Höhenreferenzsysteme

• Einführung
• Das deutsche Höhenreferenzsystem
• Das europäische Höhenreferenzsystem
• Bestimmung der Höhenbezugsfläche von Deutschland
• GCG2011 - German Combined QuasiGeoid 2011
• Onlineberechnung von Quasigeoidhöhen mit dem GCG2011
• Onlineberechnung von Schwerewerten

Das deutsche Höhenreferenzsystem

Netzbild DHHN92 (Klicken zum Vergrößern)

Das deutsche Höhenreferenzsystem wird zur Zeit durch das Deutsche Haupthöhennetz 1992 (DHHN92) realisiert. Das DHHN92 wurde nach der Wiedervereinigung durch die Verbindung der beiden jeweiligen Nivellementsnetze 1. Ordnung der alten und der neuen Bundesländer geschaffen. Diese Verbindung wurde mit Hilfe von 16 Nivellementslinien geschaffen, die in den Jahren 1990 bis 1992 gemessen wurden. Das BKG war neben der LGN Niedersachsen eine der beiden Rechenstellen, die unabhängig voneinander mit verschiedenen Programmsystemen die Ausgleichung des DHHN92 durchführten.

Das DHHN92 besteht aus 757 Nivellementslinien mit einer Gesamtlänge von 30 908 km, 287 Schleifen und 469  Knotenpunkten. Die Höhen sind Normalhöhen, bezogen auf das Niveau des Normaal Amsterdams Peil (NAP). Das Höhenniveau wird realisiert durch die Fixierung der geopotentiellen Kote des Punktes 3614/5 (Wallenhorst Kirche) aus der Ausgleichung des europäischen Nivellementsnetzes UELN-73/86.

Das DHHN92 wurde in den einzelnen Bundesländern zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeführt. Die Differenzen zu den vorher gültigen Höhensystemen betragen:

• in den alten Bundesländern zum DHHN85 (DHHN92 – DHHN85) zwischen –50 mm und +40 mm. Die Extremwerte der Differenzen werden durch die Spannungen zwischen den verschiedenen Netzteilen verursacht und treten an der Grenze zwischen alten und neuen Bundesländern auf. In den meisten Bereichen liegen der Differenzen unter 1 cm.
  

• in den neuen Bundesländern sind die Differenzen zum früheren Höhensystem HN76 wesentlich größer (DHHN92 - HN76 zwischen +12 cm und +15 cm), da das Höhenniveau des HN76 sich auf einen anderen Pegel (Kronstadt) bezieht.

Differenzen DHHN92-DHHN85 in mm (Klicken zum Vergrößern)

Differenzen DHHN92-HN76 in mm (Klicken zum Vergrößern)

Detailliertere Beschreibungen der Definitionen der verschiedenen Höhensysteme sowie Transformationsparameter zwischen den Systemen sind im Informationssystem für europäische Koordinatenreferenzsysteme CRS-EU verfügbar.

Die Zusammenführung von Messungen aus 3 verschiedenen Epochen (HN76 1974-1982, DHHN85 1977-1988, Verbindungsmessungen 1990-1992) führt zu Spannungen im Netz. Hinzu kommt ein permanenter Qualitätsverlust durch Alterung des Netzes und Punktzerstörungen. Deshalb beschloss die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) im April 2005 die teilweise Erneuerung des DHHN in den Jahren 2006 – 2011.

Modernisierung des nationalen Höhenreferenzsystems

Der ursprünglich beschlossene Netzentwurf sah die Neumessung von etwa 60% des DHHN92 vor. Inzwischen wurde in vielen Bundesländern die Verdichtung des ursprünglichen Netzentwurfes durch die Messsung zusätzlicher, sogenannter optionaler Linien beschlossen. Mit Stand vom März 2008 ist damit das Netz von ursprünglich geplanten 14000 km Linienlänge auf etwa 21000 km angewachsen – dies entspricht ca. 80% der Linien des DHHN92. Zusätzlich zu den Nivellements werden an ca. 250 Punkten GNSS-Messungen und an ca. 100 Punkten Absolutschweremessungen durchgeführt.

Ziele der Modernisierung des deutschen Höhenreferenzsystems sind: 

• Überprüfung des amtlichen Höhenbezugssystems DHHN92 zur Aufdeckung von Höhenänderungen und Spannungen
• Einbindung des DHHN in ein zukünftiges integriertes Raumbezugssystem
• Verknüpfung mit epochengleichen GNSS-Messungen zur Geoidmodellierung
• Schaffung aktueller Grundlagen für wissenschaftliche Arbeiten (z.B. Bestimmung rezenter vertikaler Krustenbewegungen)

Erneuerung des DHHN mit GNSS- und Absolutschwerepunkten (Klicken zum Vergrößern)

Durchführung und Auswertung aller Arbeiten wird von einer Projektgruppe der AdV geplant und koordiniert.

• 2005
  Entscheidung der AdV über die Erneuerung des DHHN
• 2006-2011
  Durchführung der Wiederholungsnivellements
• Sommer 2008
  GNSS-Messungen auf 250 Punkten in unmittelbarer Nähe der Nivellementslinien Kampagne mit Einsatz von 35 Messtrupps, 2 x 24 Stunden auf jedem Punkt
• 2009/2010
  Absolutschweremessungen auf ca. 100 Punkten

Die Auswertung der Nivellements erfolgt unabhängig voneinander in 2 Rechenstellen, der Bezirksregierung Köln - GEOBasis NRW (vormals Landesvermessungsamt) und dem BKG.