Wissenschaftliche Zielsetzung und bisherige Arbeiten auf der Satellitenbeobachtungsstation Graz-Lustb ¨uhel

Paper-ID: VGI 197803

Wissenschaftliche Zielsetzung und bisherige Arbeiten auf der Satellitenbeobachtungsstation Graz-Lustb ¨ uhel

Karl Rinner¹

1 Institut f ¨ur Landesvermessung und Photogrammetrie der Technischen Universit ¨at in Graz, Rechbauerstraße 12, A-8010 Graz

Osterreichische Zeitschrift f ¨ur Vermessungswesen und Photogrammetrie¨ 66(1), S.

23–43 1978

BibTEX:

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Title = {Wissenschaftliche Zielsetzung und bisherige Arbeiten auf der Satellitenbeobachtungsstation Graz-Lustb{\"u}hel},

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Pages = {23--43}, Number = {1}, Year = {1978}, Volume = {66}

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ÖZfVuPh 66. Jahrgang / 1 978/ Heft 1

Wissenschaftliche Zielsetzung und bisherige Arbeiten auf der Satellitenbeobachtungsstation G raz-Lustbühel*)

Von Karl Rinner, G raz

Zusammenfassung.

23

Für die Geodäsie l iegen i n der Zukunft große Aufgaben vor. Denn d u rch die Erd- und Landesvermessung soll mit Hilfe von Satelliten und Automaten für die Messung und Berechnung das dynamische Verhalten der Erde erfaßt werden. In der Ingen ieurvermessung besteht die Forderung, durch verbesserte geodätische Aussagen den Fortschritt und die Wirtschaftlichkeit des Baugeschehens zu erhöhen. Ganz allgemein sollen geodätisch e Daten genauer, rascher und mit größerer Vollständigkeit zur Verfügung gestellt werden. Damit leistet die Geodäsie einen Beitrag zur technischen Entwicklung unserer Welt und zur E rh altu ng der Lebensbeding ungen auf dieser. Zur Erfüllung dieser Aufgabe sollte jedes Land durch E i n richtung von mindestens einem geodätischen Observatorium (Geostation) beitragen und sich m i t diesem an internationalen Projekten beteiligen; von diesen Stationen aus können die für aktuelle geodynam ische U ntersu­

chungen im nationalen Bereich erforderlichen Grundlagennetze abgeleitet werden. In Österreich wurde (auch) zu diesem Zwecke das Observatorium Graz-Lustbühel erric htet, in welchem Vertreter verschiedener Disziplinen an Problemen des Verhaltens der Erde und des nahen Weltraumes tätig sind. Über die geodätischen Zielsetzungen und über die bisherige Tätigkeit auf dem Gebiete der Geodäsie wird i n der vorliegenden Arbeit berichtet.

1. Einleitung

Am L ustbühel bei G raz wurde 1 976 ein O bservato rium in Betrieb genom­

men, in dem theoretische u nd experimentelle Forsch u ngen auf Gebieten der Astronomie, der Geodäsie, der Geop hysik und der Nach richtentech n i k durchgefü hrt werden sollen. Durch diese Tätig keit s o l l ein österreich ischer Beitrag zur E rforsch u ng des erd nahen Weltraumes erbracht ·werden. Das Observatorium soll auch als geodynamische Station an internationalen und nationalen Projekten teilnehmen, welche die Bestim m u ng geodätischer und physikalischer Parameter der E rde u n d des nahen Weltra u m es , sowie der Veränderung dieser G rößen in F u n ktion der Zeit zum Z iele haben. In der Folge wird erst das O bservatorium besch rieben, h ierauf werden d ie g eodäti­

schen Zielsetzungen erläutert, sch ließlich wird ü ber laufende P rojekte und bisherige Ergebn isse berichtet.

2. Beschreibung des Observatoriums

Das Observatorium G raz-L ustbühel l iegt auf einer 491 m hohen Wiesen­

kuppe, etwa 5 km östl ich vom Zentru m der Stadt G raz. Das etwa 2 ha g roße, zum Observatorium gehörige Gelä nde sichert freie S ichten u n d einen schö­

nen Ausblick auf die umliegenden Berge. G egen d ie Stadt G raz, in der etwa

*) Nach einem Vprtrag an der Rhei n.-Westf. F. W. U niversität i n B o n n (am 3 . 2. 1978).

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200 000 Menschen leben, ist es d u rch einen dichten Baum bestand sichtmä­

ßig abgeschirmt. Das Gelände und seine Umgebung geh ören z u m Erholu ngs­

raum der Stadt, der l'-Jame „ Lustbühel" d rückt aus, daß d ies a u c h in frü heren Zeiten schon der Fall war.

Das Observatorium wurde nach etwa zeh njähriger Plan u ngs- u n d Aus­

füh ru ngszeit im Dezem ber 1 976 fertiggestellt. Es besitzt zwei auf einem Flachdach montierte Ku ppeln für astronomische und geodätische Beobach­

tungen. Unter diesen befinden sich i n zwei h exagonal geg lied erten Bauteilen in zwei Stockwerken die Büro- und Laborrä u m e . Die Situ ieru ng des O bserva­

toriums und seine Konstruktion werden in den Fig . 1 , 2a u n d 2b dargestellt.

We/lraumobservolorium Graz - Luslbühel

,45/rcnomie

Im Observatori u m sind Forsch u ngseinrichtungen für d ie I nstitute für Astronomie und Meteorolog ie, sowie G eo physik der U n ive rs ität G raz, für die I nstitute für Landesvermessung u n d Photog ram m etrie, sowie Nach ric hten­

technik und Wellenausbreitung der Tech nischen U n iversität G raz u n d für das Institut für Weltraumforsch ung der Österreich ischen Akademie der Wissen­

schaften u ntergebracht.

In der westlichen Ku ppel ist eine P räzisionskamera BMK 75 der Fa. Zeiss (Oberkochen) äq uatorial montiert, mit welcher Richtun gsmess u ngen nach geodätischen Satel liten und die Beobachtung von kleinen Planeten des Sonnensystems ausgefü h rt werden. D ie östliche K u ppel ist fü r d ie D u rchfüh­

rung von astronom ischen Messungen zur E rforsc h u ng d es Sonnensystems und für Positionsbestimmungen vorgeseh e n . Auf der zwischen den beiden Kuppeln befind lichen Plattform befinden sich Antennen für F u n kmeß- u n d Dopplermeßanlagen, welche für geodätisch e Zwecke u n d f ü r d ie Jonensph ä­

renforschung benutzt werden.

Für die Ausmessung der p hotogra p h ischen Stern- und S atellitenaufnah­

men steht derzeit ein Stereokom'parator PKS 2 der Fa. Zeiss (O berkochen) m it einer automatischen Reg istrierein ric htung Ecomat 21 z u r Verfüg u n g . (Dieser soll jedoch in der nächsten Zeit gegen einen Monokom parator PKS 1 ausge­

tauscht werden, da mit diesem eine Verk ü rzung der A usme ßzeiten erwartet werden kan n.)

ÖZfVuPh 66. Jahrgang / 1 978/ Heft 1

F ig . 2a

25

Teslnelzpunkl

Erdgezeilens/alion

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c.o C\l Das österreichische Dreiecksnetz 1. Ordnung

T 11it Te/lurometer gemessene Seite 1111 Geodimeter gemessene Seite Aus /nvardraht-8asis abgeleitete Seite

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0 • Lotabweichungspunkt

100km

Fig. 2b

ÖZfVuPh 66. Jahrgang / 1 978/ H eft 1 27 Vom I nstitut für Meteorologie und G eophysik werden derzeit Messungen zur Bestimmung der Elektronend ichte der Ionosph äre und Studien ü ber deren Stru ktur durchgefü hrt. Hierz u werden F u n kmeß- und Dopplerein rich­

tungen für erdumlaufende und geostationäre Satelliten verwendet.

Das I nstitut für Nachrichtentechnik und Wellenausb reit u n g befaßt sich mit dem Einsatz von Nach richtensatelliten und den Ausbreitungsbed i n g u n­

gen für lange Wellen. Für die erste Aufgabe steht eine Bodenstation mit einem 3 m Parabolspiegel für Freq uenzen von 1 ^O GHz zur Verfü g u n g , m it der im Rahmen nationaler und internationaler Projekte Eigensch aften der Nachrich­

tenübertrag ung via Satellit für R u ndfu n k und Fernsehen u ntersucht werden.

Modelle für die Ausbreitung von langen Wellen m it Freq u enzen von 1 0 bis 1 00 kHz werden mit Hilfe einer Em pfangsstation u n d koord i n ierten Raketen­

experimenten stud iert. Dabei wird versucht, mehr E i n blick in den lon isations­

mechanismus und in den Aufbau der D-Schicht der Ionosphäre zu erhalten.

