Bezugs vs. Koordinatensystem / Geoid vs. Ellipsoid

Wissenschaft Geowissenschaften & Erdkunde
#1

Hallo,

ich bereite mich gerade auf die Klausur vor und wir bekamen gesagt dass wir den Unterschied zwischen Bezugs- und Koordinatensystem sowie den Unterschied zwischen Geoid und Ellipsoid wissen sollten, nun hab ich mir mal dazu etwas rausgeschrieben und wollte wissen ob das so stimmt.

Bezugs vs. Koordinatensystem
Ein Koordinatensystem hängt immer von einem Bezugssystem ab. Es gibt zwei unterschiedliche Bezugssysteme, den Geoid und das Ellipsoid.
Auch bei den Koordinatensystemen gibt es Unterschiede, nämlich das Gauß Krüger Koordinatensystem und das UTM Koordinatensystem. Darüber hinaus wird noch zwischen dem Kartesischen - und dem Polaren Koordinatensystem unterschieden.

Geoid vs. Ellipsoid
Der Geoid ist das Bezugssystem für die Höhenmessung und das Ellipsoid ist das Bezugssystem für die Lagemessung. Der Geoid hat eine unregelmäßige aus diesem Grund eigent sich das Geoid auch nicht zur Lagemessung. Das Ellipsoid ist eine Mathematisch optimierte Form des Geoides dadurch dass sie eine gleichmäßige Form hat eignet sich das Ellipsoid besser zur Lagemessung.

Habe ich noch was wichtiges vergessen?

lg Matthias

#2

Hallo Matthias, das Gauß-Krüger System ist ein Kartesisches und das Geographische ist ein Polarkoord System, kein darüber hinaus. Sonst alles ok. Gruß, eck.

#3

Hallo Eckhart,

danke für deine schnelle Antwort, das UTM ist aber auch ein kartesisches System oder? Unterschied zwischen GK und UTM ist ja nur der Maßstab, die Meridianstreifen breite und die Wertebezeichnung (Hoch-Rechts(GK)/North-East(UTM)) was mir später noch eingefallen ist, ich könnte doch auch schreiben dass man das Polare und Kartesische System hauptsächlich im Feld nutzt. Polar bei Theodoliten und Tachymetern und das kartesiche bei der Orthogonal Vermessung, oder irre ich mich?

lg Matthias

#4

Hallo Matthias,
hallo Eckhart,

da will ich nicht fehlen …

Wobei:
bei aller Exaktheit des Vermessungswesens - in Deiner Klausur musst Du das bringen, was in Deiner Vorlesung gebracht wurde.

Als Hilfe vielleicht noch das
http://www.sapos-bw.de/gps_bezug.htm

Von zwei Bezugssystemen kann man dann reden, wenn man unterscheiden will zwischen Lage- und Höhenbezugssystemen.
Eigentlich gibt es -s.o.- mehr Bezugssysteme.

Zur Zuordnung der Koordinatensysteme zum Messverfahren:

Ich meine das kann man heute nicht mehr so klar zuordnen.
EDM-Geräte liefern z.B. auch gleich GK- oder UTM-Koordinaten bei der Lagevermessung. GPS-Geräte können auch geographische Koordinaten anzeigen.

Grüße Roland

1 Like
#5

Das Polare bleibt auf der Kugel(fläche), das Kartes ist eine begrenzt gültige Ersetzung der gekrümmten Fläche durch eine (ebene) euklidische. Polare werden in der Navigation, in der Astronomie und im großräumigen verwendet. Kart nur im kleinräumigen, wo die Erdkrümmung vernachlässigt werden kann.

Auf 40 Km fällt der lokale Horizont um 125m ab. Gruß, eck.

1 Like
#6

Hallo Eckhart,
hallo Roland,

zuerst möchte ich mich mal für eure tollen Antworten bedanken.

Wenn ich das also richtig verstanden habe müsste ich also erstens nur zwischen der Unterscheidung Bezugs- und Koordinatensystem was abändern. Dann streiche ich den letzten Satz und verbessere den teil, dass es nur zwei Bezugssysteme gibt, besser gesagt, so:

Bezugs- vs. Koordinatensystem
Ein Koordinatensystem hängt immer von einem Bezugssystem ab. Man kann unterscheiden zwischen Lage- und Höhenbezugssysteme, das Geoid wird für die Höhenmessung verwendet und Ellipsoide werden wegen der mathematisch optimierten Oberfläche (im vergleich zum Geoid) für die Lagevermessung verwendet. Das heißt für die Höhenmessung gibt es nur ein Bezugssystem aber für die Lage Vermessung gibt es mehrere z.B.(Bessel Ellipsoid, GRS 80 Ellipsoid). Auch bei den Koordinatensystemen gibt es Unterschiede, nämlich das Gauß Krüger Koordinatensystem, das UTM Koordinatensystem und das geographische Koordinatensystem (X-,Y-,Z- Achse). Das GK Koordinatensystem ist genauso wie das UTM Koordinatensystem ein Kartesisches Koordinatensystem und das geographische Koordinatensystem ist ein Polares Koordinatensystem.

