Abteilung Geodäsie

• Aufgaben
• Produkte der nationalen geodätischen Bezugsysteme
• Beteiligung an Forschungs- und Entwicklungsprojekten
• Internationale Dienste
• Geodätische Observatorien

Kollage verschiedener Messtechniken
Quelle: BKG, NASA

Aufgaben

Kernaufgabe der Abteilung Geodäsie ist die Bereitstellung und Realisierung einheitlicher Lage-, Höhen- und Schwerereferenznetze der Bundesrepublik Deutschland. Diese Basisinformationen bilden die Grundlage zur Referenzierung von Geoinformationen, für das Monitoring von Referenzstationen sowie für die Navigation und für Untersuchungen zur Erdbeobachtung, z.B. im Hinblick auf Umweltveränderungen. Die nationalen Referenzsysteme sind Bestandteil europäischer und globaler Bezugssysteme.

Die Bereitstellung und Laufendhaltung der geodätischen Referenznetze der Bundesrepublik Deutschland erfordert von den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Abteilung Geodäsie vermessungstechnische und theoretische Leistungen zur Gewinnung und Aufbereitung der Messdaten, die Mitwirkung an bilateralen und multilateralen Arbeiten zur Bestimmung und Laufendhaltung der euroäischen und globalen Referenzsysteme, die Weiterentwicklung der eingesetzten Mess- und Beobachtungstechnologien und die Vertretung der einschlägigen Interessen der Bundesrepublik Deutschland auf internationaler Ebene.

Die Arbeiten der Abteilung Geodäsie lassen sich in drei Gruppen einteilen:

• die Realisierung der geometrischen Referenzsysteme zur Erfassung der Geometrie der Erdoberfläche,
• die Realisierung der gravimetrischen Referenzsysteme als Grundlage für die Erfassung des Schwerefeldes der Erde und
• die Bestimmung der Erdrotationsparameter zur Beschreibung der Bewegung der Erde im Raum.

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Produkte der nationalen geodätischen Bezugsysteme

Integriertes Deutsches Geodätisches Referenznetz - GREF (Klicken zum Vergrößern)

Zentrale Aufgabe der Abteilung Geodäsie ist der Ausbau des Integrierten Deutschen Geodätischen Referenznetzes GREF zu einem GNSS-Real-Time-Netz. Auf den GREF-Stationen werden absolute Schwerebeobachtungen und an einigen Stationen Messungen mit Supraleitgravimetern ausgeführt und an den Küsten Pegelmessungen einbezogen. Die verschiedenen Sensoren werden durch lokale Stationsnetze verbunden und gesichert. Die GREF-Stationen werden an das Deutsche Haupthöhennetz (DHHN) angeschlossen. Viele GREF-Stationen sind mit ihren Messungen in internationale Projekte eingebunden.

Das Integrierte Deutsche Geodätische Referenznetz GREF dient der Vereinheitlichung des Raumbezugs der Bundesrepublik Deutschland. GREF-Stationen sind Bestandteil des europäischen GNSS-Permanentnetzes EPN und des internationalen Dienstes IGS für globale Navigationssatellitensysteme. GREF ist Grundlage für das Satellitenpositionierungsnetz der deutschen Landesvermessung SAPOS. Detailierte Angaben zu den vom BKG direkt betriebenen Stationen des GREF sind in einem Informationssystem GREF verfügbar.

Das BKG beteiligt sich an der Bestimmung präziser Bahnen für Satelliten der Navigationssysteme GPS und GLONASS, an der Ableitung aktueller Koordinaten im europäischen Referenzsystem ETRS89, an der Berechnung statischer und variabler Parameter des Erdschwerefeldes sowie an Aufgaben der Koordinatentransformation. Es ist Daten- und Analysezentrum für das Europäische Höhenreferenzsystem EVRS (Informationssystem EVRS)

Die gravimetrischen Arbeiten des BKG haben das Ziel, einen präzisen und einheitlichen Schwerestandard für die Bundesrepublik Deutschland zu realisieren. Das deutsche Schweregrundnetz (DSGN) bezieht sich auf das internationale System der Maßeinheiten (SI). Das DSGN ist zu erhalten und ist die Basis für die Berechnung von Schwereanomalien und Geoidmodellen. In Zusammenarbeit mit Nachbarländern wird ein einheitliches europäisches Schwerereferenzsystem aufgebaut.

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Beteiligung an Forschungs- und Entwicklungsprojekten

Die Abteilung Geodäsie kooperiert im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit anderen wissenschaftlichen Einrichtungen und Institutionen der Wirtschaft. 