Für den Betrieb dieser Station wird ein hoc hstabi les Caesium -Freq uenznor­

mal benutzt, das die koord inierte Weltzeit (UTC) auf Grund ei nes Zeitverglei­

ches mit einer transportablen Atom u h r auf ± 1 µsec anzeigt. A u ßerdem erfolgt eine laufende Kontrolle mit H i lfe des Loran C-System es.

M it dem Caesium-Freq uenznormal soll auch das Langzeitverhalten der Synchronisation von digitalisierten Nachrichtennetzen u ntersucht werden.

Die damit erhaltene genaue Zeit steht allen I nstituten des Observatoriums zur Verfügung.

Die erforderlichen numerischen Berec h n u n gen kö n nen im Rechenzen­

trum Graz auf leistungsfähigen Com p utern (neuerdings UN IV AC 1 1 00/81 ) ausgeführt werden. Ein eigener Terminal ist vorgesehen.

I m Observatorium G raz-Lustbühel sind nach den vorhergehenden Aus­

führu ngen Vertreter versch iedener Fach richtungen u n d versc h iedener wis­

senschaftlicher Institute an eigenen u n d fallweise an gemeinsamen P rojekten und Aufgaben tätig und ben utzen dabei gemeinsame Geräte u n d Laborein­

richtungen . Diese für Österreich neue Form der wissenschaftlichen Zusam­

menarbeit, die erfolgte Ü berwindung alteh rwü rd iger Partiku larismen u n d der ständige Erfahru ngsaustausch lassen einen hohen Wirkungsgrad erwarten und eröffnen hoffnungsvolle Ausblicke für die Z u k u nft des Observatori u ms .

3. Al/gemeine geodätische Zielsetzungen

In der geodätischen Abteilung des Observatoriums sollen vor allem Probleme der Satellitengeodäsie ( ⁼ SG) u ntersucht werden . A u ßerdem ist die Ausarbeitung von Vorsch lägen für die Anwend u n g von E rkenntn issen der SG für die Praxis im allgemeinen und für die österreich ische Landesvermessung im besonderen vorgesehen. Diese Z iele sollen d u rch theoretische Stud ien, durch instrumentelle und verfah renstech n ische E ntwickl u ngen, sowie d u rch Beteiligung an internationalen geodätischen P rojekten erreicht werden. Die

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speziellen geodätischen Zielsetzungen für d as O bservato rium G raz-Lustbü­

hel sind natürlich von der allgemeinen E ntwicklu ngstendenz der geodäti­

schen Forsch ung und Praxis abhängig .

Nach wie vor ist es Aufgabe der Geodäsie, d ie geomet risch e Besch rei­

bung, Einteilung und Darstellung der E rdoberfläche u n d d e r d arauf befindli­

chen natürlichen und künstlichen Objekte d u rchzufü h ren u n d die Parameter des Schwerefeldes der Erde zu besti m m e n . Nach einer neueren Defin ition ist die Geodäsie die Wissenschaft von der Ausmessung u n d Darstellung der Erde und i h res Schwerefeldes in einem d reidi mensionalen zeitabhängigen Rau m . Dad u rch wird zum Ausdruck gebracht, daß n u n me h r auch die Forde­

rung gestellt wird, die Änderungen der geometrischen u n d g ravi metrischen Parameter der E rde und der darauf befi nd lichen O bjekte i n F u n ktion der Zeit zu bestimmen und die Tendenz d ieser Änderungen mög lichst rasch zu bestimmen.

Nach wie vor besitzt aber die Geodäsie zwei W u rzeln, aus welchen i h re Problemstellungen kom men. Eine liegt in den G eowissensc h aften u nd führt zu den mit der E rdfig u r zusammen hängenden P roblemen . D ie andere ist in die I ngenieurwissensch aften eingebettet u n d hängt m it der tec h n ischen Erschließung und Verwaltung der E rdoberfläche und der darauf befi nd lichen Objekte zusammen . Seide sind wesentlich, g leich notwendig, und g leich be­

rechtigt. Keine darf daher vernachlässigt werden. Als G eowissensch aft allein wäre die Geodäsie nur ein Teil der Geo p hysik, dem wegen seiner einfachen Problemstellungen eine untergeordnete Rolle z u kom men wü rde. Als Inge­

nieurwissenschaft ist sie eine wichtige Voraussetzung für d ie P lan ung und.

Durchführung von I ngenieurprojekten versch iedenster Art. I n beiden F u n ktio­

nen schafft sie Grundlagen, auf denen andere Disziplinen a ufbauen u n d die daher vor allem richtig sein müssen . Denn nicht i n der K ü h n heit und Kompli­

ziertheit ihrer Gedanken, sondern i n der nach mensch lichem E rmessen gesicherten Richtigkeit der Aussage l iegt i h r Wert.

Die geodätischen Aussagen werden aus I nformationen abgeleitet, welche d u rch geometrische, astronomische u n d g ravimetrische M e ßg rößen oder durch (andere) Verfah ren der Fernerk u n d u n g verm ittelt werd e n . Die Verarbei­

tung dieser Daten erfolgt mit Hilfe funktionaler u n d stochastisch er, mathema­

tischer und physikalischer Modelle, deren Stru kt u r immer differenzierter, und deren Approximation an die in der Nat u r ablaufenden Vorg änge besser wird und welche daher zu genaueren Aussagen fü h re n . Die erstrebte Verkürzung der für die geodätische Aussage benötigten Zeit, welche n otwendig ist, u m in nerhalb eines kurzen Zeitintervalles eine Veränderung v o n Z ustandsg rößen in Funktion der Zeit und i h ren Trend z u erke n n e n , kan n d u rc h Steigerung der Meßgenauigkeit, d u rch bessere Modelle und Verkü rzu n g der für die Messung und Berech nung (Gewi nnung und Verarbeit u n g der I nform ation) erforderli­

chen Zeit erreicht werden . Wird dieser Weg besch ritten , so kann die Geodäsie auch Aussagen ü ber globale und lokale Beweg u n gsvorgänge in der E rd-

ÖZNuPh 66. Jahrgang /1 978/Heft 1 29 kruste und über Deformationen und Beweg u ngen (Rutsch u n gen) nat ü rlicher und künstlicher Objekte im Nah bereich machen. Sie wird damit ein Instrument zur Früherken nung solcher Veränderungen i n lokalen, reg ionalen u nd globa­

len Zonen. Sie kön nte beitragen, sich anbahnende Katastrophen rech tzeitig zu erkennen und Abweh r- und Sch utzmaß nahmen gegen d iese einzu leiten.

Zu diesem Zweck werden integ rale Systeme für d ie Datengewinnung und Datenverarbeitung benötigt, d u rch welche syste matische Einflüsse erkannt und ausgeschaltet werden . M it d iesen sich selbst kalibrierenden und mög­

lichst automatisch ablaufenden Systemen sollen Kontrollp u n kte höchster Genauigkeit bestimmt werden, welche den b is herigen Festpu n ktfeldern erster Ordnung ü bergeord net sind. Dazu wird vorgesc h lagen, O bservatorien einzu­

richten, welche etwa 1 000 km voneinander entfernt sind und welche mit Einrichtungen für die Gewinnung von Meßdaten von und nach geodätischen Satelliten (Richtungen, Entfern u n gen, Dopplerdaten), für d ie D u rchführung von terrestrischen geodätischen Messungen (Richtungen, Entfern u ngen, Höhen), von astronomischen Messungen (Lotrichtung, Azim ute, interferome­

trische Messu ngen nach Q uasaren) u n d von Sc hweremessu ngen (Potential­

differenzen , Schwerewerte, Gradienten und Erdgezeiten) ausg estattet sind.

Die gegenseitige Lage dieser geodynamischen ( ⁼ Geo-)Stationen soll im Rahmen internationaler Projekte der Satellitengeodäsie nach versch iedenen, von einander u nabhängigen Verfah ren bestimmt und in mög lichst kurzen Abständen ü berprüft werden . Au ßerdem sollen terrestrische, astronomische und interferometrische Verbindu ngsmessu ngen ausgefü h rt und in geeigne­

ten Abständen wiederholt werden. Dadu rch werden Daten für g lobale und regionale Netze zur Besti mmung der gegenseitigen Lage, sowie von E rd para­

metern und zum Stud ium ihres zeitlichen Verhaltens g ewo n n e n .

M i t d e r Errichtung und d e m Betrieb v o n Geo-Stationen k a n n jedes Land zur Lösung der für alle Länder wichtigen P robleme der E rdmess u ng be itragen und gleichzeitig an den neuen Entwickl ungen teilnehmen. D u rch die Geo­

Stationen werden Grund lagen für die eigenen natio nalen geodätischen und geophysikalischen Aufgaben bereitgestellt. Damit wird der Ein blick u n d die Steuerung der weiteren Entwicklung d ieser A ufgaben sich ergestellt u n d diese bleiben trotz internationaler Kooperation dem nationalen Hoh eitsbereich zugeord net. Würde eine derartige M itarbeit n icht erfolgen, so m ü ßten fremde Agenturen mit der Durchfü h rung der erforderl ichen G ru n d lagenmessu ngen beauftragt oder die Du rchfü hrung d u rch Kauf fremder L izenzen ermöglicht werden. Dadu rch würde nicht nur dem lande, sondern auch der gesamten Geodäsie Schaden zugefügt werden, weil all die vielen Beiträge nicht entste­

hen könnten, welche aus einer von individ u alistischen Stan d p u n kten ausge­

henden und auf individ ualistischen Wegen erfolgenden Forsc h u ng folgen.

