Anwendung von SAPOS ® für die Aufgaben eines Öffentlich ...

Anwendungen von SAPOS ® für die Aufgaben eines Öffentlich bestellten Vermessungsingenieurs
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Anwendungen von SAPOS ® für die Aufgaben
eines Öffentlich bestellten Vermessungsingenieurs
Dipl.-Ing. Dirk Mittelstädt
ÖBVI, Scheeßel
Einleitung
Das Scheeßeler Vermessungsbüro Mittelstädt & Schröder wurde am 4. April 1975 von Dipl.-Ing.
Gerd Mittelstädt gegründet. Mit Dipl.-Ing. Gerald Schröder und Dipl.-Ing. Dirk Mittelstädt gehören
zwei weitere Öffentlich bestellte Vermessungsingenieure der Sozietät an. Zu Zeit sind 21
Mitarbeiter für die Sozietät tätig. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Liegenschaftskataster. Im
Laufe der Zeit wurden die traditionellen Tätigkeitsfelder um neue zukunftsträchtige Aufgabenfelder
ergänzt (Laserscanning, Geoinformationssysteme, Gebäudeinformationssysteme). Neben
den personellen Kapazitäten, die das Rückgrat der Leistungsfähigkeit bilden, ist die Verfügbarkeit
technischer Hilfsmittel ein weiterer, entscheidender Punkt für das Erbringen von optimalen
Leistungen im Sinne unserer Kunden. Das wirtschaftliche Gesamtklima, Kostendruck und staatliche
Konkurrenz fordern eine ständige Weiterentwicklung und Effizienzsteigerung der bürointernen
Arbeitsabläufe. Neben organisatorischen Umstrukturierungen wird dies durch die ständige
Weiterentwicklung bzw. Modernisierung der technischen Ausrüstung erreicht. Seit Jahren
gehört somit auch das Global Positioning System zu unserem Handwerkszeug und jede Weiterentwicklung
und Nutzung des Systems wird mit Interesse verfolgt. Folglich auch die Entwicklung
von SAPOS ® .
Historie
1994
Anschaffung von 3 GPS-Empfängern (Leica System 200)
(Auswertung der Messungen im Postprocessing)
(Haupteinsatz in der Flurbereinigung - Festpunktfelder)
1996
Aufrüstung von 2 GPS-Empfängern (Leica System 200)
zu einer Real-Time-Ausrüstung (Leica RTK System 300)
(Erweiterung der Einsatzfelder durch Echtzeitauswertung)
1999
Anschaffung des neuen Leica RTK-Systems 500 (Breit
gefächerte Einsatzbereiche durch sehr zuverlässige
Technik besonders bei gleichzeitigem Einsatz der
Tachymetrie)
1999
Erster Test mit dem Satellitenpositionierungsdienst der
Arbeitsgemeinschaft der deutschen Vermessungsverwaltungen
(2m Band Empfänger)
2001
Erste Tests mit SAPOS ® -HEPS über GSM-Verbindung
2002
Seit Januar ständiger SAPOS ® -Einsatz
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SAPOS
GPS-RTK Einsatz
Seit 1996 wird in unserem Büro mit GPS im Realtime-Modus gearbeitet. Der Datumsübergang
von ETRS89 (Messystem) und dem amtlichen Gauß-Krüger-Koordinatensystem LS 100 wird auf
unterschiedlichem Wege realisiert. Für die Startwerte der Referenzstation und zum Aufsuchen
von Festpunkten wurde eine landesweite Transformation vorausberechnet. Die Genauigkeiten
von * 5cm sind für diesen Zweck ausreichend. Je nach Aufgabenstellung und Genauigkeitsanforderungen
wird dann für das jeweilige Projekt ein lokaler Transformationssatz bestimmt.
