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19
Sep
2010
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Pressemeldung: Sind die Bezugssysteme WGS84 und ETRS89 wirklich gleich?

Berücksichtigung der Kontinentaldrift bei Transformationen von GPS-Koordinaten mit der Software TRANSDAT und GeoDLL

Bei Recherchen im Internet findet man oft die Information, das für GPS-Messungen verwendete Bezugssystem WGS84 und das europäische Bezugssystem ETRS89 seien nahezu identisch und Koordinatentransformationen zwischen den Bezugssystemen seien nicht notwendig. Tatsächlich unterscheiden sich die beiden Bezugssysteme in ihrer Lage gegenwärtig um mehr als einen halben Meter. Für Zwecke der Navigation und Geoinformationswirtschaft ergibt sich daraus auf Grund des geringen Genauigkeitsanspruchs kein Nachteil und auf eine Umrechnung zwischen den Bezugssystemen kann verzichtet werden. Für hochgenaue Vermessungsarbeiten im Rahmen des geodätischen Raumbezugs und des Liegenschaftskatasters muss dieser Unterschied jedoch rechnerisch berücksichtigt werden.

Bei Recherchen im Internet findet man oft die Information, das für GPS-Messungen verwendete Bezugssystem WGS84 und das europäische Bezugssystem ETRS89 seien nahezu identisch und Koordinatentransformationen zwischen den Bezugssystemen seien nicht notwendig. Tatsächlich unterscheiden sich die beiden Bezugssysteme in ihrer Lage gegenwärtig um mehr als einen halben Meter. Für Zwecke der Navigation und Geoinformationswirtschaft ergibt sich daraus auf Grund des geringen Genauigkeitsanspruchs kein Nachteil und auf eine Umrechnung zwischen den Bezugssystemen kann verzichtet werden. Für hochgenaue Vermessungsarbeiten im Rahmen des geodätischen Raumbezugs und des Liegenschaftskatasters muss dieser Unterschied jedoch rechnerisch berücksichtigt werden.

Hier sollen zwei Fragen geklärt werden:
1.Wie kommt es zu der Differenz zwischen den beiden Bezugssystemen?
2.Welche Möglichkeit gibt es, die Differenz rechnerisch auszugleichen?

Das für GPS-Messungen verwendete Bezugssystem WGS84 basiert auf dem weltumspannenden Internationalen Terrestrischen Referenzsystem ITRS, das fest am Massenschwerpunkt der Erde festgemacht ist. Infolge der Plattentektonik bewegt sich der eurasische Kontinent innerhalb des ITRS auf der Erdoberfläche langsam nach Nordosten.

Das ETRS89 ist ein geozentrisches Bezugssystem für Europa, das auf dem Zustand des Internationalen Terrestrischen Referenzsystem ITRS zum Zeitpunkt 1. Januar 1989 basiert. Da die eurasische Kontinentalplatte größtenteils in sich stabil ist, steht mit ETRS89 ein für Europa einheitliches und zeitunabhängiges Bezugssystem zur Verfügung. Die Beziehungen zwischen Punkten auf dem stabilen Teil der europäischen Platte bleiben damit im ETRS89 unverändert.

Seit dem Beginn des ETRS89 hat sich Im Laufe der Jahre eine Differenz von 50 bis 60 Zentimeter zwischen WGS84 und ETRS89 gebildet, die dynamisch um ca. 2,5 Zentimeter pro Jahr zunimmt. Je nach der Lage eines Punktes auf der eurasischen Platte variiert die Differenz, da neben der Verschiebung des Kontinents auch eine Verdrehung stattfindet.

Die GPS-Satelliten liefern Signale, mit denen Positionen weltweit auf etwa 10 Meter genau bestimmt werden können. Mit Hilfe von Satellitenpositionierdiensten wir z.B. SAPOS oder ASCOS, kann die Positionierungsgenauigkeit bis in den Zentimeterbereich gesteigert werden. Für die Transformation der GPS-Koordinaten vom WGS84 in das Bezugssystem ETRS89 sind also Transformationsparameter erforderlich, die eine so hohe Genauigkeit unterstützen. Zu diesem Zweck werden von Zeit zu Zeit hochgenaue Parametersätze als ITRS-Jahreslösungen bzw. WGS84-Epochen berechnet und veröffentlicht. GPS-Koordinaten im Bezugssystem WGS84 werden mit dem Parametersatz ihrer Epoche nach ETRS89 umgerechnet. Für eine genaue Berechnung muss man also die Epoche, d.h. das Jahr der Realisierung der GPS-Daten, kennen. Die Jahreslösungen sind mit den Jahreszahlen in der Form ITRS89 für das Jahr 1989 bis ITRS10 für das Jahr 2010 und fortlaufend bezeichnet.

Die neue Version des von KilletSoft entwickelten Transformationsprogramms TRANSDAT stellt ein Modul bereit, mit dem sehr genaue Koordinatentransformationen aus aktuellen GPS-Messungen mit Hilfe des für das Jahr 2010 gültigen Parametersatzes ITRS10 in das Bezugssystem ETRS89 durchgeführt werden können. Außerdem ermöglicht das Programm die Transformation von GPS-Koordinaten beliebiger älterer und auch zukünftiger Epochen in das Bezugssystem ETRS89. Die in TRANSDAT verfügbaren ITRS-Parametersätze werden dazu für die kommenden Jahre dynamisch fortgeführt. Zur Harmonisierung von GPS-Koordinaten ist zusätzlich die Transformation von einer WGS84-Epoche in eine andere möglich. Als Koordinatensysteme werden geographische Notationen und UTM-Koordinaten verwendet. Falls erforderlich, kann in einem zweiten Schritt die Transformation der ETRS89-Koordinaten in lokale Systeme wie z.B. Gauß-Krüger mit den Bezugssystemen DHDN, RD, PD und S42 durchgeführt werden.