Die weiteren geodätischen Aufgaben sind für E ntwickl u n gsländer und Länder mit geodätischer Trad ition versch ieden. I n En twicklu ng sländern liegt die Aufgabe vor, möglichst rasch ein gen ügend dichtes und gen aues System

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von Kontrollpunkten als G rundlage für jene geodätischen O perationen zu besti mmen, welche von der Wirtschaft, der Tec h n i k und der Verwaltu ng des Landes benötigt werden. Traditionsländer h aben d ie A ufgabe, zusätzlich zu den schon vorhandenen Grund lagen ü bergeord nete Systeme zu bestim men, durch welche eine genauere, vollständigere und raschere Beschreibung regionaler und lokaler Veränderu ngen der E rdo berfläch e u n d D u rchfüh rung von Ingenieurvermessu ngen hoher Genauigkeit möglich wird .

In Entwicklungsländern wird die Sc h affu ng der Kontro l l p u n kte in ver­

schiedenen Phasen erfolgen können, welche aufei nander aufbauen und Bausteine eines Gesamtsystems sind. I n der ersten Ph ase werden Kontroll­

punkte für die Lage und Höhe in Abständen von etwa 200 km m it H i lfe von Systemen von Navigationssatelliten (wie Tran et-Doppler), Schwerewerte d u rch Absolutmessu ngen an diesen P u n kten bestimmt werd en. Der Anschluß an übergeord nete regionale oder Weltsysteme wird d u rch E i n b ezieh u n g der Geo-Stationen des Landes ermög licht. In der zweiten Ph ase erfolgt eine Verdichtung d urch terrestrische Verfa h ren mit H i lfe von Lage-, Höhen- und Schwerenetzen bis zu Abständen von etwa 10 bis 20 km . Dabei werden in Zuku nft die Verfah ren der l nertialvermessu ng beso ndere Anwen d u n g finden . I n der dritten Phase werden Verfa h ren der Aerotriangu lation u n d der Radar­

grammetrie eingesetzt, u m d ie für die Herstellung von digitalen Modellen und Karten erforderlichen Paßpun kte zu erh alte n . Nach Schaffu ng dieser für die Praxis notwendigen Grund lagen fo lgen astronomische Messu ngen z u r Be­

stimmung von Laplacepunkten u n d eines lokalen G eoides, ergänzende Verbindu ngsmessungen und im Ansc h l u ß daran eine gemeinsame Ausg lei­

chung aller Daten, u m homogene G ru nd lag en zu erhalten . Da von Anbeginn an das System ü ber Geo-Stationen u n d Satell iten an ein ü bergeordnetes regionales oder Weltsystem angesch lossen ist, ist die gemei nsame Ausg lei­

chung aller Meßdaten und der Z u sammensc h l u ß nation aler Systeme zu übergeordneten regionalen nur mehr von wissenschaftlichem I nteresse.

In geodätischen Trad itionsländern sind Kontrollp u n kte der nationalen Systeme in der Regel schon vorhanden . H ier besteht die A u fg abe, diese zu einem ü bergeord neten System zusammenzuschließen u n d g leichzeitig die Grundlagen für ein ü bergeordnetes System höh erer G en a u i g keit z u schaffen, mit dem die aktuell werdenden dynamischen A ufgaben der G eodäsie gelöst werden können. Die h iezu benötigten Kontrollpunkte n u l lter O rd n u n g werden an Geo-Stationen angesch lossen u n d ä h n lich wie d iese d u rch integ rale Systeme bestimmt. Auch für d iese sind Wiederholu ngsmessu n gen erforder­

lich, deren Abstände von den erwarteten Beweg u ngen abhängig sind.

Die in der Erdkruste auf den Kontinenten u n d im Meer vermarkten Kontrollpunkte dienen als Ausgangsp u n kte für Folgemessu ngen und als I ndikatoren für Bewegu ngen der Erdkruste u n d Veränderungen . In beiden Funktionen werden sie d u rch Navigationssatelliten m it beka n n ten Bah ndaten ergänzt. Die Position dieser Satelliten ist in Fun ktion der Z eit bekannt, die

ÖZNuPh 66. Jahrgang/1 978/ Heft 1 31 Satellitenbahn gleicht daher einer kontinu ierlichen Folge vo n Kontrollpunk­

ten. Wegen der veränderlichen Lage des Satelliten ist, wie in d e r Astronom ie, die Benutzung optimaler Konfig u rationen für d ie terrestrische P u n kt bestim­

mung möglich. Die Bahndaten werden d u rch Änderungen des Verhaltens der gesamten Erde (Massenverteilu ng, O rientieru ng) u n d d u rc h lokale oder regionale Veränderungen beeinflußt. Änderu ngen der Bahndaten geben daher H inweise für diese.

Durch die besch riebenen Forderungen nach einer „dynamischen" G eo­

däsie werden n icht n u r den wissenschaftlichen I nstitutionen neue Aufg aben gestellt, sondern auch den nationalen Vermessu ngsbeh örde n . Diese Anforde­

rungen sind i n den Entwicklu ngsländern leicht z u erken nen u n d h aben dort den stufenweisen Aufbau eines in übergeordn ete reg io nale u n d Weltsysteme eingebetteten einheitlichen Vermessu n gssystems z u m Ziel. In den geodäti­

schen Trad itionsländern bringen d iese Forderungen zusätzlich zu den A ufga­

ben der E rhaltung, Verbesserung und Verwaltu n g schon vorliegender Fest­

punktfelder die Aufgabe der Einrichtung ü bergeord neter Festpun ktsysteme höchster Genauigkeit und der Geostationen, sowie den Zusammensc h l u ß zu regionalen Systemen. Dies bedeutet natürlich einen zusätzl ichen Personal­

und Sachaufwand.

Eine Vorstellung von dem weltweit, besonders i n E ntwicklu ngsländern zu leistenden Aufwand vermittelt eine U N ESCO-Stud ie [1 ] aus dem Jahre 1 976.

Nach dieser gibt es erst für etwa ein D rittel der Kontinente ausreichend genaue und dichte Festpunktfelder. Um bis zum Jah r 2000, dem Zeitpu n kt, in dem sich die Menschheit verdoppelt h aben wird , die volle Decku ng zu errei­

chen, m u ß der jährliche Z uwachs von bisher 0,4 v. H. um d as Siebenfache gesteigert werden. Auch für die Land kartenrüst u n g liegt ein g roßer Nach hol­

bedarf vor. Zwar gibt es von den in vorwiegend Landwirtsch aft betreibenden präindustriellen Ländern d ie benötigten Karten 1 : 250 000 bereits etwa 85 v. H. Für Länder, die vorwiegend Ind ustriegüter p roduzieren , fehlen jedoch etwa 60 v . H . der in diesem Stadium benötigten Karten 1 : 50 000. Von den im postindustriellen Stadium der Dienstleistu ngen ben ötigten g roßmaßstäbli­

chen Karten bis 1 : 5000 g ibt es n u r etwa 1 3 v . H. Noch u n g ü n stigere Verhält­

nisse bestehen in den zweid rittel der E rdoberfläch e, welch e von den Meeren bedeckt sind und zunehmende wirtschaftliche Bedeutung erhalten . Fest­

punktfelder feh len fast vollständig, Karten im Maßstab 1 : 1 00 ^ObO u n d g rößer sind nur für etwa 5 v. H . des Meeresbodens vo rhanden. Weg en der in der Meeresgeodäsie vorliegenden besonderen Verhältn isse erscheint es auch aussichtslos, den für die Kontinente vorgesehenen Weg der Schaffu ng von dichten Festpun ktfeldern am Meeresboden zu gehen . Vielmeh r werden vor allem Satelliten die Aufgaben der Kontrollp u n kte u n d genaue N avig ationsver­

fahren die Positionsbestimmung ü bernehmen. Aber auch in d iesen Gebieten werden Geo-Stationen und einzelne am M eeresboden vermarkte P u n kte

32 ÖZfVuPh 66. J ahrgang / 1 978/Heft 1

geschaffen werden müssen, u m die Beweg ungen der E rdkru ste u nterhalb der Meere erfassen zu können.