Mit der Vortransformation lassen sich nicht nur die Passpunkte sehr schnell aufsuchen, vielmehr
reichen für viele Anforderungen die geringeren Genauigkeiten der Vortransformation zur
Erledigung der Aufgaben aus. Lediglich die im Vermessungswesen üblichen Überbestimmungen
sorgen dafür, dass der Aufbau der Messung hinreichend kontrolliert ist.
Die von uns eingesetzte GPS-RTK Ausrüstung besteht aus zwei Empfängern. Die Korrekturdaten
werden über Funk (70cm-Band) übermittelt.
Dies hat folgende Vorteile:
– Uneingeschränkte und kostengünstige Nutzung
der eigenen Korrekturdaten
– Stabile und permanente Funkverbindungen zur
Referenz
– Schnelle Bestimmung der Mehrdeutigkeiten
(

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Die Reaktionszeiten auf Auftragseingänge sind in den letzten Jahren immer kürzer geworden.
Häufig muss auf die Wünsche der Auftraggeber sofort reagiert werden und direkt nach Auftragseingang
mit der Messung begonnen werden. Die Abhängigkeit von der Katasterverwaltung
beim Zugriff auf den Festpunktnachweis erschwert in vielen Fällen eine schnelle Abarbeitung
der Vermessungsaufträge. Das Bedürfnis in Echtzeit auf das amtliche Festpunktfeld zuzugreifen,
verlangt somit nach einem modernen Festpunktfeld, das mit moderner GPS-Technik realisiert
wird.
Erste Messungen mit SAPOS ®
Die Entwicklungen von SAPOS ® wurden von unserem Büro schon früh mit Interesse verfolgt mit
dem Ziel, die Möglichkeiten dieser Technik möglichst schnell gewinnbringend in das tägliche
Messgeschäft einzubringen.
Die ersten Testmessungen 1999 waren jedoch ernüchternd. So war zum einen die Ausrüstung
(2m-Funk) sehr unhandlich. Die damals geringe Dichte der Referenzstationen führte darüber
hinaus zu Kommunikationsproblemen. Die Funkverbindungen waren sehr instabil, trotz der in
unseren Regionen günstigen Topologie.
Die zwangsläufig zum Teil sehr langen Basislinien von mehr als 10 km Länge schlugen sich auch
in den Initialisierungszeiten (3 Minuten und mehr) sowie in den erreichten Genauigkeiten nieder.
Es stellte sich somit heraus, dass SAPOS ® zu diesem Zeitpunkt für die Belange unseres Büros
sowohl in der Ingenieurvermessung als auch in der Liegenschaftsvermessung bei weitem nicht
ausreichend war.
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SAPOS
Mit dem Ausbau weiterer Stationen und der Erweiterung der Kommunikationswege (GSM) sollten
diese Nachteile verringert werden, und im Jahr 2001 wurde ein erneuter Versuch gestartet.
Startschuß für diesen Versuch war darüber hinaus ein Erlass des Innenministeriums von Niedersachsen,
der bis auf weiteres die kostenlose Nutzung von SAPOS ® zusicherte. Da das von uns
eingesetzte Leica GPS-System 500 die Möglichkeit bietet, neben einem komfortablen aber auch
teuren GSM-Modul herkömmliche GSM-Modelle (Siemens, Sagem) zu verwenden, stand einem
weiteren Testbetrieb nichts im Wege.
Auch in den folgenden Tests zeigte sich das Problem der langen Basislinien. So vermittelt die
nebenstehende Grafik ein trügerisches Bild. Bei 90% unserer Anwendungen waren die Basislinien
länger als 6km. In den meisten Fällen sogar über 15km. Keine Probleme entstanden bei
der Einwahl an den jeweiligen Referenzstationen. Offen dabei ist, ob dies an den z.Zt. wenigen
SAPOS ® -Usern liegt, oder an den ausreichend zur Verfügung gestellten Online-Zugriffen. Die
einzelnen Kommunikationen über GSM waren sehr stabil. Die langen Basislinien verbunden mit
den verminderten Genauigkeiten verhinderten jedoch weiterhin den praktikablen Alltagseinsatz.
