzeitdatenströmen über eine Softwarelösung ist möglich und wurde mittlerweile auf den Stationen CONZ, HOFN, IGEO, ISTA, NICO, ORID, OHI3, REYK, SOFI, WTZR und WTZL realisiert. Die Einbeziehung der Station LHAZ in die Liste der Echtzeitstromdatenlieferanten steht kurz bevor.

Regionalnetze

Zur Überwachung der geologischen Stabilität der Fundamentalstationen wird im Umkreis von 20 km ein sogenanntes Footprintnetz betrieben, bestehend aus permanent eingerichteten GPS-Stationen . Die Koordinaten dieser Stationen werden täglich abgeleitet. Aus der Zeitreihe der Koordinaten können Lageveränderungen festgestellt werden. Aus den Abb. ist keine größere Lageveränderung ersichtlich, was zeigt, dass die Station Wettzell lokal stabil ist. Die GPS-Auswertung erfolgt mit der Berner Software (Version 5.0). Da die Station am Großen Arber über keinen Internetzugang verfügt und die Daten manuell abgeholt werden müssen, ist eine Sicherstellung des Funktionsstatus nicht möglich. Seit 2007 traten somit sehr große Datenlücken auf. Die Datenqualität wird weiter durch den Standort der Antenne unter der Kuppel und die am Arber militärisch betriebene Radaranlage verschlechtert. Um diesen Nachteilen aus dem Weg zu gehen, wurde nach einem möglichen Ersatzstandort gesucht. Eine mögliche Lösung mit vorhandenem Internetanschluss ist der Flugplatz in Arnbruck. Hier findet im Monat August 2008 ein Vor-Ort-Termin statt, bei dem die restlichen Details geklärt werden.

3.5.4 Laserkreisel

Im Berichtszeitraum sind am G Ringlaser folgende Maßnahmen durchgeführt worden.

1. Einbau zweier Gettertanks in der Nähe der Anregungszone des HeNe Gaslasers.

Die Reinheit des Helium-Neon-Gasgemisches im Ringresonator nimmt vornehmlich durch das Ausgasen von Wasserstoff aus den Wänden des Resonatorgehäuses mit der Zeit ab. Dadurch verringert sich die Effizienz des Laserprozesses, was in einer Regelschleife durch Erhöhung der Pumpleistung wieder ausgeglichen werden muss. Als Ergebnis stellt sich eine langsame Drift des Sensorsignals ein, welche die Nutzung der Ringlaserdaten erschwert. Durch den Einsatz eines Getters können diese unerwünschten Fremdgase aus dem Edelgasgemisch wieder herausgezogen und die Sensordrift damit deutlich verringert werden¹. Abb. 3.5.4-1 zeigt die beiden 2007 zusätzlich montierten Gettertanks.

Nach der Herstellung und Montage wurden die Getter im Juni 2007 durch ausheizen aktiviert und sie sind seitdem am Ringlaser im Einsatz.

2. Ersatz der Spiegel am G-Ringlaser

Während bei der Langzeitstabilität größere Fortschritte erzielt wurden, blieb das Ergebnis der neuen Resonatorspiegel hinter den Erwartungen zurück, obwohl die Qualität der Spiegel erheblich gestiegen ist. Die Messung der Abklingzeit des Lichtes im Resonator hat sich in der neuen Konfiguration um einen Faktor 4 verlängert, was der an

¹ Vgl. SCHREIBER, K.U., WELLS, J.-P.R., STEDMAN, G.E.: Noise Processes in Large Ring Lasers. In: General Relativity and Gravitation, doi: 10.1007/s10714-007-0584-2 (2008).

Offensichtlich wird auf Grund der gesteigerten Reflektivität der Spiegel und die gleichzeitige Reduktion der Beschichtungsdefekte eine zusätzliche parasitäre Oszillation in dem Ringresonator ausbreitungsfähig, welche mit der üblicherweise verwendeten Laserlinie wechselwirkt und zu spürbaren Frequenzfluktuationen führt. Spektrogramme des Ausgangssignal zeigen, dass neben dem üblichen Lasersignal mit einer Wellenlänge von 632,8 nm auch noch ein weiteres Signal bei 635,1 nm im Resonator koexistiert (siehe Abb. 3.5.4-2) , welches für die Störung der Ringlaserfunktionen verantwortlich ist.

Neben einem Maximum bei 632,8 nm Wellenlänge zeigt sich auch noch ein Beitrag bei 636,1 nm

Diese Erscheinung wird gegenwärtig in Zusammenarbeit mit der Ringlaserarbeitsgruppe an der University of Canterbury weiter untersucht, um durch eine verbesserte Spezifikation der Spiegel dieses Verhalten zu unterbinden.

3. Optische Frequenzmessung

Der G Ringlaser unterliegt in dem Tiefenlabor den wechselnden Luftdruckeinflüssen. Durch Kompression bzw. Expansion ändert sich die effektive Resonatorlänge um einige Nanometer und verändert somit die optische Frequenz des Lasers geringfügig. Aufgrund von Dispersionseffekten hat dies einen Einfluss auf das Messsignal des Ringlasers. Durch Vergleich der Laserfrequenz eines Umlaufsinns des Ringlasers mit einer stabilisierten Referenzquelle (Jodreferenz) kann dieser Effekt gemessen werden.