Eine in [1 ] durchgefüh rte Unters u c h u n g des für die D u rchfü h rung der notwend igen Grundlagenmessungen bis zum Jahre 2000 ben ötigten Sach­

und Personalaufwandes führt zur Forderu ng, den bisherigen weltweiten Aufwand von etwa 3,5 M ia. US$ oder von 25 U S$/ km je Jah r zu verdoppeln.

Dies ist absolut gesehen, ein hoher Betrag , relativ z u dem 1 976 für militä­

rische Rüstungen bereitgestellten Aufwand von 276 M ia. US$ ist er jedoch gering und erreicht nur etwa 4 v. H . dieser S u m m e . A u ßerdem kann dieser Betrag d u rch Intensivierung der geodätischen Forschung u n d die dad u rch erwartete Entwicklu ng automatischer Verfah ren m it g rößerer W i rtschaftlich­

keit verringert werden . Auch die nach wirtschaftlichen G esichtspunkten mögliche Festsetzung neuer Q ualifikationsmerkmale für Karten u n d dig itale Modelle kan n dazu beitragen.

Dafür sprechen aber auch noch and ere Arg u mente. N u r m it der Schaf­

fung der besch riebenen Grund lagen u n d Verfah ren hoher G enauigkeit wird die Geodäsie auch in Zuku nft in der Lage sein, d ie bisher a u f den Gebieten der Geo- und Ingen ieurwissenschaften, sowie in der Wirtschaft u n d Verwal­

tung ausgeübte Ordn ungsfu n ktion zu erfü llen. N u r m it d iesen können i h re Aussagen auch in Zuku nft Fundamente sein, auf welc hen d ie Aussagen anderer Disziplinen aufbauen . N u r dad u rch wird sie auch in Z u k u nft einem Notar der Erde gleichen, der das Vertrauen der G eo- u n d I n genieurwissen­

schaften und der zugehörigen Techniken besitzt. Allerdings m u ß als wichtige Voraussetzung hiefür die bisherige g ü ltige geodätisch e Berufsethik erhalten bleiben. Das heißt, die Geodäsie m u ß auch weiterhin eine G eo- u n d I nge­

nieurwissenschaft bleiben. Sie m u ß sich auch weiterhin m it der eingangs geschilderten geometrischen und g ravimetrischen Ausmessu ng der E rdober­

fläche und der darauf befind lichen natürlichen u n d künstlichen Objekte, deren Darstellung und fehlertheoretisc he D u rc h leuchtung u n d der E rmittlung der. Veränderu ngen ihrer Aussagen in F u n ktion der Zeit u n d des Trends dieser Veränderungen begnügen . Ihr Ziel m u ß sein, d iese A ufgabe möglichst rasch, möglichst vollständig und möglichst genau auszufü h re n . Dabei soll bewußt sein, daß der Gewi nn einer Zehnerpotenz in der G en a u ig keit und Geschwindigkeit der geodätischen Aussage ü ber das Verh a lten der E rde im Großen verg leichbar ist mit dem Gewinn an Einsicht d u rch die A uffindung eines neuen Partikels im kleinsten Baustein der E rde, dem Atom . Daraus kann wiederum die Berechtig ung für die Höhe der frü her genan nten finanziellen Anforderungen abgeleitet werden, denn d iese sind in Verg leich etwa mit dem Aufwand der Atomphysiker sehr gering.

Die Interpretation der geodätischen E rgebnisse muß aber den z uständi­

gen Disziplinen überlassen bleiben. Der G eodät m u ß sich zwar m it dem Wissensgut der Nachbardisziplin befassen , um die von diesen bereitgestellten

ÖZ!VuPh 66. Jahrgang/1 978/ Heft 1 33 Geräte und Verfahren zu verstehen, u m diese in seine Meß- und Berech­

nungsverfahren integ rieren zu kö n nen und um in der Lage zu sein, eine sinnvolle Aussage zu machen. Aber das Auflösen g roßer G leic h u ngssysteme;

von kom plizierten Differential- u nd Integralgleich u ngen, die I nteg ration von Satellitenbahnen, die Theorie der Quasare, die Konstru ktion von Meßgeräten und strukturellen und kosmetischen P roblemen der modernen Statistik sind nicht die wesentlichen Merkmale der G eodäsie. Sie sind notwendige Werk­

zeuge, mit denen der Geodät seine Informationen gewinnt u n d verarbeitet.

Die geodätische Leistu ng liegt aber in der Aufstellung der p hysikalischen, mathematischen, funktionalen und stochastisc hen Modelle für Messung, Reduktion, Verarbeitung und der statistischen Interpretatio n der geodäti­

schen Aussage. Das Ergebnis sind immer Zahlenwerte für geodätische Modellparameter, sowie Vertrauensintervalle oder andere statistische K rite­

rien h iefür und daraus abgeleitete Verzeich n isse u n d Pläne.

Wesentlich für das geodätisc he Berufsethos ist auch d ie angestrebte Transparenz der ben utzten Verfahren u n d die nach mensch lichem Vermögen gesicherte Richtigkeit der Aussage. Der alte geodätisc he Leitsatz „Was n icht kontrolliert ist, ist falsch" hat auch im Zeitalter der Computer u n d Automaten seine Berechtigung. Es m u ß daher abgelehnt werden, u ngep rüfte Computer­

ergebnisse zu ben utzen , oder nicht mehr transparente Verfa h ren der Daten­

verarbeitung anzuwenden oder auto matische Meßverfa h ren als richtig anzu­

erkennen, ohne die wirkenden systematisc hen E i nflüsse erfassen zu kö n nen.

Auch aus diesem Grunde ist es notwendig, daß Geodäten aus aller Welt sich mit den Problemen der Mess u n g , Red u ktion u n d Verarbeitu ng der Meßdaten befassen, diese kritisch d u rch leuchten und so sicherstel len, daß geodätische Grundlagenarbeit richtig ist. Auch d ies kan n als Aufgabe der Geo-Stationen angesehen werden. Sie sollen O bservatorien sein, i n denen in internationaler Kooperation im nationalen Hoh eitsbereich geodätisch e Ver­

fahren entwickelt, überprüft und angewendet werden, um lokale, regionale Aussagen zu gewinnen und zu globalen Aussagen beizutragen .

4. Geodätische Zielsetzungen für das Observatorium

Aus den allgemeinen Betrachtungen der vorhergehenden Absch n itte ergeben sich die folgenden geodätischen Zielsetzu ngen für d as Observato­

riu m Graz-Lustbühel:

9 Das Observatorium G raz-Lustbühel soll als österreich ischer Beitrag eine Station eines europäischen. oder Weltsyste ms von Geo-Stationen sein, durch welches das dynamische Verhalten der E rde m it g eodätischen Verfah ren festgestellt wird. Au ßerdem sollen darin Methoden für g eodä­

tische Verfah ren hoher Genauig keit für Zwecke der Land es- u n d Inge­

nieurmessungen erprobt und entwickelt werden.

34 ÖZfVuPh 66. J a h rgang / 1 978/ Heft 1 e Das Observatorium soll als österreichische Station an internationalen

geodätischen Projekten teilneh men. Der Stellung Österre ichs als neutrales Land entsprechend, wird in g leicher Weise die Betei lig u n g an westlichen und östlichen P rojekten an gestrebt.

e I m Observatorium sollen permanent Messu ngen nach geodätischen Satel­

liten ausgeführt werden. Die d reidimensionale terrestrisc h e astronomisch­

geodätische Verbind u ng mit G eo-Stationen in benach barten Ländern soll hergestellt und i n Abständen von etwa zehn Jah ren wiederholt werden.

e Vom Observatorium ausgehend soll ein österreich isc h es Netz n u llter Ordn ung entstehen, das dem Landesnetz erster O rd n u n g ü bergeordnet ist. An dieses Netz sollen Detailnetze für die Kontrolle tekton isch aktiver Gebiete angesch lossen werden. Auch diese Messu ngen sollen in be­

stimmten, aus geophysikalischen u n d geologischen Theorien folgenden I nterval len wiederholt werden .

e Mit den im Observatorium gewonnenen E rfah rungen u n d E rkenntnissen soll die Struktur der geodätischen Landesnetze in Öste rreich studiert und gegebenenfalls verbessert werden. A u ßerdem werden d araus P rognosen für das lokale Verhalten der Kruste in tekton isch aktiven G e bieten u n d für die geophysikalische Exploration erwartet.

e Die Einrichtungen des Observatoriums u n d die gewo n n e nen E rfah ru ngen sollen als österreichischer Beitrag zur E ntwicklung g eodätischer Verfah­

ren auch Entwicklungsländern z u r Verfüg u n g gestellt werd e n .