Vernetzung der SAPOS ® -Stationen
Im Januar diesen Jahres wurde die Vernetzung der Referenzstationen in Niedersachsen in Betrieb
genommen und sofort durch unser Büro einem Praxistest unterworfen. Im Gegensatz zu
den ersten Tests fielen diese jedoch überraschend positiv aus:
• Initialisierungszeiten deutlich unter 30 sec
• Stabile Online-Verbindung über GSM
• Zufriedenstellende Genauigkeiten
Ein Problem stellt z.Zt. unseres Erachtens nur die mangelnde Information über Ausfälle bzw.
Nichtverfügbarkeiten des Systems für die Endnutzer dar. So standen in zwei Fällen unserem
Außendienst der SAPOS ® -Dienst nicht zur Verfügung. Mit Hilfe der vom LGN eingerichteten
SAPOS ® -Hotline konnte dieses Problem innerhalb von 2 Stunden gelöst werden. Da der Auftraggeber
jedoch an der Messstelle zugegen war, mussten die Messaufgaben herkömmlich gelöst
werden.
In einem anderen Fall konnten zwar SAPOS ® -Daten empfangen werden, die Vernetzung stand
jedoch nicht zur Verfügung, was sich sofort in den Genauigkeiten niederschlug.
Ein anderes für uns nicht zu erklärendes Problem stellen vereinzelnde Genauigkeitssprünge dar.
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So haben wir sowohl in der Lage als auch in der Höhe zwischen einzelnen Messungen Abweichungen,
die über die angekündigten Genauigkeiten hinausgehen. Selbst Kontrollen der
Satellitenanzahl, PDOP- und GDOP-Werte geben keinen Aufschluss über die Fehlerquellen. Die
folgenden Tabellen zeigen die Ergebnisse einer Testmessung (5 unterschiedliche Punkte jeweils
in 7 unterschiedlichen Messungen bestimmt).
Anwendungen für SAPOS ®
Nach den ersten Tests zeigt sich, dass SAPOS ® in Zukunft in allen Tätigkeitsfeldern unseres
Büros Einzug halten wird.
– Topografische Aufnahmen (Genauigkeit bis dm)
• Aufmaß von Neupunkten
• Aufsuchen von Passpunkten / Bestimmung der eigenen Referenz
– Ingenieurvermessung
• Absteckungsarbeiten
• Übertragung von NN-Höhen
• Passpunktbestimmung
• Aufsuchen von Passpunkten / Bestimmung der eigenen Referenzstation
– Liegenschaftvermessung
• Aufmaß von Neupunkten
• Aufsuchen von Passpunkten / Bestimmung der eigenen Referenz
Die Aufzählung verdeutlicht, dass besonders das schnelle Positionieren und Aufsuchen von
vorhandenen Passpunkten eine wichtige Bedeutung hat. Zwar gibt es viele Bereiche, in denen
ausschließlich mit GPS gemessen wird, eine größere Bedeutung kommt jedoch einer Kombination
von GPS, Tachymetrie u.a. Messverfahren zu. Während bei umfangreichen Objekten der
Einsatz von GPS mit eigener Referenzstation sicherlich außer Frage steht, war bisher der Einsatz
von GPS in der Liegenschaftsvermessung wirtschaftlich nicht vertretbar. Dies kann sich
nun mit SAPOS in Zukunft ändern, da der Messungsaufbau wesentlich flexibler gestaltet werden
kann. Zudem halbieren sich die Kosten für eine GPS-Ausrüstung.
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SAPOS
SAPOS ® -Gebühren:
In folgender Tabelle sind die Kosten für einen SAPOS ® -Einsatz aufgeführt. Als Grundlage sind
die geplanten Preise der ADV für die Nutzung von SAPOS ® und einem von unserem Büro mit
dem Provider T-Mobil abgeschlossenen GSM-Vertrag angenommen.
