imported>Vfb1893: BKL JEK aufgelöst

2025-01-10T21:02:16Z

BKL JEK aufgelöst

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Die '''Stellartriangulation''' ist ein Verfahren der [[Geodäsie]], insbesondere der [[Landesvermessung]], bei dem die Zielpunkte nicht mit direkter [[Winkelmessung]], sondern durch [[fotografisch]]e Aufnahmen vor dem Hintergrund des [[Sternhimmel]]s eingemessen werden.

Dabei müssen die verwendeten [[Hochziel]]e – [[Ballon]]s, ballistische Flugkörper (z. B. [[Höhenforschungsrakete]]n) oder [[Satellit (Raumfahrt)|künstliche Erdsatelliten]] – zunächst gar nicht mit Koordinaten bekannt sein. Man kann ihre Position, wenn sie von mehreren [[Bodenstation]]en [[Simultanmessung|gleichzeitig]] aufgenommen werden, entweder mit Schnittmethoden ([[Vorwärtsschnitt]] oder [[Schnittebene]]n) bestimmen oder aus der Berechnung gänzlich eliminieren.

Das Verfahren wurde als ''Stellartriangulation'' (Triangulation mittels [[Stern]]en) bereits in den [[1950er]]-Jahren vom finnischen [[Geodät]]en [[Yrjö Väisälä]] entwickelt und mittels hochfliegender [[Ballonsonde (Messinstrument)|Ballonsonde]]n erfolgreich erprobt. Väisälä konnte damit die Verbindungslinie [[Helsinki]]–[[Turku]], die wegen 150 km Länge für Messungen entlang der [[Erdoberfläche]] viel zu groß ist, mit einer Richtungsgenauigkeit von unter einer [[Winkelsekunde]] (1″) bestimmen. Damals war dies etwa zweimal besser als das an sich hervorragende [[Triangulationsnetz]] von [[Finnland]] und ermöglichte außerdem durch die neuartige Methodik eine völlig unabhängige Kontrolle der [[Landesvermessung]].

Diese Methodik stützt sich auf die Nutzung des [[Sternhimmel]]s als [[Referenzfläche]]. Die Flugkörper (ab 1959 auch Satelliten) werden gleichzeitig von zwei [[Satellitenstation]]en fotografisch eingemessen, indem ihre am Himmel gezogene [[Strichspur|Spur]] in Punkte „zerhackt“ und vor dem Sternhintergrund abgebildet wird.

Nach der Ausmessung der [[Fotoplatte]]n mit Hilfe [[astrometrisch]]er [[Auswertegerät]]e (oder alternativ: mittels [[Photogrammetrie]]) werden die Beobachtungs[[vektor]]en jedes Spurpunktes zur Definition einer [[Ebene (Mathematik)|Ebene]] verwendet, die von allem Anfang an im [[Koordinatensystem]] der [[Fundamentalstern|Sterne]] festgelegt, also ''absolut'' orientiert ist. Diese Tatsache ist eine der zwei Errungenschaften der Methode.

Die zusammengefassten Ebenen beider Bodenstationen werden dann abermals zum [[Schnittpunkt|Schnitt]] gebracht, was den genauen Verbindungsvektor zwischen den [[Satellitenkamera]]s ergibt. Durch die [[absolute Orientierung]] ist das Ergebnis frei von der [[Lotabweichung]], welche die terrestrische Vermessung zwischen Kontinenten bis 1960 auf Genauigkeiten von etwa 100 Meter beschränkt hat.

== Satellitentriangulationen ==
Nach dem Prinzip der Stellartriangulation wurden in den [[1960er]] und [[1970er]]-Jahren weltweit mehrere [[interkontinental]]e [[Satellitentriangulation]]en durchgeführt, was bis dato wegen der [[Erdkrümmung]] technisch undurchführbar war. Beim Netz der [[Smithsonian Astrophysical Observatory|SAO]] (USA) über vier Kontinente konnten erstmals Messstrecken über 5000 km bestimmt werden, wofür die [[Ballonsatellit]]en [[Echo 1]] und [[Echo 2]] als [[Hochziel]]e dienten ([[Bahnhöhe]]n zwischen 1000 und 1500 km). Die Genauigkeit betrug einige Meter, was die bisherigen Daten um den Faktor 10–20 übertraf. Ähnliches erreichte man mit dem sehr dichten [[Westeuropa]]-Netz namens ''WEST'' (''West European Satellite Triangulation'').