In der Geo-Station G raz-Lustbühel werden derzeit Richtun gsmessungen mit einer Meßkammer und Dopplermessu ngen für TRANET-Satelliten und G EOS C ausgeführt. Außerdem Reg istrieru ngen von E rd gezeiten in der Nähe des Observatoriums, Messungen i n einem d reidimensionalen Testnetz (Stei­

ermark) in der weiteren Umgebung u n d Vorbereitu ngen f ü r beabsichtigte Lasermessu ngen.

a) Photographische Richtungsbestim m u n gen

Durch photog raph ischen Ansc h l u ß an Fixsterne besti m m te R ichtu ngen können derzeit mit einer Genauigkeit von etwa ± 0:2 oder ± 1 m m / km ermittelt werden. Sie sind im h i m melsfesten astronomischen Äq uatorial­

system, also in einem woh ldefinierten Inertialsystem, orientiert, in dem die zahl reichen I nformationen der Astronomie enthalten sind, u n d u n terscheiden sich dad u rch von anderen Bezugssystemen der Satellitengeodäsie (siehe [7]).

Für die Positionsbestimm u ng mit derartigen Richtungen sind a u ßer einem Modell für die Differentialrefraktion kei ne weiteren A n n a h m e n ü ber physika­

lische Stru kturen der Erde oder ih res Schwerefeldes n otwendig. Die in Verbindung mit einer Zeitmessu n g erh alten en Richtungen sind absolut im Inertialsystem orientiert, sie entsprechen den astro n o m isch orientierten Richtungen der terrestrischen Geodäsie und kön n en wie d iese, trotz geringer

ÖZfVuPh 66. Jahrgang / 1 978/ Heft 1 35 Genauigkeit, zur Stützung von Netzen verwendet werd e n . Dazu kommt, daß das Potential von raumorientierten Richtu ngen für d ie Bildung von Raum net­

zen dem von Strecken (Lasermessu n g) u n d Strec kend ifferenzen (Doppler­

messung) vom geometrischen Stand p u n kt aus ü berlegen ist. Verfa h ren der Richtu ngsbestimmung d u rch photog rap hischen Ansc h l u ß an Fixsterne sind daher auch in Zuku nft für die Stützung und Kontrolle terrestrische r und übergeord neter Satellitensysteme von Bedeutu n g .

Aus n umerischen Experimenten u n d a u s theoretischen Ü berleg u n gen kan n erwartet werden, daß die Kombi nation von Richtungen m it E ntfernun­

gen oder Dopplerdaten zu optimalen Konfigu ratio nen füh rt.

Die Leistungsfähigkeit der Aufnahmekam mern u n d Verfah ren der ersten Generation (Wild BC ⁴ und andere) w u rde im PAG EOS-Projekt u ntersucht und mit etwa ± 0:2 Richtu ngsgenauig keit festgestellt. D u rch gerätetech­

nische Weiterentwicklungen und d u rch Ausn utzung von gewo n nenen E rfah­

rungen kan n eine geringfügig höhere Genauigkeit erwartet werden. Die vorgegebenen Schranken liegen in der E m u lsion, sowie in der Szinti lation und Refraktion und können n u r d u rch bessere Verfah ren z u r E rfassu n g d ieser verbessert werden.

Die im Observatorium G raz-Lustbühel aufgestellte bal listisch e Meßkam­

mer BMK 75 besitzt ein Objektiv Astro-Topar 750 m m , 1 : 2 , 5, die P latten haben ein Format 1 8 x 1 8 cm u n d können automatisch g ewechselt werden . Die Kammer ist parallaktisch nach dem System Zeiss / Coude in siderische Nachführung montiert. Die Kammer enth ält 8 Lamellen-Rotationsverschlüsse, der mittlere Öffn ungszeitpu n kt wird mit einer A uflösu n g von 1 0 µsec erfaßt und reg istriert.

Versuchsaufnah men der Satelliten Explo rer 1 9, Kosmos ^44, Pageos (Reststück) Red Cat und Salj ut 4 ergaben bei siderischer Nachfü h ru ng und Belichtungszeiten von etwa 30 sec eine o ptimale Abbildung für Sterne der Größe 6,5. Die Verzeich n u ng der Kam mer bei Blende 1 , 25 u n d 1 ,56 wurde aus Sternaufnah men ermittelt. Der Verg leich mit den Angaben der Herstellerfirma Zeiss zeigt maximale Verzeichn ung von ± 3 µ/ m .

Um die volle Leistungsfähigkeit der Kammern der· B M K-Serien festzustel­

len, wurde mit dem DGFl-München die Ausmess u n g ei nes B M K-Testnetzes mit den Stationen Berlin, Bonn, Wettzell u n d G raz, sowie m it der Poln ischen Akademie der Wissenschaften die Tei lnahme an einem P rojekt verein bart, das die Stationen Borowiec, Athen und G raz verbinden soll. Auch die M itarbeit an den l nterkosmos-Projekten der UdSS R ist vorg esehen.

Die BMK 75 soll auch zur Bestim m u n g der Polbeweg u n g eingesetzt werden . H iezu ist die Anbringung von zwei Talyvel-Libellen vorgesehen, durch welche eine gut genäherte Lotrechtstel l u n g der Kammerachse ermög­

licht wird . Aus Aufnahmen in vier sym metrischen Azim uten fo lgt m it H i lfe des für die Orientierung von Satellitenaufn ahmen entwickelten Verfah rens die Lotrichtu ng.

36 ÖZfVuPh 66. J ah rgang / 1 978/ Heft 1

Vor der Einrichtung des Observato riums G raz-L ustbühel wurden mit einer behelfsmäßigen Ausrüstung (BE 1 , f ⁼ 300 mm) des DGFI M ü nchen insgesamt 393 Aufnah men der Satelliten ECHO 1 , 2 und PAGEOS gemacht und von diesen 21 5 Simultanaufnahmen red uziert. Die aus der A usgleichung folgenden Richtungen wurden dem Westeuropäischen Satell iten-Prog ram m z u r Verfügung gestellt.

b) Dopplermessu ngen

Verfahren für die Positionsbestim m ung d u rch Dopplermessungen nach Satelliten mit bekan nten Bahndaten haben bereits jetzt g roße Bedeutung für die Bestimmung von geodätischen Kontrollpunkten i n E ntwicklu ngs- u nd Traditionsländern. Wegen des einfachen, weitge hend automatischen Ablau­

fes der Messung, der Unabhängig keit von optisc her Sicht, Wetter und der automatischen Berech n u ng der Ergebn isse ist d ieses Verfa h ren vom Stand­

punkt der Wirtsch aftlich keit allen ü brigen Verfah ren der Posit ionsbesti m m u ng mit Satelliten ü berlegen. Auch können damit bereits jetzt G ru n dsysteme für die Schaffu ng oder für die Stützung von terrestrischen Triangu lationen bestimmt werden. Ebenso ist die Positionsbesti m m u n g f ü r f.\ufgaben der Bodenord nung, der l ngenieurgeodäsie und der Geodynamik möglich. H in­

sichtlich der erzielbaren Genauigkeit und der anzuwen denden Verfah ren der Messung und Berechnung gibt es jed och noch Diskussionen.

Bei der Bestimm u ng von Einzel p u n kten wird angenom men, daß die Bahndaten bekannt sind, so daß die Genauigkeit der bestimmten Position vor allem von der Genauig keit dieser Daten abhä ngt. Dazu ko mmen in zweiter Linie die Genauigkeit der Meßdaten (Dopplerfreq u enzen) u n d die E rfassung des Einflusses der Refraktion.

Für die 5 bis 6 Satelliten des Navy-Navigatio ns-Sate llite n-Systems (N NSS) stehen genäherte (operative) Bah ndaten für eine im Intervall von 1 2 Stunden aktuelle Kepplerellipse zur Verfüg u ng. Diese werden aus 4 O P N ET (operatio­

nal network)- Stationen in den USA mit H ilfe des E rdmodelles WGS 72 berech­

net und bilden mit diesem zusammen das TRANS IT-System . Die Genauigkeit der daraus abgeleiteten Positionen wird mit ± 2 bis 5 m angegeben.

Zur 8erech nung der genauen Bahndaten werden zu sätzlich auch Dopp­

lermessungen auf 1 5 über die Welt vertei lte TRAN ET-Stationen verwendet.

Mit diesen und dem Erdmodell NWD 1 OF werden Ko rrektio nen zu den aus den genäherten Bahndaten folgenden Raum positio nen von zwei Satelliten (1 9 und 20) berech net und (nachträg lich) m itgetei lt. Au ßerdem werden kurzfristig in Abständen von zwei bis drei Jahren u n d langfristig in Abständen von zehn Jahren allfällige Änderungen der Statio nskoordinaten erm itte lt. D ie Genau ig­

keit der aus den genauen Bahndaten bestim mten Ei nzelpu n kte wird mit ± 0,2 bis 1 ,0 m angenommen . Durch Einze l p u n ktbestimm u n g m it genäherten (broadcast ⁼ BC) bzw. genauen (precise ⁼ P) Eph emeriden (BCU bzw. PE)

ÖZNuPh 66. Jahrgang /1 978/Heft 1 37 ergeben sich geozentrische Koordi naten in den Weltsystemen WG 72 bzw.