3.5.5 Lokale Messdaten und fachspezifische Dienstleistungen

In diesem Produktbereich sind die Arbeiten zur Erfassung lokaler Messdaten wie Zeit-/Frequenzhaltung, meteorologischen Beobachtungen, Schweremessungen und seismische Beobachtungen auf den Stationen Wettzell, Concepcion und O’Higgins zusammengefasst. Darüber hinaus werden unter diesem Produkt Arbeiten durchgeführt wie die fachspezifische Betreuung der Rechnersysteme und der Kommunikationseinrichtungen, Laufendhaltung der lokalen Vermessungsnetze.

Zeit & Frequenzhaltung

Notwendig für alle Raummessverfahren ist der Zugriff auf ein Zeit/Frequenzsystem. Dieses hat zwei grundlegende Aufgaben:

Bereitstellung einer hochgenauen Zeitskala, damit den Messungen Epochen bezüglich einer global verfügbaren Zeitskala zugeordnet werden können, und die

Bereitstellung absoluter bzw. kalibrierter Frequenzen für die Messsysteme.

Zur Zeitskalengenerierung stehen in Wettzell fünf Cäsiumfrequenznormale mit entsprechenden Zeitgeneratoren zur Verfügung. TIGO

verfügt über drei und O’Higgins über eines.

Die Anbindung der Zeitskalen UTC (Wettzell) bzw. UTC (TTC), die offizielle Zeitskalen im System des Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) sind, an die Weltzeit UTC geschieht mit Hilfe von speziellen GNSS-Empfängern (ASHTECH-Metronome, Septentrio PolaRx2, AOA TTR6, K+K GPS 6-2K). Diese GNSS-Empfänger erlauben Zeitvergleiche mit der GPS-Zeit mit Nanosekundengenauigkeit. Eine Kalibrierung des Septentrio PolaRx2 GPS Time Receiver bei TIGO ist noch anhängig. Sie soll vom BIPM organisiert werden. Das BIPM wertet die Messungen aus und berechnet UTC als Mittel aller beteiligten Cs-Atomuhren. Die GPS-Zeitdaten der Station Wettzell und von TIGO werden wöchentlich oder täglich, je nach Messverfahren per Internet dem BIPM zur Verfügung gestellt. Das BIPM berechnet die Ablage der lokalen Zeit UTC (IfAG) bzw. UTC (TTC) gegenüber UTC und veröffentlicht die Ergebnisse monatlich im BIPM Bulletin „Circular-T“.

Für die Bereitstellung der genauen hochstabilen Referenzfrequenzen werden in Wettzell

drei, bei TIGO zwei und bei O’Higgins ein

Wasserstoffmaser (H-Maser) betrieben. Der letzte Wasserstoffmaser wurde erst im Dezember 2006 von der Firma T4Science SA an Wettzell geliefert, damit stehen zwei Wasserstoffmaser der neuesten Generation zur Verfügung.

Meteorologische Datenerfassung

Zur Berechnung der Refraktionskorrekturen für die Laserentfernungsmessungen sowie für die VLBI-und GPS-Beobachtungen werden meteorologische Parameter benötigt. Hierfür sind meteorologische Stationen in Wettzell, in Concepcion und in O’Higgins installiert, die kontinuierlich Luftdruck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Niederschlag aufzeichnen. In regelmäßigen Abständen werden die Wetterdaten durch Vergleichsmessungen mit Aspirations-Psychrometern und Absolutbarometern überprüft. Wasserdampfradiometer erlauben es, den Wasserdampfgehalt zu bestimmen. Aus diesen Angaben kann der Einfluss auf die Refraktion berechnet werden, der schließlich als "wet-path-delay", das ist die Verzögerung der Laufzeit wegen der Feuchtigkeit in der Atmosphäre, angegeben wird. In Wettzell und in Concepcion werden kontinuierlich Radiometerdaten aufgezeichnet.

Im Zuge einer Weiterentwicklung der meteorologischen Messstation wurden verschiedene, heute gängige Möglichkeiten zur Datenerfassung untersucht. Zur Vereinheitlichung und zur Verringerung von zeitaufwendigen Hardwareentwicklungen wird eine eigenentwickelte, LINUX-basierte Lösung erprobt. Diese nutzt herkömmliche Standardrechner, in die entweder PCI-Analog-Digital-Messkarten eingesetzt oder externe serielle RS485-AnalogDigital-Wandlerkomponenten angeschlossen werden können. Die Erfassungssoftware ist über ein Konfigurationsskript frei einstellbar, wodurch sich auch die verschiedenen Sensor-typen parametrisieren lassen. Die PCI-Karten werden hierbei mittels frei verfügbarer COMEDI-Treiber angesprochen. Das Programm erfasst zeitgesteuert die Messwerte der angeschlossenen Sensoren und erzeugt RINEX-konforme Datenausgaben, so dass diese Lösung unmittelbar vor Ort für permanente GPS-Stationen eingesetzt werden kann. Zurzeit laufen hierzu Langzeitfunktionstests mit entsprechenden Kalibrierungsmessungen.

In Concepcion wurde in Zusammenarbeit mit den Meteorologen der Universidad de Concepción ein neuer Wettermast aufgebaut der Messungen in 10 m Höhe erlauben soll. Er befindet sich zurzeit im Probebetrieb. Er soll als Referenzstation in den chilenischen Wetterdienst einbezogen werden (Abb. 3.5.5-2).