Bemerkenswert war auch das 1973–1974 fertiggestellte ''[[Weltnetz der Satellitentriangulation]]'', für das einige Dutzend internationale Beobachtungsteams tausende [[Fotoplatte]]n auf insgesamt 46 Stationen in aller Welt belichteten. Nur die [[Sowjetunion]] und [[China]] entzogen sich dieser bis dato einmaligen globalen [[Kooperation]]. Etwa die Hälfte der mit ballistischen Kameras vom Typ [[BC-4]] gewonnenen Platten wurde zwar korrekt (mit Sternen und dem vorausberechneten Satelliten) aufgenommen, misslang aber auf den 1–2 jeweiligen [[Gegenstation]]en (meist wegen überraschender [[Bewölkung]] oder zu starkem [[Wind]]). Diese kalkulierten Ausfälle wurden durch die große Überbestimmung beim [[Netzausgleich]] wettgemacht.

== Weltweites Bezugssystem ==
Die 46 Bodenstationen (in 3000- bis 5000-km-Distanzen) waren nun erstmals auf ± 5 m in einem weltweiten [[Bezugssystem]] bekannt, nach Kombination mit einem [[Dopplersatellit|Doppler]]-Satellitennetz sogar auf ± 3 m. Über alle Kontinente reichend, konnte dieser Gütestatus erst mit der Nutzbarkeit des [[Global Positioning System|GPS]] (ab etwa 1990) in den Dezimeter-Bereich gesteigert werden (heute bereits im cm-Bereich, ''siehe'' [[ETRS89|ETRS]] und [[International Terrestrial Reference Frame|ITRF]]). Weitere dieser frühen Forschungsprojekte der Satellitengeodäsie ([[Ausgleichsrechnung|Ausgleichung]], bessere [[astronomische Refraktion|Refraktion]]smodelle, [[Zeitsystem]] usw.) kommen bis heute den modernen Methoden der [[Satellitenortung]] und -Navigation zugute.

== Vorteile ==
Das Prinzip der Stellartriangulation ist bestechend einfach und hat zwei wesentliche Vorteile:
* der direkte, [[absoluter Raum|absolut]]e Raumbezug im Koordinatensystem der Sterne ([[Rektaszension]] und [[Deklination (Astronomie)|Deklination]])
* und die [[Kontinent]]-überspannende Reichweite (ein 1500 km hoher Satellit ist bis zu 3000 km weit sichtbar)

== Praktischer Nachteil ==
* Die Stellartriangulation erfordert die gleichzeitige Sichtbarkeit von Satelliten an mindestens zwei (besser drei) weit entfernten Bodenstationen bzw. [[Sternwarte]]n. Dass dies im ''Weltnetz'' etwa tausendmal gelungen ist, hat zum Erfolg des ersten ''Weltnetzes'' wesentlich beigetragen. Die heutige weltweite Geodäsie vermeidet diesen Nachteil der [[Wetter]]abhängigkeit durch Übergang von Licht- zu [[Mikrowellen]] (GPS, Galileo) und hat auch viel einfachere Möglichkeiten der [[Kommunikation]] bei derart weit entfernten Messtrupps.

== Literatur ==
* A.Berroth, [[Walter Hofmann (Geodät)|Walter Hofmann]]: ''[[Kosmische Geodäsie]]'' (356 S., speziell Kapitel 1, 5, 13–15), Verlag G.Braun, Karlsruhe 1960
* [[Karl Ledersteger]]: ''Astronomische und Physikalische Geodäsie (Erdmessung)'', [[Handbuch der Vermessungskunde|JEK]] Band V (870 S., speziell Kap. 2, 5 und 13), J.B.Metzler-Verlag, Stuttgart 1968.
* [[Hellmut Schmid]]: ''Das Weltnetz der Satellitentriangulation''. Wiss. Mitteilungen der ETH Zürich und (engl.) [[Journal of Geophysical Research]], 1974.
* [[Klaus Schnädelbach]] et al.: ''Western European Satellite Triangulation Programme (WEST), 2nd Experimental Computation''. Mitteilungen Geodät.Inst. Graz, Band 11/1, Graz 1972
* [http://gib.geod.uni-bonn.de/deutsch/mitarbeiter/nothnagel/nothnagel_docs/Texte/geschichte/deutsche.html Die Geschichte der geodätischen VLBI in Deutschland (Nothnagel-Schlüter-Seeger, Bonn 2000)]

== Siehe auch ==
* [[Erdfigur]], [[Triangulation (Geodäsie)]], [[Sichtweite]]
* [[Hochzieltriangulation]], [[Satellitenfotografie]], [[Satellitenkamera]], [[PAGEOS]]-Satellit
* Wichtige Forscher zum Thema: [[Karl Killian]], [[Ivan I. Mueller]], [[Karl Rinner]], [[Rudolf Sigl]]

[[Kategorie:Geodäsie]]
[[Kategorie:Photogrammetrie]]
[[Kategorie:Astrometrie]]
[[Kategorie:Erdmessung]]
[[Kategorie:Astrogeodäsie]]

Stellartriangulation - Versionsgeschichte

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