Es wird deutlich, dass ab einer höheren Punktzahl der herkömmliche RTK-Einsatz trotz gewisser
Rüstzeiten für die Referenzstation günstiger bleibt. Bei niedriger Punktzahl fallen die Kosten
so niedrig aus, dass SAPOS ® als zusätzliches Handwerkzeug akzeptiert werden wird.
SAPOS-Einsatz im Liegenschaftskataster
Im Aufgabenfeld der Liegenschaftsvermessung haben wir in den letzten Jahren in Niedersachsen
eine stetige Veränderung erlebt. Gekennzeichnet waren diese hauptsächlich durch Standardsenkungen
und einem kontinuierlichen Rückgang der Auftragseingänge einhergehend mit einem
steigenden Konkurrenzkampf der Vermessungstellen – besonders dem z.T. massiven Auseinandersetzungen
mit der staatlichen Konkurrenz. Für unser Vermessungbüro gilt daher, die
Kosten für eine einzelne Liegenschaftsvermessung bei gleichbleibender Qualität und unter Berücksichtigung
der katastertechnischen Vorschriften zu senken. SAPOS ® kann dabei helfen:
So können aus einer GPS-RTK- Ausrüstung mit zwei Empfängern nun zwei unterschiedliche
Vermessungstrupps mit GPS ausgestattet werden. Wichtige vermessungstechnische Aufgaben
können dann schnell mit SAPOS ® erledigt werden:
– Erste Positionierungen (z.B.Aufsuchen eines Passpunktes)
– Netzverdichtungen
– Bestimmungen von temporären Aufnahmepunkten zur weiteren Nutzung z. B. für polare
Messverfahren
– Aufmaß von Neupunkten
• Abschattungen erfordern ergänzende Messungen
• Bogenschläge
• Tachymetrie
Da die bisherigen Vorschriften bereits auf den GPS-RTK-Einsatz abgestimmt waren, lassen diese
sich weithin auf den Einsatz von SAPOS ® anwenden.
NVermKatG
Dritter Teil Liegenschaftskataster
§12 Führung
(2) Die Liegenschaften sind auf der Grundlage der Lagefestpunkte zu vermessen.(...)
- Anschlusszwang(!)
Dieser Anschlusszwang wird in Zukunft durch SAPOS ® erleichtert werden.
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LiegVermErlass 1996
4.1 Vermessungen sind sachgerecht , genau und zuverlässig durchzuführen, das Prinzip der
Nachbarschaft ist zu wahren. Es ist sicherzustellen, das die Vermessung verfahrensunabhängig
reproduziert werden kann.
4.3 Vermessungen sind auf das einheitliche geodätische Bezugsystem des Landes zu beziehen.
Sie sind grundsätzlich an Lagefestpunkte anzuschließen; deren Lageidentität ist sicherzustellen
4.4 Aufnahmepunkte sind einzurichten (Vermarkung, Sicherung, Einmessung), wenn geeignete
Lagefestpunkte fehlen. Ihre Bestimmung im einheitlichen Bezugssystem kann zurückgestellt
werden
4.5 Für bestimmte Gebiete soll die Einrichtung zurückgestellt werden, wenn ihr Aufwand
gegenüber dem Gesamtaufwand der Vermessung unangemessen ist.
Aus unserer Sicht ist dieser Punkt unbedingt zu erhalten, da der Einsatz von SAPOS ® nicht in
jedem Fall zu vertreten ist. Der bisher nötige Aufwand sollte in keiner Weise erhöht werden.