Hydrologische Arbeiten

Die von Mitarbeitern der Sektion Ingenieurhydrologie des GFZ Potsdam durchgeführten hydrologischen Untersuchungen im Bereich der Station Wettzell wurden im Berichtszeitraum fortgeführt und intensiviert. Zur Erfassung der gefallenen Schneemengen wurden ein Schneehöhensensor und ein Schneekissen im Bereich der TIGO-Plattform installiert (Abb. 3.5.5-4). Seit Januar 2008 werden entlang eines 110 m langen Profils zwischen dem Gravimetergebäude und dem Bohrloch BK8 alle drei Stunden geoelektrische Widerstände gemessen, um Änderungen der Bodenfeuchte auch in Tiefen zwischen 2 und 10 m zu erfassen. Schließlich wurde Ende Juli 2008 nördlich des Gravimetergebäudes ein Lysimeter installiert, das einen ungestörten Bodenmonolith mit 1,5 cbm Volumen kontinuierlich wiegt (Abb. 3.5.5-3). Damit ist es möglich, den gefallenen Niederschlag, das austretende Sickerwasser und die verdunstete Wassermenge exakt zu quantifizieren, was für die hydrologische Bilanzierung von großem Wert ist.

Ein erstes, stark vereinfachtes hydrologisches Modell, umgerechnet in Schwerevariationen, ergab bereits eine gewisse Korrelation mit den von Gezeiten-und atmosphärischen Effekten befreiten Residuen des gemessenen Schweresignals.

Seismograph

Die GRSN Seismographen-Breitbandstation WET wird zusammen mit dem Seismologischen Zentralobservatorium Erlangen betrieben.

Die Messungen mit dem Seismographen-Breitbandsystem in Wettzell im Rahmen des deutschen Seismographischen Regionalnetzes (GRSN) wurden störungsfrei, ohne Ausfälle und Unterbrechungen weitergeführt.

Fachspezifische Dienstleistungen im Bereich IT

Das Geodätische Observatorium Wettzell beherbergt eine Vielzahl von Messsystemen und benötigt fachspezifische IT zur Steuerung in Echtzeit und zur Datenregistrierung. Darüber hinaus müssen zur Aufrechterhaltung der Messbereitschaft Ersatzsysteme vorgehalten werden, um schnell auf mögliche Rechnerausfälle reagieren zu können, zur Auswertung und Analyse längerer Zeitreihen die Messdaten auf Servern bereitgestellt werden, zur Archivierung und Sicherung der Messdaten entsprechende Backupsysteme vorgehalten werden, zur Bereitstellung von Eingangsdaten für die Messdurchführung, zum Empfang von Messdaten externer (GNSS) Stationen oder zur Versendung ermittelter Messwerte echtzeitnah an die internen und externe Partner performante Internetanbindungen eingerichtet sein, zu Datenaustausch und -speicherung entsprechende lokale Netzwerke implementiert sein, die den Anforderungen nach Schnelligkeit und Zuverlässigkeit gerecht werden.

Die Angriffe aus dem Internet, wie z.B. Port Scanning, Viren durch E-Mailversand, Spams, würden ohne entsprechende Schutzmaßnahmen die Messungen auf jeden Fall stark behindern, wenn nicht unmöglich machen. Der Schutz wird realisiert durch eine mehrstufige Firewall. Diese erlaubt durch seine Architektur eine Realisierung verschiedener Sicherheitszonen, die gegenseitig weitgehend abgeschottet sind. Die damit verbunden Aufgaben im Bereich der IT wurden im Berichtszeitraum laufendgehalten, meist so, dass sie die Anwender (fast) nicht beeinträchtigte.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass die zeitliche Synchronisierung der Rechneruhren auf UTC für den Messbetrieb benötigt wird. Zur Realisierung der Synchronisierung der Rechneruhren wurde auf der Basis des Zeitsystems von Wettzell ein entsprechendes netzwerkweites System realisiert, welches die Anbindung an zwei redundante Zeitserver im Millisekundenbereich erlaubt.

Die im letzten Jahr begonnene Konsolidierung der Rechner durch den Einsatz von virtuellen Servern unter XEN wurde fortgeführt. Durch auslastungsbezogene Platzierung der virtuellen Rechner auf die physikalischen konnte sogar eine bemerkbare Steigerung des Datendurchsatzes zu den früheren, älteren Rechnern erreicht werden.

Die Anbindung an das Internet mit 622 Mbit/s wurde insbesondere für die echtzeitnahe Datenübertragung der täglichen Messungen mit VLBI genutzt. Eine Erhöhung der Nutzungskapazität kann erst dann erreicht werden, wenn die Internetanschlüsse an den Korrelatoren weiter ausgebaut werden.

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4. Sonstige Aufgaben

4.1 Mitarbeit in nationalen und internationalen Organisationen

4.1.1 Geschäfts-und Koordinierungsstelle des Interministeriellen Ausschusses für Geoinformationswesen (IMAGI)

Aufgrund der zunehmenden Bedeutung der Geoinformation hat das Bundeskabinett am 17. Juni 1998 den Beschluss gefasst, zur Verbesserung der Koordinierung des Geoinformationswesens in der Bundesrepublik Deutschland einen ständigen Interministeriellen Ausschuss für Geoinformationswesen (IMAGI) einzurichten. Der Vorsitz im Ausschuss wird vom Staatssekretär im Bundesministerium des Innern, Herrn Staatssekretär Dr. Beus, wahrgenommen (bis 31.12.2007 Herr Hahlen). Als weitere Mitglieder sind folgende Ressorts im IMAGI vertreten: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Bundesministerium für Gesundheit, Bundesministerium der Finanzen, Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, Bundesministerium der Verteidigung, Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung sowie das Bundeskanzleramt. Der Vorsitzende der AdV nimmt an den Sitzungen des IMAGI als Gast teil. Die Geschäfts-und Koordinierungsstelle des IMAGI ist im Bundesamt für Kartographie und Geodäsie eingerichtet.

