Die Kunst des (Ver)messens
Teil 5: Die Instrumente
Anlässlich der 125-Jahrfeier des Vermessungsamtes in Düsseldorf wurde eine kleine Cache-Serie ausgelegt:
Teil 1: Das Amt
Teil 2: Die Höhe
Teil 3: Die Lage
Teil 4: Die Karte
Teil 5: Die Instrumente
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Diesen Cache haben wir dem vermessungstechnischen Thema Instrumente gewidmet.
Einblick zu diesem Thema und zu weiteren Aufgaben des Vermessungs- und Liegenschaftsamtes möchten wir euch im Rahmen einer Ausstellung ermöglichen.
Veranstaltungsort: Stadtmuseum Düsseldorf, Berger Allee 2, Düsseldorf, Geburtstagszimmer
Veranstaltungszeitraum: 20. Mai bis 13. Juni 2010
Erste Anfänge von der Vermessung unserer Erde gehen weit zurück bis in die frühe Antike. Waren es zuerst die Astronomen, die sich mit der geometrischen Form unseres Planeten auseinandersetzten und uns darüber aufklärten, dass die Erde keine Scheibe sondern eine Kugel ist, so hat sich im Laufe der Zeit daraus die Geodäsie entwickelt.
Für militärische Zwecke wurden topografische Karten benötigt, die unter Napoleon in großen Umfang mit Messtischen angefertigt wurden. Desweiteren löste die Einführung des einheitlichen Längenmaßes Meter die vielen lokalen Maßeinheiten wie Elle, Fuß, Rute usw. ab. In großräumigen Stil wurden jetzt Landvermessungen durchgeführt, zu deren Zwecke die unterschiedlichsten Gerätschaften entwickelt bzw. weiterentwickelt wurden.
Für den Aufbau eines flächendeckenden Lagefestpunktfeldes, musste eine Strecke, die sogenannte Basis hochgenau bestimmt werden, wozu die Basislatte eingesetzt wurde. Danach wurde ein Dreiecksnetz mittels Winkelmessung mit Theodoliten aufgebaut. Nachfolgende kleinräumige Vermessungen wurden mit Messkette,
Messlatte, Messband, Winkelprisma und Fluchtstab durchgeführt.
Wegen der höheren Messgenauigkeit, war die Winkelmessung der Längenmessung lange Zeit überlegen. Erst mit der Entwicklung elekronischer Distanzmesser (EDM) war es möglich, auch Entfernungen über 50 Kilometer mit Zentimetergenauigkeit zu bestimmen. Das SIAL MD 60 der Firmen Siemens und Wild (Schweiz) basierte auf Mikrowellentechnik (3 cm Wellenlänge) und war in der Lage, Entfernungen bis zu 150 km einer Genauigkeit +- 35cm bestimmen. Dieses Messverfahren basiert auf dem Prinzip der Phasenverschiebungsmessung bei reflektierenden Wellen.
Heute haben die Tachymeter, in denen die Längen- und Winkelmessung vereint ist, die klassischen Messgeräte, Messband und Winkelprisma, in der kleinräumigen Vermessung weitestgehend verdrängt. Die Bestimmung der Festpunkte wird heute meist durch DGPS-Messungen vorgenommen, womit Lagegenauigkeiten im Millimeterbereich erzielt werden. Um solche Genauigkeiten zu erreichen, werden sogenannte Referenzstationen benötigt. Eine solche Station unterhält auch das Vermessungsamt Düsseldorf auf einem Dach des Technischen Verwaltungsgebäudes. Mittlerweile gibt es Totalstationen, die sowohl die GPS- als auch die Tachymeter-Funktionen vereinen.
Während die gerätetechnische Entwicklung für die Lagevermessung in den letzten Jahrzehnten rasant verlief, war die Höhenmessung mit den Nivelliergeräte davon nicht so stark betroffen. Erst durch die Entwicklung der Laserscanner können Geländemodelle großflächig aufgenommen und somit beispielsweise Erdmassenberechnungen durchgeführt werden.
Qualität ist das Maß aller Dinge, auch in der Vermessung. Deswegen werden und wurden zu allen Zeiten die für die Messung benötigten Instrumente geprüft und kalibriert. So werden für die Kalibrierung von EDM-Geräten Vergleichsstrecken angelegt. Diese bestehen aus mehreren Betonpfeilern, die stabil im Erdboden gegründet sind. Jeder dieser Pfeiler hat ein Gewinde, auf das der Dreifuß eines Gerätes bzw. eines Reflektors geschraubt werden kann. Obendrauf befinden sich zum Schutz eine abschließbare Eisenplatte. Die Abstände zwischen den Pfeilern betragen jeweils ein Mehrfaches an vollen 10 m und sind hochpräzise bestimmt worden. Durch Messung können die Instrumentenfehler
1.) Maßstabkorrektion auf Grund von systematischen Frequenzabweichungen
2.) zyklische Korrektion bezogen auf den Feinmaßstab der Streckenmessung
3.) Nullpunktkorrektion als additiver Wert der Instrumenten-Prismen-Kombination
bestimmt und das EDM-Gerät kalibriert werden.
Nun zum Cache:
Soweit zur Theorie, nun zum praktischen Teil. Dieser Cache führt euch genau zu solch einer Eichstrecke.
In der Nähe der Startkoordinate findet ihr den ersten Poller. Von hier aus geht ihr stromaufwärts den Deich entlang bis zum anderen Ende der Eichstrecke. Unterwegs solltet ihr folgende Aufgaben lösen können.
1. Wie weit ist es vom ersten Poller aus noch Volmerswerth? (Zahl vor dem Komma)
A=?
2. Bestimmt die Strecke vom 1. Poller bis zum 2. Poller gerundet auf volle 10 m.
B=?
3. Notiert am mittleren Poller die Nummer des Vorhängeschlosses und schreibt die Quersumme für C auf.
C= ?
4. In der Nähe des letzten Pfeilers steht ein Verkehrsschild, notiert euch die RAL-Kennzeichnung, und bildet die Quersumme.
D= ?
5. Wie groß ist nun die Gesamtlänge der Eichstrecke, gerundet auf volle 10 Meter?
E= ?
6. Aus wie vielen Pollern besteht die Eichstrecke insgesamt?
F =?
Wenn ihr alle Aufgaben lösen konntet, steht den Koordinaten für das Final nichts mehr im Wege und ihr findet den Cache bei:
N 51° (C*A+D)/4,(B*A-C+ F)
E 006° C*A+D,E-(B+C*10)+D
Es ist sicher nicht nötig in den Logeinträgen Hinweise auf den Cache zu hinterlassen, genauso sollte vor Ort darauf geachtet werden, dass auch noch Cacher lange nach dir Spaß an dem Rätsel haben sollen.
Auf die drei Erstfinder wartete eine kleine Überraschung.
Juni 2010: Gewinnspiel beendet; die Coins sind vergeben!