Ok, im letzten Satz kommt eindeutig zu oft „Koordinatensystem“ vor :smile:
Aber Sachlich dürfte es doch jetzt stimmen. Ich bin mir nicht sicher ob es mehrer Geoide gibt, bei den Ellipsoiden habe ich ja zwei genannt.

Von dem Bessel Ellipsoid haben wir auch was gehört, ich vermute jedoch, dass unsre Professorin nicht so ins Detail geht.

Mir geht es darum, dass ich den Zusammenhang der einzelen Folien im Skript verstanden habe und ich glaube das habe ich dank euch auf geschafft, danke schön nochmal.

lg Matthias

#7

Hallo Matthias,

damit kommen wir zur Gretchenfrage: was will Deine Professorin hören ?

Höhenbezugssystem:
aktuell gibt es in Deutschland … eines (?)
Das Deutsche Haupthöhennetz von 1992. Das hat aber ein Quasigeoid als Bezugsfläche. Das Quasigeoid ist quasi ein Geoid, wird aber etwas anders berechnet.

Historisch kann es hier und da noch andere Höhenbezugssysteme geben.
Weit verbreitet war im Westen das DHHN von 1912, in der DDR das SNN76, staatliches Nivellementnetz von 1976.

… und das geographische Koordinatensystem
(X-,Y-,Z- Achse).

Hm. Jein. Geographische Koordinaten würde ich eher mit Länge und Breite bezeichnen. XYZ nennt man die Koordinaten des dreidimensionalen räumlichen Bezugssystems, z.B. WGS84.
Beides lässt sich aber mathematisch exakt ineinander überführen.

Grüße Roland

#8

Hallo Roland,

aktuell gibt es in Deutschland … eines (?)

Ich glaube damit hast du mir sehr geholfen, jetzt versteh ich die Verbindung. Meine Aussagen, dass es nur EINEN Geoiden gibt müsste ja qutasch sein, denn Östereich hat ja schon ein anderes Höhenbezugssystem wie Deutschland und ich glaube in Wikipedia etc. gelesen zu haben dass die Amerikaner im vergleich zu Deutschland, was das Höhenbezugssystem angeht, einen Höhenunterschied von 40m haben also deren NN ist 40m anders höher oder tiefer als unsre annahme für NN. Allein der unterschied zwischen Östereich und Deutschland liegt ja schon bei 27cm, da gab es doch mal eine Brücke die zwischen der Schweiz und deutschalnd gebaut werden soll aber die Höhendifferenz in die entgegengesetzte Richtung ausgeglichen wurde…

Fazit: Der Unterschied zwischen Geoid und Ellipsoid liegt erstens bei der Verwendung, Geoide werden für die Höhenmessung und Ellipsoide für die Lagemessung verwendet, und zweitens, das Geoid entsteht durch die Korrektur (Geoidundulation) abhängig von der Schwerkraft, deshalb fließt dass Wasser auch nicht bezogen auf das Geoid.
Das Ellipsoid ist eine mathematisch (relativ) einfache Form (Rotationsellipsoid)

Ich glaube damit habe ich mal die wesentlichsten Punkte angesprochen.

LG Matthias

#9

Hallo Matthias,

konzentrier Dich auf das für die Prüfung Wesentliche.

Für den Höhenbezug das Geoid zu wählen, hat ja den Hintergrund, dass dort kein Wasser fließen würde. Nur stößt man nirgends auf das Geoid, so tief man auch gräbt. Es ist eine gedachte, theoretische Fläche, die man mit verschiedenen Messgrößen -Höhendifferenz, Schwere, auch Schweregradienten- und Rechenmodellen anzunähern versucht. Das führt je nach Land und Ansatz letztlich zu verschiedenen Bezugssystemen.

Zu den Unterschieden der Höhensysteme in Europa vielleicht der Link
[http://www.bkg.bund.de/nn_175414/DE/Bundesamt/Geodae…](http://www.bkg.bund.de/nn_175414/DE/Bundesamt/Geodaesie/RefSys/RefHoehe/Hoehe03 node.html nnn=true)

Danach kannst Dich vertiefen:

So habe ich mal irgendwo die Bemerkung fallen lassen „es gibt mehr Geoide als Ellipsoide“. Es dürften so um die hundert sein. Nochmehr ?

Oder zu dem Höhenunterschied Amerika-Deutschland …
da glaube ich, verwechselst Du was. Der beträgt (nach meinem Halbwissen) einen halben Meter; das vrmtl. an der Ostküste, also der gemeinsamen Atlantikküste.

40 Meter beträgt in Deutschland stellenweise der Unterschied zwischen (Quasi-)Geoid und GRS80-Referenzellipsoid. Das GRS80-Referenzellipsoid ist nahezu identisch mit dem WGS84-Ellipsoid des amerikanischen GPS-Systems. Vielleicht daher die Verwechslung.

Grüße Roland

2 Like
#10

Hallo Roland,

danke für deine Antwort, Ich hoffe dass ich es jetzt verstanden habe. :smile:

lg Matthias