Auftrag

Die vordringlichen Aufgaben des IMAGI ergeben sich aus dem Kabinettsbeschluss vom 17. Juni 1998 und aus den Entschließungen des Deutschen Bundestag vom 15. Februar 2001 bzw. vom 11. April 2003. Hierzu sind im Einzelnen zu nennen:

die Konzeption eines effizienten Datenmanagements für Geodaten auf Bundesebene als prioritäre Aufgabe zu entwickeln,
Lösungsvorschläge für die Harmonisierung und die Optimierung der administrativen Vorgaben für Bezug und Abgabe von Geodaten zu erarbeiten,
durch Öffentlichkeitsarbeit generell das Bewusstsein für Geoinformation zu fördern und
eine Geodateninfrastruktur für Deutschland (GDI-DE) voranzubringen.

Meilensteine

In all den genannten Handlungsfeldern wurden Maßnahmen entwickelt und Fortschritte erzielt. Einer der ersten Meilensteine wurde 2001 mit der Verabschiedung der „Konzeption eines effizienten Datenmanagements für Geodaten des Bundes“ erreicht. In diesem Konzept sind die grundlegende Strategie und die Elemente der GDI-DE dargelegt. Sie zielen auf die Interoperabilität von topographischen Geobasis-und thematischen Geofachdaten ab. Als Voraussetzung für die Interoperabilität werden technische Dienste (z.B. Such-, Harmonisierungs-und Kartendienste) auf der Grundlage von Standards gesehen.

Weitere Meilensteine der Arbeit des IMAGI sind u.a.

die Veröffentlichung der Informationsschrift „Geoinformation und moderner Staats“ (seit 2002 mit einer Gesamtauflage von mittlerweile ca. 80.000 Exemplaren),
die vom BKG entwickelt und betriebene Internetplattform GeoPortal.Bund, mit der seit 2004 behördenübergreifend Such-und Kartendienste mit Geodaten öffentlich verfügbar gemacht werden,
die Verabschiedung einer Empfehlung für Einrichtungen des Bundes in 2006, die für die Bepreisung von Geodaten angewendet werden soll und
die 2007 begonnene Implementierung von „(Geo-)Schlüsseldaten des Bundes“ (Nationalen Geodatenbasis, NGDB) in das GeoPortal.Bund.

Die GKSt. IMAGI hat sich gemeinsam mit dem Referat GI5 2007 und 2008 bei der Konzeption, Ausschreibung und Entwicklung der E-Government-(Software-) Komponente „GeoWebServer“ beteiligt. Diese Lösung soll Einrichtungen des Bundes kostenfrei zur Verfügung gestellt werden und sie in die Lage versetzen, standardbasierte Geo-Webdienste bereitzustellen. Es wird erwartet, dass die standardkonforme Bereitstellung von Geo-Webdiensten für das GeoPortal.Bund und die Umsetzung der EU-Richtlinie INSPIRE unterstützt wird.

Kooperation mit Ländern und Kommunen

Neben diesen beispielhaft aufgeführten Leistungen des IMAGI sind vor allem die erfolgreichen Bemühungen des Bundes für eine koordinierte Zusammenarbeit mit Ländern und Kommunen beim Aufbau der GDI-DE zu nennen. Seit 2005 betreibt der Bund gemeinsam mit den Ländern und in Kooperation mit den Kommunalen Spitzenverbänden eine „Geschäfts-und Koordinierungsstelle GDIDE“ (GKSt. GDI-DE) am BKG. Grundlegender Bestandteil dieser Einrichtung ist das Personal der GKSt. IMAGI, welches gemeinsam mit zusätzlich von den Ländern finanzierten Mitarbeitern, den Aufbau der Geodateninfrastruktur koordiniert.

In der gemeinsamen GKSt. GDI-DE wurden viele vom IMAGI initiierte Projekte in 2007 und 2008 fortgeführt. Hierzu gehört z.B. der kontinuierliche Ausbau des GeoPortal.Bund, u.a. mit

einer verbesserten Suchfunktion nach Geodaten und einer erweiterten Datenbasis sowie
der Integration eines browserbasierten Kartenviewers, der harmonisierte Kartendienste aus Bundes-und Länderbehörden mit Schutzgebiets-und topographischen Hintergrundinformationen visualisiert.

Ein weiteres, für den Aufbau der GDI-DE elementar wichtiges Ergebnis stellt das mit Ländern und kommunalen Spitzenverbänden in 2007 verabschiedete Architekturkonzept GDI-DE V1.0 dar. Es enthält die wichtigsten Leitlinien der GDI-DE. Hierbei werden rechtliche und institutionelle Rahmenbedingungen ebenso wie die technischen Möglichkeiten für die Vernetzung von Geodaten aufgezeigt. Wesentliche, in das Architekturkonzept eingeflossene Ergebnisse aus den Arbeitskreisen der GDI-DE sind Festlegungen auf Geo-Standards, wie dem Web Mapping Service (WMS-DE 1.0) und Catalogue Service (CSWDE). Diese und alle anderen im Architekturkonzept als relevant beschriebenen Standards bzw. Spezifikation wurden anhand ihres Reifegrades und ihrer Einsatzmöglichkeiten nach einem dreistufigen System klassifiziert.

