Geodätische Grundlagen der Landesvermessung
Jede Vermessung, die dauerhaft nachvollziehbar sein soll, muss in einen Rahmen von Festpunkten eingepasst sein. Die Festpunktfelder für Lage, Höhe und Schwere bilden die Grundlage für alle Vermessungstätigkeiten.
Lagefestpunktfeld
In Baden-Württemberg gründet sich das Lagefestpunktfeld auf ca. 61000 trigonometrische Punkte (TP). Es dient dem Anschluss aller Vermessungen, die täglich von verschiedenen Stellen ausgeführt werden. Als TP werden im Erdboden gesetzte Granitpfeiler, aber auch exakt definierte Punkte an Kirchtürmen und ähnlichen Bauwerken verwendet. Alle Angaben zu den TP werden in der Kartei der TP erfasst. Mit dem Amtlichen Festpunktinformationssystem (AFIS) werden diese Angaben digital verfügbar gemacht.
Die Festpunkte wurden durch optische und elektronische Messverfahren bestimmt, bei denen aus Richtungen und Entfernungen Lagekoordinaten berechnet werden.
Neue Satelliten-messmethoden ergänzen die herkömmliche Messtechnik. Die Auswertung von Satellitensignalen aus dem Weltraum liefert exakte Koordinaten im Gauß-Krüger-System für den Beobachtungsort. Die Satelliten sind Teil des sog. Global Positioning System (GPS), einem ursprünglich militärischen Satellitenpositionierungssystem der USA. Sie senden ständig Signale aus, die mittels GPS-Empfängern auf der Erde zur Positionsbestimmung des Standpunktes verwendet werden.
Eine Auswahl der vorhandenen TP wurde durch GPS-Messung im Europäischen Terrestrischen Referenzsystem 1989 (ETRS89) bestimmt. Die Koordinaten sind in einem räumlichen kartesischen Koordinatensystem X,Y,Z, bezogen auf den Erdmittelpunkt, festgelegt. Sie können auch als geographische Koordinaten mit B,L,H beschrieben werden, die sich auf die Form eines Ellipsoids beziehen. Für die Zukunft ist vorgesehen, zur Abbildung aller Punkte in die Ebene die Universale Transversale Mercatorabbildung (UTM) zu verwenden. Die verebneten Koordinatenachsen haben die
Bezeichnungen „E“ für den Ostwert und „N“ für den Nordwert.
Höhenfestpunktfeld
Das Höhenfestpunktfeld bildet die Grundlage der Höhenvermessungen. Es ist in der Örtlichkeit durch 65000 Nivellementpunkte (NivP), meist mit Metallbolzen oder früher auch mit Höhentafeln gekennzeichnet, die an bestimmten Bauwerken, u.a. vielfach an Bahnhofsgebäuden, angebracht sind und auch heute noch ihre Bedeutung haben. An
den NivP können Höhenmessungen
aller Art angeschlossen werden.
Die Höhen werden durch geometrische Nivellements millimetergenau bestimmt. Moderne Nivelliergeräte erleichtern die Höhenmessung. Sie stellen den Zielstrahl automatisch horizontal. Das Instrument erfasst den Strichcode der Nivellierlatte optisch und ermittelt daraus elektronisch exakt die Höhendifferenz zwischen Punkten.
Mittels GPS sind ebenfalls Höhenbestimmungen möglich, allerdings mit etwas geringerer Genauigkeit. Da sich NivP durch Bewegungen der Erdoberfläche höhenmäßig verändern oder durch Baumaßnahmen verloren gehen können, werden sie regelmäßig überprüft und erforderlichenfalls neu bestimmt. Die amtlichen Höhenangaben der NivP stellen den Abstand zur Bezugsfläche Normalnull (NN) dar, die etwa mit dem Mittelwasser der Nordsee am Amsterdamer Pegel übereinstimmt.
Schwerefestpunktfeld
Das Schwerefestpunktfeld mit seinen rund 10000 Schwerefestpunkten dient der Bereitstellung von Schwerewerten auf der Erdoberfläche. Diese Werte resultieren aus der Erdanziehung, der Fliehkraft der rotierenden Erde und der unterschiedlichen Massenverteilung im Erdkörper.
Schweremessungen dienen in erster Linie zur Bestimmung der physikalischen Erdgestalt.
Das Geoid hat auf Grund unterschiedlicher Massenverteilung im Erdmantel Beulen und Dellen. Eine starke Überhöhung in der Darstellung ergibt die „Kartoffel-Figur“ der Erde. Das Geoid stellt die ideale physikalische Höhenbezugsfläche für die Landesvermessung dar.
Schwerewerte sind die Voraussetzung für präzise Höhenmessungen. Sie stellen auch eine wichtige Grundlage für die Geowissenschaften bei der Rohstoffsuche
und Lagerstättenforschung dar. Lagerstätten heben sich durch unterschiedliche Massenverteilung von ihrer Umgebung im Erdmantel ab.
Ausgeführt werden Schweremessungen mit hochempfindlichen Feinmessgeräten, den Gravimetern, die nach dem Prinzip der Federwaage arbeiten.
