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Lotabweichung
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Die Lotabweichung ist der Winkel zwischen der Lotrichtung und der Ellipsoidnormalen in einem Vermessungspunkt. Sie kann im Hochgebirge etwa 0.01° (30-50") erreichen, im Flachland weniger, und entspricht der Neigung des Geoids zum Rotationsellipsoid der Landesvermessung.
Auch wenn die Lotabweichung Null ist, weist die Lotrichtung (realisiert z.B. durch ein frei hängendes Schnurlot) nicht zum Erdmittelpunkt, sondern wegen der Abplattung der Erde (Fliehkraft der Erdrotation!) bis zu 0.2° vorbei.
Manchmal spricht man auch im Bauwesen von Lotabweichung - wenn ein Bauwerk oder eine Fassade aus dem Lot gerät.
Definition der Lotabweichung laut Fédération Internationale des Géomètres-Wörterbuch
Winkel zwischen der Lotrichtung in einem Punkt und der diesem Punkt durch eine Projektion zugeordneten Normalen auf einem Rotationsellipsoid.
Man spricht von einer astrogeodätischen Lotabweichung, wenn die Bestimmung der Lotrichtung mit den Methoden der geodätischen Astronomie erfolgte und tritt bei der Transformation zwischen lokalen Koordinatensystemen auf. Dagegen beruht die gravimetrische Lotabweichung auf der Bestimmung der Lotrichtung durch Schweremessungen und wird über die Lösung der geodätischen Randwertaufgabe erhalten.
Lotabweichungen hängen von den ellipsoidischen Koordinaten und damit von den Parametern des Bezugs- oder Referenzellipsoides und von dessen Lagerung gegenüber der Erde ab. Handelt es sich bei dem Bezugsellipsoid um ein geozentrisch (im Erdschwerpunkt) gelagertes und gleichzeitig mittleres Erdellipsoid, so spricht man von absoluten Lotabweichungen, andernfalls von relativen Lotabweichungen.
Historie
Erste Messungen der Lotabweichung wurden um 1800 nach theoretischen Untersuchungen von Carl Friedrich Gauß im Zuge der Hannoveranischen Landesvermessung durchgeführt, und zwar im Gebiet des Harz, wo Gauß und seine Assistenten die größten Effekte erwarteten. Ähnliche Überlegungen und astrogeodätische Messungen gab es 1820 durch die Forscher Jean-Baptiste Biot und F.Carlini am Mont Cenis bei Bordeaux. Um 1930 wurden die Messungen zu einem Standardverfahren der Geodäsie und die wichtigste Grundlage für die geforderte Astro-geodätische Netzausgleichung, da die Genauigkeit der Vermessungsnetze den damaligen Bedürfnissen nicht mehr genügte. Zwischen 1970 und2000 erreichte die Forschung zu den Themen Lotabweichung, Geoid und geodätische Gravimetrie einen Höhepunkt, und zwar aus gleichzeitig vier aktuellen Bedürfnissen:
- dem unbedingten Bedarf nach Vermessungsnetzen mit Genauigkeiten besser als 1:1 Million (mm pro km)
- dem zunehmenden Bau von Straßentunneln durch die Alpen und andere Gebirge, wo die Lotabweichung bisweilen einige Dezimeter pro Kilometer ausmacht
- der Forderung nach dem sog. Zentimeter-Geoid (Begriff erstmals von Torge geprägt, s.unten), weil bereits 1980 das Aufkommen cm-genauer Satellitenortung (GPS, GLONASS, SLR) und kosmischer Interferometrie (VLBI) abzusehen war
- dem Bedarf nach potentialtheoretischen Untersuchungen der Erdkruste, wofür die Lotabweichung bessere geologische Schichtneigungen liefern kann als die herkömmliche Gravimetrie -- siehe z.B. das heutige deutsche Großprojekt "Sedimentbecken", die Untersuchungen von Gerstbach (TU Wien) und Papp im Wiener Becken, von Gurtner (Ivrea-Körper in der Südschweiz) und der umfangreichen TESLA-Projektplanung für den 30km-Linearbeschleuniger bei Hamburg.
Durch verschiedene Großprojekte in Mitteleuropa (vor allem Deutschland, Österreich, Schweiz, sowie Slowenien und Slowakei), in Südeuropa (Kroatien, Griechenland, Türkei) und in Südamerika (v.a. Argentinien) wurde das Geoid von 20-50 cm Genauigkeit im deutschen Sprachraum auf 2-5cm, anderswo auf 5-10 cm verbessert. In Deutschland steht das aus Lotabweichungen bestimmte "Astrogeoid" in Konkurrenz zum "gravimetrischen Geoid", während Gebirgsländer wie Österreich, Schweiz, Slowakei und Griechenland das Astrogeoid bevorzugen. In diesen Ländern steht seit etwa 1990 ein dichtes Netz von tausenden Lotabweichungs- und hunderten Laplace-Punkten zur Verfügung (Punktabstände zwischen 7-10 und 50 km), auf der ganzen Welt sind es einige Zehntausend Vermessungspunkte, wo auf der Erdoberfläche die genaur Lotrichtung gemessen wurde.
Siehe auch
Erdschwerefeld, Geopotential, Geoid, Erdmessung
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