Im Ergebnis können öffentliche Einrichtungen in Deutschland unter Berücksichtigung dieser Empfehlungen ein Höchstmaß an technischer Interoperabilität erreichen.

Ein weiteres vom IMAGI initiiertes und der gemeinsamen Geschäfts-und Koordinierungsstelle fortgeführtes Projekt ist die 2008 abgeschlossene Überarbeitung und Neuauflage der Broschüre „Geo-Dienste im Internet – ein Leitfaden“. Die erste vom Bund 2005 beim BKG in Auftrag gegebene Auflage (5.000 Stück) wurde komplett aktualisiert und auf der Fachmesse INTERGEO 2008 in Bremen veröffentlicht. Das kostenfrei zu beziehende Informationsheft hat das Ziel, eine interoperable, nach Standards und Normen gerichtete Entwicklung der Geo-Onlinedienste zu unterstützen. Er richtet sich in erster Linie an öffentliche Einrichtungen, ist aber grundsätzlich auch für den Gebrauch in Wirtschaft und Wissenschaft geeignet.

Ausblick

Die weitere Entwicklung der vom IMAGI initiierten GDI-DE ist im Kontext der 2007 von der EU verabschiedeten Richtlinie INSPIRE zu sehen. INSPIRE verpflichtet die Mitgliedsstaaten auf der Basis existierende Geodateninfrastrukturen Geodaten und -dienste interoperabel zur Verfügung zu stellen. Deutschland hat 2007 die GKSt. GDI-DE als nationale Anlaufstelle für die Umsetzung der Richtlinie benannt. Mit Blick auf die damit verbundenen zusätzlichen Aufgaben wurde eine neue Verwaltungsvereinbarung von Bund und Ländern erarbeitet. Nach dem geplanten Inkrafttreten dieser Rechtsgrundlage wird die GKSt. GDI-DE eine Organisationseinheit des BKG.

Zum Ende des Berichtszeitraums 2008 wurde die Organisation am BKG neu geordnet. Mit Wirkung vom 1. Januar 2009 sind die Geschäftsführung des IMAGI und die Koordinierung der GDI-DE jeweils unterschiedlichen Referaten innerhalb der Abteilung Geoinformationswesen zugeordnet. Die Ziele und Projekte sind hiervon zunächst nicht betroffen.

4.1.2 Ständiger Ausschuss für geographische Namen (StAGN)

Die Geschäftsstelle des StAGN, der im Jahre 1959 vom Bundesministerium des Innern eingerichtet wurde, befindet sich im BKG. Informationen zum StAGN und auch ein Informationsblatt zu den Tätigkeiten und Zielen der Sachverständigengruppe der Vereinten Nationen für geographische Namen (UNGEGN) sind unter http://www.stagn.de abrufbar.

Seit Juli 2007 hat der Ständige Ausschuss drei Arbeitssitzungen durchgeführt: die 122. Sitzung im September 2007 in Frankfurt am Main, die 123. Sitzung im März 2008 in Ost-ritz und die 124. Sitzung im Oktober 2008 in Erfurt. Ein wichtiges Thema war das Projekt EuroGeoNames, das über einen Webservice den Zugriff auf dezentral bestehende Namendatenbanken in europäischen Ländern ermöglichen soll (siehe Abschnitt 2.5), es wird vom StAGN weiterhin intensiv begleitet. Ein anderes wichtiges Thema ist die fachliche Unterstützung von Länder-und Kommunaleinrichtungen, die mit der Namengebung für neu gebildete Gemeinden und Verwaltungseinheiten im Zuge von Verwaltungsreformen betraut sind. Hierfür hat sich der StAGN an die Länder gewandt, um einerseits Ansprechpartner zu ermitteln, die mit dieser Thematik befasst sind, und um andererseits mit einem Positionspapier eine direkte Hilfestellung bei Namenbildungsprozessen zu geben. Das Positionspapier ist unter http://141.74.33.52/stagn/Portals/0/0709 04_Position_Umbenennung.pdf abrufbar.

4.1.3 Bundesgrenzangelegenheiten

Zu den Aufgaben des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie gehört die fachtechnische Beratung der für die Grenzangelegenheiten zuständigen Bundesressorts (Auswärtiges Amt und Bundesministerium des Innern). Hierzu zählt die Mitarbeit des BKG in gemischten Grenzkommissionen mit den jeweiligen Nachbarländern und in technischen Arbeitsausschüssen, in denen auf deutscher Seite Bundes-und Ländervertreter zusammenarbeiten.

Im Berichtszeitraum besuchte Dr. Herbert Wilmes als Kommissionsmitglied die 32. Tagung der deutsch-österreichischen Grenzkommission. Bei diesen Verhandlungen, die vom 19. bis 21. Mai 2008 in Füssen stattfanden, nahm die Grenzkommission die Berichte der Koordinatoren der Arbeiten der gemischten technischen Gruppen beider Länder zur Kenntnis. Sie prüfte und genehmigte die technische Dokumentation für die Vermessungs-und Vermarkungsarbeiten und beschloss das neue Arbeitsprogramm für die Jahre 2008 und 2009.