LiegVermErlass 1996
– Verzicht auf Einrichtung von Aufnahmepunkten bei GPS-Vermessungsverfahren:
• Bei GPS-Vermessungen in Gebieten mit geringer Meßtätigkeit
• Bei Bestimmung von mind. 10 Objektpunkten, die standortsicher und genau gekennzeichnet
sein müssen
• Bei Bestimmung von weniger als 10 Objektpunkten: Schaffung zusätzlicher besonderer
Anschlußpunkte (entsprechend AP ohne SiP)
– Bei tachymetrischen Folgemessungen in GPS-Gebieten
• Anschluss von Polarvermessungen an min. 5 flächenhaft verteilte Objektpunkte
• Anschluss an besondere Anschlusspunkte – Behandlung wie Aufnahmepunkte
Auch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der SAPOS- Vermessung entspricht dem
LiegVermErlass:
größte zulässige Abweichung:
–dL = 0,02 m bei Anschluss der Lagefestpunkte
–dG = 0,04 m für Grenz- und Gebäudepunkte
Ausblick
Der Einsatz satellitengestützter Positionierungsverfahren hat inzwischen eine neue Qualität erreicht.
GPS wird nicht mehr nur als genaues, flexibles und wirtschaftliches Vermessungsverfahren
eingesetzt. Es ist vielmehr Grundlage für neue Zielmodelle im Lagefestpunktfeld geworden. Die
GPS-Eigenschaft, fast entfernungsunabhängig und ohne gegenseitige Sichtverbindung mit hoher
Genauigkeit Koordinatenunterschiede bestimmen zu können, wird für den Festpunktfeldanschluß
weiter konsequent eingesetzt. Danach können in Zukunft weitere GPS-taugliche Punkte
des Liegenschaftskatasters bestimmt werden. Die Analogie zur freien Stationierung und anschließender
Polaraufnahme ist dabei offenkundig. Deutlich ist jedoch auch, dass weiterhin ein
vermarktes Festpunktfeld benötigt wird, dessen Stationen GPS-tauglich sein müssen. Mit Hilfe
dieser Punkte wird der Übergang zwischen den unterschiedlichen geodätischen Grundlagen
(LS100/ETRS89) gewährleistet. Aus Sicht der Praxis ist die Bereitstellung von Transformationspunkten
bzw. Transformationsparameter von herausragender Bedeutung. Diese Bereitstellung
muß quasi in Echtzeit geschehen und darf nicht nur über Umwege (Katasterverwaltung) geschehen,
damit die zeitlichen und damit wirtschaftlichen Vorteile von SAPOS ® nicht wieder zurückgesetzt
werden.
– Bereitstellung von Transformationspunkten quasi in Echtzeit
(z.B. auf CD für alle Vermessungsorgane)
– Auswahl und Vorausberechnung der Transformation im Vermessungsbüro
– Aufmessen eines Kontrollpunktes
• Zur Überprüfung der vorausberechneten Transformationsparameter
• Zur Überprüfung der Verwendung des richtigen Parametersatzes
• Zur Dokumentation der ausreichenden Genauigkeit der Nachbarschaft
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® für die Aufgaben eines Öffentlich bestellten Vermessungsingenieurs
SAPOS
Bei den zukünftigen zu erlassenden Vorschriften muss aus unserer Sicht die in den letzten Jahren
angestrebte Genauigkeit (5 Mark Stück) im Vordergrund bleiben – nicht die 2 cm der bisherigen
Aufnahmepunkte – dann erst ist SAPOS ® ein wirkliches Hilfsmittel, dass keine zusätzlichen
Kosten erzeugt.
Der bisherige Erlass gibt dies bereits vor:
LiegVermErlass:
1. Im Rahmen der Deregulierung wird in der Neufassung auf Detailregelungen verzichtet. Die
Ermessensspielräume der Vermessungsorgane werden ausgeweitet. ...
... .Bei der Bearbeitung von Liegenschaftsvermessungen sind insbesondere bei den technischen
Verfahrensweisen wirtschaftliche, den Verwaltungsaufwand senkende Gesichtspunkte zu
berücksichtigen. ...
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