NWD 1 0F. Die relative Genauig keit einer P u n ktg ruppe kan n aus s i m u ltanen oder zentrierbaren Messu ngen wesentlich genauer erm ittelt werden .

Eine vollständige Elimination der Bahndaten ist theoretisch möglich, wenn auf mindestens sieben Statio nen m indestens 1 4 s i m u ltane Messu ngen ausgefüh rt werden. Beim Verfah ren der Translokatio n , bei dem n u r je zwei Stationen sim ultan oder semi-simu ltan messen, werden vor allem Translatio­

nen zwischen genäherter und genauer Bah n k u rve elimin iert. Beim erweiterten Verfahren der M ultilokation erfolgt auch die Elimination bestim mter D rehun­

gen . Bei beiden Verfah ren ist die Elimi nation jed och n icht transparent u nd erfolgt im statistischen Sinne. Aus d iesem G ru nde sind Sho rt-Arc-Verfah ren vorzuziehen, bei welchen für jeden Satelliten 5 u n bekannte Bahn parameter eingeführt und dUich Überlappungen m iteinander verknü pft werden. Bei diesen Verfah ren folgen zwar n u r genäh ert geozentrisc he Koordinaten der Punktg ruppe, die relative Genau ig keit der P u n kte ist jedoch g rößer und unabhängig von der Genauigkeit der vorgegebenen Bahndaten . G eozen­

trische Koordinaten können daraus m it Hilfe von Paß p u n kten d u rc h eine lineare oder Transformation höherer O rd n u ng abgeleitet werd en. Für die

„örtlichen" Punktlagen wird eine Genauigkeit von ± 0, 1 bis 0,2 m erwartet,' genaue Bahndaten werden n u r mehr für die Besti m m u n g von (mi ndestens 3) Paßpunkten der gesamten Gru ppe benötigt.

Für Entfern ungen von etwa 200 km kan n daher eine relative Streckenge­

nauigkeit von mehr als ± 1 m m / km u n d eine Richtungsgen auigkeit von mehr als ± 0';1 erreicht werden und mit l inear wachsender Entfe rn u n g ein linear abnehmender Wert. Da die Genauigkeit te rrestrischer Netze m it etwa ± 1 bis 1 0 mm/km angenommen werden kan n , ist d as TRANSIT-System schon jetzt in der Lage, zur Analyse und Verbesserung der Fehlerstrukt u r bestehender terrestrischer Netze beizutragen. Darüber h inaus verm itte lt, fü h rt es in Entwicklungsländern zu einer g uten G ru nd lage für den Aufbau reg ionaler Kontrollpunktsysteme. (Ein typisches Beispiel ist z . B . die Reg ion Asien und Ozeanien mit mehreren tausend I nseln und Halbi nseln wie Australien, Japan, Indonesien , I ndochina, die dad u rch in einfacher Weise m ite inander verbu n­

den werden kön nen.) Aber auch eine Stru ktu runters u c h u n g u n d Stützung der österreich ischen Triangulation 1 . O rd n ung erscheint mög lich m it dem Ziel, die Aufdecku ng von vermuteten systematischen Lotabweich u ngen u n d Refrak­

tionsfehlern im Hochgebirge. Außerdem wird eine Kontrolle des im R ETRIG erhaltenen G rundnetzes vermittelt.

Aus diesen G ründen werden im Observato ri u m Lustbühel auch Doppler­

messungen mit je einem Empfänger CMA 722B u n d CMA 725 für das NNSS­

System und für G EOS C-Frequenzen m it den ents p rechenden Z usatzeinrich­

tungen (Mini-H P Computer, Kassetten) a usgef ü h rt. Für die Date nverdichtung und für die Einzel- und Mehrfachpunktbestim m u n g d u rch Trans- u n d M u ltilo­

kation stehen erprobte Prog ram me (wie G EODOP) z u r Verfü g u n g . Die Be-

38 ÖZfVuPh 66. J a h rgang / 1 978/ Heft 1

rechn u ng wird i n den Rechenzentren G raz (UN IVAC 1 1 00 / 81 ) und Wien (CDC, CYBE R 74) ausgeführt werden . .

Als Fundamentalpunkt des Dopplernetzes i n Österreich w u rde am Dach des Observatoriums ein P u n kt vermerkt u n d darüber ein stabi les Gerüst für die Aufstellung der Antenne errichtet. Auf d iesem P u n kt w u rden in den Monaten Mai und Juni 1 976 insgesamt 650 b rauch bare Satellitendu rchgänge registriert. Die Ergebnisse der Auswertung m it genäh erten u n d genauen Bahndaten BCE und P E sind i n Tab . 1 zusam meng estellt u n d i n Fig. 3 gra­

phisch dargestellt. Daraus geht hervor, daß in beiden Fällen nach einer Registrierzeit von etwa 7 Tagen ein Einpendeln der E rgebnisse auf einen fast stabilen Wert erfolgt.

Mit d iesem Punkt h at Österreich auch an der zweiten eu ropäischen Dopplercampagne EDOC 2 (23 . April b is 7. Mai 1 977) teilgenommen, wobei 232 brauchbare Durchgänge registriert werden ko n n te n . Sch ließ l ich gehört der Punkt auch dem Deutsch-Österreich ischen Dopplernetz D Ö DOC an, in dem für 6 P u n kte der österreichischen Landestriangu lation Dopplerkoord ina­

ten ermittelt wurden. Die in versch iedenen Reg istrierperioden u n d d urch Auswertung in verschiedenen Rechenzentren bisher fü r den P u n kt Lustbühel erhaltenen Koordinaten sind in Tab. 2 zusam mengestellt. Daraus geht hervor, daß mit genäherten Bahndaten BCE ein P u n ktlagefeh ler von etwa ± 2 m, mit den genauen Bah ndaten ein solcher von etwa ± 0,4 m (absolut) erreicht werden konnte. Die nach den beiden Verfah ren erh altenen Koordinaten differieren jedoch, weil sie in versch iedenen Systemen (WG S 72 u n d NWD 1 OF) dargestellt sind.

Die in DÖDOC mit genäherten (BCE) und genauen (PE) Bah ndaten erhaltenen Ergebnisse für 5 P u n kte der Landestrian g u latio n w u rden mit den Koordinaten der RETRIG-Ausgleich ung (Phase 1 ) vergliche n . Dabei wurden die Undulationen des Bomford-Geoids sowie die Annahme eingefü h rt, daß die Höhen der österreichischen Triang u latio nspu n kte als G eoid h ö hen angesehen werden können. Die Transformation der aus Landeskoord i n aten und Höhen (nach bekannten Formeln) gebildeten Rau m koord i n aten in das DÖ DOC­

System erfolgte linear d u rch Verschiebung (3 Param eter), d u rch Versch ie­

bung und Dreh ung des Zeitmeridianes (4 Param eter) u n d (o h ne p hysikalische Berechtigung) auch d urch Versch iebu n g u n d Dre h u n g um 3 Achsen (6 Parameter), in allen Fällen m it und ohne Maßstabsänderu n g . Die verbleiben­

den Restklaffungen wurden i n das Horizo ntsystem jedes P u n ktes transfor­

miert und d u rch ellipsoidische Koordi naten u n tersch iede dx (Nord), dy (Ost) und dh (Lotrichtung) ausgewiesen. Die für Meh rfac h p u n ktbestimmung mit 5 Satelliten mit den genäherten Bahndaten BCE u n d d u rch E inzel p u n ktbestim­

mung mit 2 Satelliten mit genäherten u n d genauen Bah n d aten erhaltenen (vorläufigen) Ergebnisse enthält Tab . 3. In dieser sind auch d ie M aßstabsän­

derungen, der mittlere Klaffu ngsfehler m0 u n d die Transfo rm ationsparameter ausgewiesen .