4.1.4 State Boundaries of Europe

Das im Rahmen von EuroGeographics eingerichtete Projekt „State Boundaries of Europe (SBE)“, vormals bekannt unter Euroboundaries (der Name wurde im Mai 2008 geändert um Verwechslungen mit dem Produkt Euro-BoundaryMap zu vermeiden (siehe 2.6.1)), verfolgt in einer europäischen Arbeitsgruppe das Ziel, einen einheitlichen Datensatz mit dem koordinatengenauen Verlauf aller Staatsgrenzen in Europa aufzubauen und den rechtlichen Status der Grenze zu dokumentieren. Näheres hierzu im Abschnitt 2.6.4.

4.2 Sonderaufgaben

4.2.1 INSPIRE Drafting Teams

Die technische Umsetzung der INSPIRE-Rahmenrichtlinie wird durch Ausführungsbestimmungen (Implementing Rules) geregelt. Diese Implementing Rules werden in Arbeitsgruppen (Drafting Teams und Thematic Working Groups) erarbeitet. Das BKG stellt Experten für das Drafting Team Data Specifications sowie die Thematischen Arbeitsgruppen

4.2.2 Ausbildung

Feinmechanische Versuchswerkstatt

In der Werkstatt werden laufend drei bis vier Auszubildende im Lehrberuf Feinwerkmechaniker/in ausgebildet. Darüber hinaus nahmen Koordinatenreferenzsysteme, Geographische Namen, Verwaltungseinheiten und Gewässer-netz. AdV und GDI-DE begleiten den Prozess in einer Task Force unter Leitung des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. An den Sitzungen der Task Force nehmen auch die deutschen Experten in den Drafting Teams teil.

Die Feinmechanische Versuchswerkstatt des BKG hat im Berichtszeitraum 2007 bis 2008 neben der Tätigkeit als Ausbildungswerkstatt an verschiedenen Projekten der Abteilungen Geodäsie, Geoinformation und Zentrale Dienste mitgewirkt.

-Weiterentwicklung der vertikalen Gradientenmessplattform für Relativgravimeter, Bau einer Transportvorrichtung für die Plattform,

-Maßstäblicher Bau eines Modells des FG-5 Absolutgravimeters,

-Anfertigung von Vermarkungsplaketten für das Deutsche Schweregrundnetz,

-Konstruktion, Fertigung und Montage von Einhausungen für die Messstation Bad Homburg,

-Neuanfertigung bzw. Reparatur von Messzubehör für Schweremessungen auf Außenstationen: verlängerte Stativbeine für das A10 Gravimeter, Erdnägel, gehärtete Stahlspitzen für Messstative,

-Aufbau und Anpassen eines Baugruppenregals zur Aufnahme eines Laser-Eichsystems für das A10 Absolutgravimeter; Anfertigung eines Tischauszuges und Installation der Verkabelung.

Kartographin/Kartograph

Die Abteilung Geoinformationswesen bietet eine 3-jährige Berufsausbildung im staatlich anerkannten Ausbildungsberuf „Kartograph / Kartographin“ für jeweils fünf Auszubildende (Azubi) pro Jahr an. Die Ausbildung erfolgt auf der Grundlage der „Verordnung über die Berufsausbildung zum Kartographen / zur Kartographin” vom 04. März 1997.

Der Prüfungsausschuss II-Süd des Bundesverwaltungsamtes nimmt jährlich die vorgeschriebenen Zwischen-und Abschlussprüfungen ab. Von den Azubi des BKG haben 2008 fünf Azubi die Zwischenprüfung und -vier Azubi die Abschlussprüfung erfolgreich bestanden.

Der „Ravenstein-Förderpreis 2008“ wurde im Rahmen des 56. Deutschen Kartographentages in Oldenburg verliehen. Der Vorsitzende der Stiftung Ravenstein, Herr Dr. Horst Schöttler, überreichte an die Preisträger eine Urkunde und Geldpreise.

Der Ravenstein-Förderpreis ist ein Preis zur Förderung des kartographischen Nachwuchses in der Bundesrepublik Deutschland. Durch ihn sollen herausragende kartographische Arbeiten finanziell unterstützt und die besondere berufliche Qualifikation der Preisträger herausgestellt werden. Der Ravenstein Förderpreis besteht aus einem Preisgeld und einer Startseite „Kenia erleben“ Urkunde, die jährlich im Rahmen einer Veranstaltung der Deutschen Gesellschaft für Kartographie e.V. (DGfK) öffentlich verliehen werden.

Aus den sechs von Auszubildenden wurden Christian Erdmann, Johannes Gröninger, Isabel Linke und Sebastian Steude (3. Ausbildungsjahr, BKG) für ihre Internetseite „Kenia erleben“ mit dem 1. Preis für Auszubildende ausgezeichnet.

4.2.3 Veröffentlichungen des BKG

An Publikationen wurden im Berichtszeitraum fertiggestellt und veröffentlicht:

Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Band 40 EUREF Publication No. 16

Report on the Symposium of the IAG Subcommission 1.3a Europe (EUREF), held in Riga, 14 – 17 June 2006, Reports of the EUREF Technical Working Group (TWG), Edited by Torres, João Agria and Hornik, H.

Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Band 41 Arbeitsgruppe Automation in Kartographie, Photogrammetrie und GIS, Tagung 2007

Abkürzungsverzeichnis

AdV	Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland
AG	Absolutgravimeter
AIUB	Astronomisches Institut der Universität Bern
AK	Arbeitskreis
BGI	Bureau Gravimétrique International
BGR	Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover
BKG	Bundesamt für Kartographie und Geodäsie
BNC	BKG Ntrip Client
BSH	Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie
CDDIS	Crustal Dynamics Data Information System
CRF	Coordinate Reference Frame
DBBC	Digitaler BaseBandConverter
DFG	Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFN	Deutsches Forschungsnetz
DGFI	Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, München
DGM-D	Digitales Geländemodell für Deutschland
DHHN	Deutsches Haupthöhennetz
DHSN	Deutsches Hauptschwerenetz
DLR	Deutsche Agentur für Luft-und Raumfahrt
DNSC	Dänisches Raumfahrtzentrum
DREF-Online	Deutsches Referenznetz-Online
DSGN	Deutsches Schweregrundnetz
DSL	Digital Subscriber Line
DSRS	Deutsches Schwerereferenzsystem
DTAG	Deutsche Telekom AG
DUT1	Rotationsgeschwindigkeit
ECGN	European Combined Geodetic Network
ECGS	European Centre for Geodynamics and Seismology
ECMWF	European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
E-GVAP	EUMENET GPS Water Vapour Programme
EOP	Erdrotationsparameter
EOST	Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre
EPN	EUREF-Permanentnetz (EPN)
ERIS	Earth Rotation Information System
ESA	European Space Agency (Europäische Weltraumbehörde
ET	Event-Timer
ETRS	European Terrestrial Reference System
EUMETNET	Network of European Meteorological Services
EUREF	Europäisches Referenznetz
EUREF-IP	EUREF Internet Protocol
EUROLAS	European Laser Consortium
eVLBI	Electronic VLBI
EVRF	European Vertical Reference Frame
EVRS	European Vertical Reference System
EXPReS	Express Production Real-time e-VLBI Service
FES	Friedrich-Ebert-Stiftung
FG5	FG5-Absolutgravimeter
FPGA	Field Programmable Gate Array
GARS	German Antarctic Receiving Station
GCG05	German Combined (Quasi) Geoid 2005
GDC	GNSS-Datenzentrum
GEBCO	General Bathymetric Chart of the Ocean
GEOSS	Global Geodetic Observation System of Systems
GFZ	Geo-Forschungszentrum Potsdam
GGOS	Global Geodetic Observing System
GGOS-D	Global Geodetic Geophysical Observing System

GGP	Global Geodynamics Project
GGSP	Galileo Geodetic Service Provider
GIUB	Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn
GLONASS	GLObal Navigation Satellite System, Russia
GNSS	Global Navigation Satellite System
GOCE	Gravity Field and steady-state Ocean Circulation Explorer
GOCE GRAND II	Gravitationsfeldanalyse II
GPS	Global Positioning System
GRACE	NASA Gravity Recovery And Climate Experiment
GREF	German GPS Reference Network
GRSN	German Regional Seismic Network
GSFC	Goddard Space Flight Center
GTRF	Referenzsystem für Galileo
HRAS	North-American VLBI Reference Point
IAG	Internationale Assoziation für Geodäsie
IAG	International Association of Geodesy
IAU	International Astronomical Union
ICAG	ICAG-2005 / International Comparison of Absolute Gravimeters
ICRF	International Celestial Reference System (Himmelspol)
IDS	International Doris Service
IfAG	Institut für Angewandte Geodäsie
IERS	Inernational Earth Rotation and Reference Systems Service
IERS DIS	IERS Daten-und Informationssystem
IfE	Institut für Erdmessung
IGG	Institut für Geodäsie und Geoinformation
IGS	International GNSS Service
IGS05	IGSO5-(Stationen)
ILRS	International Laser Ranging Service
InSAR	Interferometric Synthetic Aperture Radar
IRD	Integrated Receiver Decoder
IRIG	Inter-Range Instrumentation Group Time Codes
IRIS	Infrared Interferometer Spectrometer
ISDN	Integrated Services Digital Network
ITRF	International (IERS)Terrestrial Reference Frame
IVS	International VLBI Service
IWV	Integrated Water Vapour
JCET	Joint Center for Earth System Technology, Baltimore
JIVE	Joint Institute for VLBI in Europe, the Netherlands
LACs	Lokale Analysezentren
LIDAR	Laser Imaging Detection and Radar, Light Detection and Ranging
LLR	Lunar Laser Ranging
LOD	Length of Day
LVA	Landesvermessungsamt
MPIfR	Max-Planck-Institut für Radioastronomie
NASDA	National Space Development Agency, Japan
NEOS	Near Earth Objects
NERC	Natural Environment Research Council, Space Geodesy Facility, Herstmonceux;
NKG	Nordische Geodätische Kommission
NRCan	Natural Resources Canada
NRT	Near Realtime Processing
NRW	Nordrhein-Westfalen
NTRIP	Network Transport of RTCM via Internet Protocol
OHIG	O‘Higgins
PDA	Personal Digital Assistent
PG	Projektgruppe
R&D	Research and Development
RINEX	Receiver Independent Exchange Format
RMS	Root Mean Square
RTCM	Radio Technical Division for Maritime Services