Bei dem vom BMBF und DFG geförderten Programm Geotechnologien, Schwerpunkt Beobachtung des Systems Erde aus dem Weltraum, wirkt die Abteilung Geodäsie in zwei Projekten mit:

• In GGOS-D - Integration der Raumbeobachtungsverfahren als Grundlage eines globalen geodätischen-geophysikalischen Beobachtungssystems wird ein Daten- und Informationssystem für ein globales geodätisches Beobachtungssystem entwickelt.

• Bei GOCE-Grand II - GOCE Gravitationsfeldanalyse Deutschland II werden Beiträge der terrestrischen Gravimetrie zum regionalen Validierungs- und Kalibrierungsexperiment für die Satellitenschwerefeldmission GOCE geleistet.

In der DFG-Forschungsgruppe "Erdrotation und globale physikalische Prozesse" beteiligt sich das BKG an der Entwicklung eines virtuellen Erdrotations- und Informationssystems. 

Für die Entwicklung des europäischen Navigationssystems GALILEO ist das BKG im Rahmen von Konsortien an drei FP6 Entwicklungsprojekten der europäischen Kommission beteiligt. Im Projekt GGSP - Galileo Geodesy Service Provider Prototype wird das goedätische GALILEO Raumbezugssystem definiert und erprobt. Das Projekt GIGA - Galileo Integrated Reference Applications entwickelt Strategien zur Nutzung von GALILEO und EGNOS im Bereich Energie und GIS. Im Projekt Galilea wird die Generierung von Integritätsinformationen für Galileo und EGNOS aus lokalen Netzen untersucht.

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Internationale Dienste

Im Rahmen des Internationalen Erdrotationsdienstes IERS, dessen Zentralbüro vom BKG geführt wird, werden die weltumspannenden Netze der verschiedenen Raumverfahren kombiniert um das globale Internationale Terrestrische Referenzsystem ITRS, das Internationale Extraterrestrische Referenzsystem ICRS sowie die Rotationsparameter der Erde abzuleiten.

Mit der Gründung des International VLBI Service for Geodesy and Astrometry IVS und des International Laser Ranging Service ILRS sind die bis dahin eher losen Gefüge internationaler Forschergruppen durch strukturierte Organisationen ersetzt worden. Neben den Beobachtungsbeiträgen zu den globalen Referenznetzen (Fundamentalstation Wettzell, TIGO und O'Higgins) beteiligt sich das BKG in beiden internationalen Diensten als Analysezentrum und im Falle des IVS auch als globales Datenzentrum. Die Internationalen Dienste werden von der Internationalen Assoziation für Geodäsie (IAG) koordiniert.

In Abstimmung mit EUREF und EuroGeographics wurde ein Informationssystem für deutsche und europäische Bezugssysteme CRS-EU entwickelt, das Grundlage für die Beschreibung des Raumbezugs von Geoinformationssystemen ist und die Informationen zur Transformation von Koordinaten beinhaltet (Informationssystem CRS-EU).

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Geodätische Observatorien

Das BKG betreibt drei geodätische Observatorien. Aufgrund der Kombination und direkten Vergleichbarkeit der verschiedenen geodätischen Beobachtungstechniken werden das Observatorium in Wettzell und das Transportable Intergrierte Geodätische Observatorium (TIGO) als Fundamentalstationen bezeichnet. Es kommen Langbasis-Interferometrie zu Quasaren (VLBI), Laserentfernungsmessungen zu Satelliten (SLR) und zum Mond (LLR) sowie die Satellitenpositionierungssysteme GPS und GLONASS zum Einsatz.

• Das geodätische Observatorium Wettzell (Breite: N 49° 08’, Länge: O 12° 52’) wird im Rahmen der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie (FGS) betrieben. Zusätzlich zu den oben aufgegführten Techniken, befindet sich ein Ringlaser zur Beobachtung von kurzperiodischen Erdrotationsschwankungen seit 2001 in Wettzell.

Ansicht des geodätischen Observatoriums Wettzell

• TIGO (Breite: S 36° 50’, Länge: W 73°01') befindet sich zur Zeit im Einsatz in Concepcion, Chile. Es wird gemeinsam mit einem Konsortium, das von der Universität Concepcion / Chile geführt wird, betrieben.

TIGO in Concepcion, Chile

• Das geodätische Observatorium O'Higgins (Breite: S 63° 19’, Länge W 57° 54’) wird gemeinsam mit der DLR auf der antarktischen Halbinsel betrieben.

Station O'Higgins, Antarktis