ÖZfVuPh 66. J ahrgang/1 978/ Heft 1 39

DOPPLER - E I N Z E L PUNKTE INSCHALTUNG ( GRAZ - LUSTBÜHE L , PUNKT L 2 )

1 a , PE , SATE L L IT NR . 1 9

Tag Nr . Durchgänge 1::.X l::.Y

'° "' 1 2 6 - 1 3 2 2 5 30 , 6 ± ^{1 ' 3 8 5 , 7} ±

•ri

�

0 1 4 2 - 1 5 1 2 7 3 2 , 0 ± 1 ' 1 8 6 , 0 ±

""

� 1 1 2 6 - 1 5 1 7 7 3 2 , 0 ± 0 , 6 8 6 , 0 ±

1 b . BCE , ALLE SATELL ITEN ( NR . 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 9 , 2 0)

Tag . Nr . Durchgänge b. X

1 2 6 - 1 3 2 1 00 2 9 , 5 ± o , ⁷

'° . _"' 1 3 2 ^- 1 3 9 9 9 2 8 , 6 ± 0 , 7

•ri 1 3 9 - 1 4 7 1 00 3 0 , 2 ± ^{0 , 8}

�

0 "" ₁ 1 5 5 - 1 6 7 1 00 2 8 , 7 ± o , 7

•ri

�

1 2 6 - 1 8 2 6 5 0 2 9 , 9

1 c . BCE , E I NZ ELNE SATELL ITEN

Sat . Nr . Durchgänge l::. X

'° 1 2 1 4 0 3 1 ' 8 ± ^{0 , 6}

"'

•H 1 3 1 1 5 3 1 ' 7 ± ^{0 , 7}

�

0 "" ₁ 1 9 1 5 1 2 9 , 6 ± 0 , 6

•ri 1 9

�

Lfl 2 0 8 0 2 7 , 5 ± ^{0 , 8}

+ ) Vgl . Tab . 1 a und 1 c

Tab. 1

b.Y

8 5 , 0 ± 8 5 , 7 ± 8 5 , 7 ± 8 9 , 7 ± 8 5 , 5 ± 8 7 ' 1 ± 8 4 , 3 ± 8 6 , 5

D.Y

8 4 , 8 8 5 , 5 8 6 , 3 8 8 , 3 8 8 , 1 8 7 , 2

±

±

±

±

±

±

X y z

ti.Z

0 , 7 4 4 , 6 ± ^{1 ' 0} 0 , 5 4 4 , 4 ± ^{0 , 8} 0 , 6 4 3 , 9 ± 0 , 9 0 , 3 4 3 , 4 ±. o , 5 ^.,.)

Ll Z

0 , 4 4 4 , 9 ± ^{0 , 6} 0 , 4 4 9 ' 1 ± ^{0 , 6} 0 , 4

0 , 4 0 , 4 0 , 4 0 , 4

0 , 3 0 , 4 0 , 4 0 , 3 0 , 5 0 , 4

4 7 , 5 ± ^{0 , 6} 4 5 , 3 ± ^{0 , 6} 4 9 , 8 ± o , 5 4 7 , 4 ± o , 5 5 1 , o ± ^{0 , 6} 4 4 , 5

D. Z

4 4 , 0 ± o , ⁵ 4 3 ' 1 ± ^{0 , 6} 4 7 , 3 ± ^{0 , 6} 4 3 , 1 ± ^{0 , 5} 4 1 ' 0 ±. o , 7 4 7 , 4 ± o , ⁷

4 1 9 4 4 00 + b.X 1 1 6 2 6 00 + /!:;, y

4 6 4 7 200 + D.. Z

+)

40 ÖZfVuPh 66. Jahrgang / 1 978 / Heft 1

0 20 1,0 60 80 ^Durchgang

LlX 31 11--+----t---"=/" -...--'==�=---+---l

{m]

125 130 135 11.0 11.5 150 Tag 1976

0 50 100 150 200 250 300 350 ^Durchgang

l=' ig . 3

BCE

150 Tag 1976

ÖZNuPh 66. Jahrgang / 1 978/Heft 1

GEOZENTR 1 SCHE DOPPLERKOORD 1 NATEN DES STANDPUNKTES GRAZ - LUSTBÜHEL ZUSAMMENFASSUNG

H2ßkampagne Zeitraum All5'e:bmg Ephaneriden D.rrchgänge X (ml y (ml z (ml

(Satellit)

Testmessungen 1 . 5 .-30. 6 . 76 Graz Broadcast 650 4 1 94429 . 9 ±0.3 1 1 62686.3 ±0.3 4647244 .s ±0.3 EIXX:: 2 +1 23 . 4 . - 7 . 5.77 Frankfurt Broadcast 232 429.0 ±0.9 683.8 ±0.6

= ^{+ 1} 27 . 6.- 7 . 7 .77 Graz Broadcast 146 429 . 1 ±0.6 686. 6 ±0.5

Mittel Broadcast 429.3 ±0.3 685.6 ±0.9

Tesbnessungen 1 . 5 .-31 . 5 .76 Graz Precise ( 1 91 77 432.0 ±0.6 686.0 ±0,3 EIXX:: 2 + 1 23 . 4 . - 7 . 5 . 77 Frankfurt Precise ( 1 91 49 433.1 ±0,2 685 . 2 ±0.3

EIXX:: 2 + 1 23 . 4 . - 7 . 5 .77 Frankfurt Precise (201 50 432.0 ±0,2 684 . 9 ±0.3 EIXX:: 2 + 1 23. 4 . - 7 . 5.77 Frankfurt Precise ( 19+20} 99 432.6 ±0,2 685.0 ±0. 2 EIXX:: 2 +1 23 . 4 . - 7 . 5 .77 Brüssel Precise (1 9+201 74 432.2 ±0.1 685 . 1 ±0.2 eö= ⁺¹ 27 . 6 .- 7 . 7 .77 Graz Precise ( 19+201 58 432.4 ±0.2 686.J ±Q.3

Mittel Precise 432.4 ±0.2 685.4 ±0.2

Diff, PE -BCE

+) Vorläufige wertS ¹

!J.X, t:,Y, 6Z Koordinatenclifferenzen gegenüber Mittelwert

Tab. 2

D D D D C - R E S T K L A F F U ll G E ll llACH L l ll E A R T R A ll S F O RMA T I Oll G E G E ll R E T R I G 1 I II TAllGEll T I AL K O O R D l llATEll ( x , y , h )

248 . 1 ±0.B 250.7 ±0.S

247 . 8 ±1 . 8

2 4 3 . 4 ±0.5 245.2 ±0.2 244.8 ±0. 2 245.0 ±0, 1

244 .6 ±0.1 244 . 5 ±0.2

244 . 5 ±0.3

41

6X 6Y 6Z

-0.6 -0.7 +3 . 3 -!0.3 +1 . 8 -0.3 -!0.2 -1 .0 -2.9

-!0.4 -0.6 +1 . 1 -0.7 -!0.2 -0.7

-!0.4 -!0.5 -o.3 -o.2 -!0.4 -o.5 -!0 . 2 -!0.3 -0.1 o.o -0.7 -!0.5

+3 . 1 -0.2 -3.3

BCE MEHRFACHPUNKZBESHMMUNG PE E I 11ZELPUNKTBESTIMMUNG T RANSFORMAT 1 ONSPARAMETER PUNKT MIT SAT, 12,13,14,19,20 l l l T SAT . 19 ,20 dµ ( l o- 6 > cx (rn) a1 (cc)

cy{rn) a2 (cc}

d x ( rn ) d y ( rn ) d h ( rn ) dx {m) dy(ml dh (ml rno (r:i.) cz (m) a3 (cc) VERSCHI EBUNG , /'IASSTAB

GRAZ - 0 , 10 +0 , 2 1 +0 , 4 7 - 0 . 2 1 - 0 , 1 0 +0 , 1 0 - 7 9 . 5

KLE I N HAAG - D , 18 - 0 . 51 -D , 4 1 - 0 . 2 0 - D , 3 5 - 0 , 1 0 ^BCE - 0 , 4 - 1 1 2 , 2 +0 , 8 - 1 1 1 , 0 PJ\ASDORF - 0 , 1 1 +0 . 2 3 + 0 . 36 - 0 , 3 7 +0 . 3 6 + O , 4 8

GERLITZEN + D , 31 - 0 , 0 4 + 0 , 4 8 + 0 . 1 3 + O 1 1 0 +0 . 50 - 7 7 , 4

PE -0 , 3 - 1 1 2 . 3

PFÄllDER +O 1 1 8 +0 , 0 4 - 0 , 8 9 + 0 , 0 5 - 0 , 1 4 - 0 . 9 4 +O , 8 - 1 1 6 , 4

VrnscH 1 EBUNG , Z-DREHUNG , MAssTA8

GRAZ + 0 , 0 7 + D , 30 + O , 3 2 - 0 ,01 ^{0 , 0 0} - 0 , 0 7 - 8 1 , 6 - D , 4 - 1 0 3 . 9 KLE I N HAAG - 0 , 2 8 - D , 6 2 - 0 , 4 2 - 0 , 1 1 - 0 , 4 1 - 0 , 1 3 BCE + 0 , 7 - 1 1 1 , 0 - 1 , 3

RAASDORF + 0 , 1 8 +0 , 1 4 + O , 1 0 - 0 , 0 5 + O , 2 5 + 0 , 1 9

- 7 9 . 7 Grnu TZEN + 0 , 3 1 +O , 1 1 + 0 , 4 8 + 0 . 1 3 +O , 2 6 + D , 50 - 0 . 3 - 1 0 3 , 0