SAPOS	Satellitenpositionierung (sdienst)
SBE	State Boundaries of Europe
SELENE	SELenological and Engineering Explorer Mission
SG	Supraleitende Gravimeter
SI-Einheiten	International System of Units
SLR	Satellite Laser Ranging
SOFA	Standards of Fundamental Astronomy
SOS-W	Satellite Observing System Wettzell
SSH	Sea Surface Height
TASMAGOG	Temporal and spatial multiscale assessment of mass transport by combination of gravity observations from GRACE and terrestrial stations
TIGO	Transportables Integriertes Geodätisches Observatorium
TRF	Terrestrial Reference Frame
TTC	Telemetry and Telecommand Centre
TTW-1	Time of Tension or War-1
UBB	Universidad de Bio Bio
UdeC	Universidad de Concepcion
UELN	United European Levelling Network
UT1	Universal Time No. 1
UTC	Coordinated Universal Time
VLBI	Very Long Baseline Interferometry
VMF1	Vienna Mapping Function
VSIC	Virtual Speed Installation Creator
VTRF2005	VLBI terrestrial reference frame 2005
VTRF2003	VLBI terrestrial reference frame 2003
VuGTK	Staatsverwaltung der Geodäsie, Kartographie und des Katasters in der Tschechischen Republik
WET	Wettzell
WLRS	Wettzell Laser Ranging System
WZD	Wet Zenith Delay

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Zusatzinformationen

Tätigkeitsbericht 2007 - 2008

Vorwort

Inhalt

1. Einleitung

2. Arbeiten der Abteilung Geoinformationswesen

2.1 Nationales GeoDatenZentrum

2.1.1 Online-Dienste

2.1.2 Digitale Landschaftsmodelle

ATKIS -Digitales Basis-Landschaftsmodell (Basis-DLM)

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 25 000 (DGM-D)

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 50 000 (DLM50)

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 250 000 (DLM250)

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 250 000 (DGM250)

ATKIS – Digitales Landschaftsmodell 1 : 1 000 000 (DLM1000)

ATKIS – Digitales Geländemodell 1 : 1 000 000 (DGM1000)

Verwaltungsgrenzen 1 : 250 000 1 : 1 000 000 (VG250 / VG1000)

2.1.3 Digitale Topographische Karten

ATKIS – Digitale Topographische Karte 1 : 25 000 (DTK25)

ATKIS -Digitale Topographische Karte 1 : 50 000 (DTK50)

ATKIS -Digitale Topographische Karte 1 : 100 000 (DTK100)

ATKIS -Digitale Topographische Karten 1:200 000/1:500 000/1:1 000 000 (DTK200, DTK500, DTK1000)

2.1.4 Digitale Orthophotos

2.1.5 Geographische Namen

2.1.6 Vertrieb von Geobasisdaten

2.1.7 Vertrieb europäischer Datensätze ERM, EGM, Euro-DEM und SABE

2.1.8 Geobasisdaten -Produktion

2.2 Geoinformatik

2.3 Geoinformationsprodukte

2.3.1 Digitale und analoge Kartenwerke

2.3.2 Kartenvertrieb, Vertrieb Top200

2.3.3 Historische Ortschaftsverzeichnisse

2.3.4 Luftverkehrs-Lärmschutz

2.3.5 Auftragsarbeiten AGeoBW

2.4 Entwicklung von GI-Produkten

2.4.1 Print on Demand

2.4.2 Entwicklung einer Applikation zur Darstellung von WMS-Diensten

2.4.3 Adressrecherche in ArcMap

2.4.4 Ableitung von Höhenlinien Geländemodellen

2.4.5 Rasterdaten der Digitalen Stadtkarte 1:20 000

2.5 Europäische Infrastruktur für Geographische Namendaten – EuroGeoNames (EGN)

2.6 Supranationale Geoinformationssysteme

2.6.1 EuroBoundaryMap 1:100 000

2.6.2 EuroRegionalMap 1:250 000 und EuroGlobalMap 1:1 000 000

2.6.3 Reference Information Specifications for Europe (RISE)

2.6.4 Weitere Projekte

2.7 Photogrammetrisch-fernerkundliche Informationsgewinnung

2.7.1 Ableitung von Informationen zur Landbedeckung im Rahmen des Projektes DLM-DE

2.7.2 Digitale Geländemodelle

2.7.3 EuroDEM

3. Arbeiten der Abteilung Geodäsie

3.1 Grundsatzangelegenheiten, Globale Referenzsysteme

3.1.1 International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS)

3.1.2 International Laser Ranging Service (ILRS)

3.1.3 International VLBI Service

(IVS) Datenzentrum

Analysezentrum

3.2 Nationale Referenzsysteme Lage

3.2.1 Geodätisches Referenznetz GREF

3.2.2 Europäisches Referenznetz EUREF

3.2.3 GPS/GLONASS-Satellitenbahnen

3.2.4 Der SAPOS®-Bezugsrahmen DREF-Online

3.2.5 Ausbau des Geodätischen Referenznetzes GREF

3.2.6 GNSS-Datenzentrum

3.2.7 Mitarbeit am Galileo-Projekt GGSP (Galileo Geodetic Service Provider)

3.2.8 Echtzeitnahe Parameterschätzung

3.3 Nationale Referenzsysteme Höhe

3.3.1 Höhenbezugssysteme

3.3.2 Bestimmung regionaler Schwerefeld-und Geoidmodelle

3.3.3 Geodätische Informationssysteme

3.4 Nationale Referenzsysteme Schwere

3.4.1 Deutsches Schwerereferenznetz

GREF

GOCE-Gravitationsfeldanalyse II (GOCE GRAND II)

Weitere Einsätze der A10-Absolutgravimeter

Referenzstation Bad Homburg

Gravimeterstation Wettzell

Planung eines neuen Gebäudes für das Gravimeter

3.4.2 Beitrag zum Internationalen Schwerereferenzsystem

Internationale Vergleichskampagne für Absolutgravimeter ICAG 2007

3.2.4 Der SAPOS^®-Bezugsrahmen DREF-Online