Zum Einbinden der vom Programm TRANSDAT verwendeten geodätischen Berechnungen in eigene Programme steht die Dynamic Link Library GeoDLL zur Verfügung. Alle darin enthaltenen geodätischen Berechnungen basieren auf strenge Formeln, mit denen hochgenaue Ergebnisse erzielt werden können. GeoDLL enthält auch die Parametersätze der ITRS-Jahreslösungen und die erforderlichen hochgenauen Transformationsroutinen. Damit die geodätischen Funktionen auf beliebigen Plattformen implementiert werden können, gibt es die GeoDLL auch als C++ Quelltext.

Weiterführende Informationen und die Möglichkeit zum download von Testversionen des Programms TRANSDAT und der GeoDLL finden Sie auf der Internetseite http://www.killetsoft.de

Für den Inhalt der Pressemitteilung ist der Einsteller, Fred Killet, verantwortlich.

Pressemitteilungstext: 626 Wörter, 4864 Zeichen. Pressemitteilung reklamieren

Keywords: Sind die Bezugssysteme WGS84 und ETRS89 wirklich gleich?, Pressemitteilung Killet Software Ing.-GbR

Killet Software Ing.-GbR - kurz: KilletSoft - ist ein Softwareunternehmen, das im Jahr 1991 gegründet worden ist und ausschließlich geodätische Ingenieurleistungen anbietet. Die Gesellschaft gliedert sich in die Bereiche "Geodätische Standardsoftware", "Internationale Geodaten" und "Entwicklungswerkzeuge für die Geoinformatik". Die Schwerpunktbranchen der von uns betreuten Unternehmen sind Ingenieurbüros, GIS-Entwickler, Internet-Marketing, Versorgung, Logistik, Telekommunikation, Sicherheitskräfte und der öffentliche Dienst. Unser Wirkungskreis beschränkt sich nicht nur auf die Bundesrepublik Deutschland, sondern wir sind in den Europäischen Ländern, den Vereinigten Staaten und in Ländern anderer Kontinente aktiv. Unsere Software ist stets Englisch- und Deutschsprachig dokumentiert.
Im Bereich "Geodätische Standardsoftware" legt KilletSoft den Focus auf die Entwicklung benutzerfreundlicher geodätischer Anwendungen. Durch unsere Präsenz im Internet profitieren diese Anwendungen sehr stark vom Benutzer-feedback. Unsere Ingenieure entwickeln Applikationen, in denen immer wieder Ideen und Wünsche der Benutzer einfließen und dadurch zu sinnvollen Updates der Software führen. Besonders stolz sind wir auf das Programm TRANSDAT, das weltweit Koordinatentransformationen und Datumswechsel zwischen den unglaublich vielen verschiedenen landesspezifischen Systemen durchführen kann und das im Laufe der Jahre einen hohen Bekanntheitsgrad erreicht hat.

KilletSoft bietet Lösungen auf Basis "Internationaler Geodaten" mit Georeferenzen, die sich auf Objekte von Raumordnungen verschiedener Auflösung beziehen. Die Georeferenzen liegen als Koordinaten von Orten und Ortschaften, postalischen Bereichen, Telefonvorwahlbereichen, Straßen und Straßenabschnitten und als Gebäudekoordinaten vor. Sie sind jeweils mit den passenden hierarchischen politischen Einheiten und ergänzenden Daten verknüpft. Die Geodaten von straßen- und hausgenauen Objekten sind von allen Europäischen Ländern erhältlich, alle anderen Geodaten sogar von nahezu allen Ländern der Welt. Die Georeferenzen sind als geographische Koordinaten, UTM-Koordinaten und für die Bundesrepublik Deutschland zusätzlich als Gauß-Krüger-Koordinaten und mit Geländehöhen in den Datenbanken enthalten. Die Datenbanken bedürfen der intensiven Pflege, um ständige Aktualität zu gewährleisten und unterliegen einem jährlichen Update.

Die anwenderbezogene Programmierung und Pflege der "Werkzeuge für die Geoinformatik" in Form von Libraries, DLLs und Quelltexten unterstützt unsere Kunden bei der Entwicklung eigener Applikationen. Das Entwicklungstool GeoDLL bietet geodätische Funktionen wie z.B. die verschiedensten Koordinatentransformationen, Datumswechsel und Entfernungsberechnungen zum Einbau in eigene Applikationen an, die in beliebigen Programmiersprachen geschrieben sein können. Die Entwicklungswerkzeuge werden durch Anregungen und Benutzerwünsche ständig ergänzt und verbessert.

Wir übernehmen Auftragsprogrammierungen, die sich mit unserem festen Personalbestand und einem Stamm von freiberuflichen Mitarbeitern zügig und zur Zufriedenheit der Auftraggeber realisieren lassen. Wir beschränken uns auf Programmierungen mit geodätischem Bezug im PC-Bereich unter WINDOWS. Jedoch liefern wir auch Quelltexte in C++ zur eigenständigen Kompilation auf anderen Plattformen aus.


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