PFÄNDER - D , 2 7 + 0 , 0 7 - 0 , 4 8 - 0 , 4 5 - 0 , 1 1 - 0 , 4 8 ^PE + O , 7 - 1 1 6 , 4 - 1 , 4

VERSCH I EBUNG , X, Y, Z-DREHUNG , MASSTAB

GRAZ _{+O 1 0 6} + O , 2 5 - 0 , 1 0 - 0 , 1 4 - 0 , 0 4 - 0 . 3 6 - 6 4 . ) + 1 , 8

KLE I N HAAG _{+O , 0 3} BCE -0 , 4 - 8 9 , 1 - 2 . 3

- 0 . 2 9 - 0 , 5 5 - 0 , 1 2 - 0 , 1 1 - 0 , 3 5 + O , 5 - 1 2 9 . 4 - 1 , 4

RAASDORF _{-0 , 0 3} + D , 2 1 +0 , 1 1 - 0 , 1 3 + 0 , 3 2 + 0 , 1 1

GERLITZEN + 0 , 2 7 - 7 0 _{, 8} + l , 3

+ 0 , 2 9 + 0 , 0 1 + 0 , 07 +0 . 1 1 + O , 1 8

P E - 0 , 3 - 9 1 , 3 - 1 , 1

PFÄNDER + 0 , 0 8 +O _{, O B} + 0 , 0 3 - 0 , 1 6 - 0 , l D - 0 , 0 6 +0 . 7 - 1 16 , 6 - 1 , 5

BCE ^{• •} BROADCAST EPHEMER 1 s ' PE ^{• • PREC 1} S E EPHEMER! s

Tab . 3

42 ÖZfVuPh 66. J a h rgang / 1 978/ Heft 1

Daraus geht hervor, daß die M aßstabsänderung m aximal ± 0,4 m m / km erreicht. Bei reiner Verschiebung ergeben sich Höhenfeh ler bis 0,9 m, bei zusätzlicher Berücksichtig ung einer Zeitversch iebung (Z-Dre h u n g) werden diese Abweich ungen geringer. Bei Einfü h ru n g aller 7 Parameter der Transfor­

mation ergeben sich n iedrige Restklaffu ngen im Betrag von etwa ± 0,3 m . Daraus kan n a u f eine Neig ung des Geoids gesch lossen werden sowie auf eine gute Ü bereinstimmung des Dopplersystems m it dem österreich ischen RETRIG-System. Weitere U ntersuc h u ngen h ierü ber sind vo rgesehen, eine ausführliche Diskussion und die M ittei l u ng von Detai lergebn issen wird an anderer Stelle erfolgen .

Messu ngen nach GEOS C w u rden im Short-Arc-Projekt z u r Bestim m ung der gegen seitigen Lage der Meß p u n kte i n den O bservato rien Borowiec (Polen), Dyon isos (G riechenland) und G raz-Lustbühel gemeinsam mit R ich­

tungs- und Lasermessungen ausgeführt. Aus der D iskussio n der E rgebn isse dieser geometrisch günstigen Konfig u ration werden H inweise f ü r den weite­

ren Einsatz erwartet.

I m Rahmen des MEDOC-Prog ram mes z u r Best i m m u n g d e r Polbeweg ung erfolgten Ende 1 977 systematische Reg istrieru ngen von bestimmten TRAN­

SIT-Satelliten. Im September 1 977 w u rden von einem G razer Meßtru pp erstmals ü ber 300 Durchgänge von TRANS IT-Sate lliten auf der Station Borowiec (Polen) registriert.

c) Geodynamische Messungen

Das dynamische Verhalten der E rde wird d u rch die Beweg u ngen von Kontrollpunkten und deren Lotvektoren besch rieben. E rstere folgen aus der wiederholten Ermittlung der Raum position , letztere aus astronom ischen u n d Schweremessu ngen sowie a u s der Reg istrieru ng v o n E rdgezeiten. I n der Umgebung des Observatoriums G raz-Lustb ühel w u rden i n g eolog isch ver­

schiedenen Formationen drei E rdgezeitenstationen(E 1 ⁼ G raz, E2 ⁼ Peggau und E3 ⁼ Gleinalpe), also ein E rdgezeiten-Nest eingerichtet (siehe Fig. 2a).

Aus der Registrierung der Beweg u ngen der Lotrichtung m it Horizontal­

pendeln (Melchior-Verbaandert) und G ravim etern (NA Geodynam ics, Aska­

nia) werden die Aufdeckung von systematischen Einflüssen d e r Registrierung und Analyse, sowie Einsichten in d as dynamische Verhalten der E rdkruste i n d e r Umgebung des Observatoriu ms erwartet.

Nordwestlich des Observatoriums befindet sich das Testnetz Steiermark (s. Fig. 2), das eine Fläche mit einem D u rch m esser von etwa 90 km bedeckt.

Die gegenseitige Lage der sieben Hauptpu n kte dieses Netzes, welche dem österreich ischen Netz angehören, w u rde d u rch Laser- und M ikrowellenentfer­

nungen, sowie Zenitdistanzen u n d h orizontale Richtu ngen mehrfach be­

stimmt. In allen Punkten erfolgte auch die Messu n g der astro nom ischen Breite, Länge und des Azim utes, so daß alle P u n kte Laplacep u n kte sind und

ÖZNuPh 66. Jahrgang/ 1 978/ Heft 1 43 eine räumliche Berechnung des Netzes möglich ist. D u rch z usätzliche Lotab­

weichungsbestimmungen in Zwisch en p u n kten sollen auch Detailformen des Geoides in der Umgebung des O bservato riu m s festgestellt werden, aus Wiederholu ngsmessungen werden Einsichten ü ber Beweg u ngen der Kruste erwartet.

Das Observatorium G raz-Lustbühel ist d u rch eine Raumtraverse m it dem Observatori u m der Ungarischen Akademie der Wissenschaften i n Sopron verbunden und ist auch Anfangspunkt der für d ie M aßstabsbesti m m u n g im westeu ropäischen Satelliten netz und im R ETRIG benutzten Traverse von Graz nach London (siehe Fig. 2 b).

Literatur

[1 ] United Nations: World Cartographie, Vol XIV, ST/ ESA/ SER / L1 4 / 1 976 (UN ESCO), New York.

[2] Rinner, K.: Geodetic wirk and Projects at the Observatory G raz-Lustbühel, Acta Geode­

tica, Geophysica et Montanistica, U ngarische Akad . d. Wissenschaft, Budapest (im Druck).

[3] Rinner, K. : Requirements on Regional Nets in the Year 2000 Proceedi ngs, IAG Sympo­

sium, Bandung (Oct. 1 977) (im Druck).

[4] Lefebre, Schneider, Starker, Hieb/er: Interim Working Group on Satel l ite Geodesy and Navigation, Final Report, European Space Agency (ESA) Dec. 1 977.

[5] Uoti/a, U. A.: The changing world of Geodetic Science Proceed. of the i nt. Symp.

(Oct. 1 976) Ohio State U niv„ Columbus, Ohio 1 977.

[6] Rinner, K. u. Moritz, H.: Zur Geoidbestim m ung in Österreich. Sitzgsber. d. öst. Akad. d.

Wiss„ Math. naturwiss. KI. Abtlg. II, 1 86. Bd„ 1 . bis 3. Heft 1 977.

[7] Bauersima, /.: Wissenschaftliche Problemstellung d . Satel litengeodäsie, Vermessung, Photogrammetrie u. Kulturtechnik, Schweizerischer Verein f. Verm .-Wesen u. K u lturtechnik usw„

ETH Zürich-Hönggerberg, Heft 2/78 , S. 33-39.

Personalnachrichten

In memoriam - Hofrat D ipl.-Ing. Theodor Bra u n

Am 28. Dezember 1 977 verschied nach langer, m it bewundernswerter Geduld und H umor ertragenen Krankheit, im 75. Lebensjahr einer der Triangulatoren alter Schule H ofrat D ipl.-Ing.

Theodor Braun. „Teddy" Braun gehörte nach Absch luß seines Studiums an der Hochschule für Bodenkultur u nd zweijähriger Assistentenzeit von 1 928 bis 1 968 mit kurzen U nterbrechungen der Triangulierungsabteilung des Bundesamtes für Eich- und Vermessungswesen an.

1 932 legte er auch die 2. Staatsprüfung aus dem Vermessungswesen an der Tech nischen Hochschule in Wien ab.

Braun besaß über sein hervorragendes Fachwissen hi naus n icht nur eine umfassende humanistische Allgemeinbildung, sondern vor allem H erzensbildung. Er war allen, die ihn kannten, stets ein hilfsbereiter, uneigennütziger Kollege und l iebenswerter Freu nd, seinen Mitarbeitern ein geschätzter, ja verehrter, väterlicher Vorgesetzter. Mit ihm haben wir eine Persönlichkeit verloren, die uns in fachlichen Belangen jederzeit mit R at und Tat zur Seite stand und uns in immer heiterer, temperamentvoller Art die Liebe zur Natur und allem was darinnen lebt vermittelte. Sein Andenken zu wahren ist u'ns Verpflichtung und Herzensbedürfnis.

Ein ausführliches Lebensbild erschien i n der ÖZfV 1 969, Nr. 1 .

Paul Hörmannsdorfer