MAGNET Field - Koordinatensysteme und RTCM-Transformation

Prinzip der "RTCM-Transformation"

GNSS-Korrekturdaten ab RTCM-Version 3.1 können in sogenannten RTCM-Transformationsnachrichten (Transformation Messages) Informationen zum Datum (Transformationsvorschriften (Shiftwerte) und/oder Höhenkorrekturen=lageabhängige Geoidseparationen) übermitteln sowie Angaben zur Abbildung (Projektion/Gitter). In MAGNET Field werden diese Daten, sobald sie empfangen werden, aufbereitet und im Projekt, als auch zentral in einem MAGNET-Field-Unterverzeichnis gespeichert.

Üblicherweise gibt MAGNET Field eine Meldung aus, wenn RTCM-Trafomessages erstmalig empfangen werden.

Ob und welches Datum resp. Abbildung übertragen werden sowie die Bezeichnung sind abhängig vom Korrekturdatenanbieter und vom jeweiligen Mountpoint (zugangspunkt). Bei SAPOS gibt es zudem bundeslandspezifische Besonderheiten.

Beispiele:

Anbieter          Mountpoint    übermittelte
                                Abbildung              Datum           Ergebnis
---------------------------------------------------------------------------------------------
AXIO (Port 2101)  15-AXIO       -                      AUTO_NHN_GCG16  ETRS89/UTM32, Höhe DHHN2016
SAPOS Bayern      VRS_3_3G_BY   ETRS89_UTM32_DHHN2016  wie Abbildung   ETRS89/UTM32, Höhe DHHN2016
SAPOS Bayern      VRS_GK_BY     DHDN90_DHHN2016        wie Abbildung   Bessel/GK4,   Höhe DHHN2016

Werden Datum und Abbildung übertragen (Beispiel SAPOS), braucht in MAGNET Field lediglich die entsprechende Abbildung ausgewählt werden . Das zugehörige Datum ist bereits fest verknüpft.

Wird nur das Datum übertragen (z.B. AXIO-NET, TopNET live), wird eine geeignete Abbildungsvorschrift aus dem vorhandenen Katalog  ausgewählt oder neu erstellt und das übertragene Datum separat dazu ausgewählt.

In MAGNET Field gibt es 3 Möglichkeiten, in der Ansicht "Koordinatensystem" ein Koordinatensystem zu definieren, das die RTCM-Transformation unterstützt:

1. Wird neben dem Datum auch eine Abbildung (Gitter) übertragen, kann diese spezielle Abbildung ausgewählt werden. Das ebenfalls übertragene Datum ist dann automatisch an die Abbildung gekoppelt (Beispiel A: Sapos RTCM-Trafo).
2. Wird nur das Datum übertragen, wird eine geeignete Abbildung aus dem Katalog ausgewählt und das übertragene Datum daran gekoppelt (Beispiel B).
3. Befindet sich keine passende Abbildung im Katalog, kann diese selbst erzeugt werden (Beispiel C)
4. Nur für Insider: Sind die Bezeichnungen von Abbildung/Datum bekannt, können die entsprechenden Einträge in xml-Dateien vorbereitet werden.

A) Beispiel Sapos RTCM-Trafo: Abbildung & Datum werden übertragen

In diesem Beispiel wird die in den Sapos-Korrekturdaten übermittelte Abbildung ausgewählt. Das gleichnamige Datum ist automatisch damit verknüpft. Das Datum enthält Trafodaten für die Umrechnung der gemessenen ellipsoidischen Höhe in die Landeshöhe (DHHN 2016). Die Bezeichnung von Abbildung und Datum lautet in vielen Bundesländern ETRS89_UTM32-DE_DHHN2016_NH (z.B. BW, NI,RLP,SH/HH), sie kann aber auch davon abweichen, ebenfalls werden vereinzelt Trafos nach Gauß-Krüger oder mit anderem Höhenbezug angeboten. Die typische SAPOS-UTM-Abbildung liefert im Rechtswert einen 8-stelligen Wert, also mit führender Zone 32, z.B. 32645720.546.

B) Beispiel Standard-Abbildung und übertragenes Datum

In diesem Beispiel soll eine Standard-Abbildung verwendet werden und das übermittelte Datum. Beispiele:

• SAPOS UTM mit 6 Stellen im Rechtswert ohne führende Zone (645720.546 statt 32645720.546)
• AXIO-NET, TopNET live

Vorgehensweise unter Optionen>Koordinatensystem:

1. Auswahl der in MAGNET Field vordefinierten Abbildung UTMNorth-Zone_32 (diese muss ev. noch in die Dropdown-Liste aufgenommen werden)
2. Auswahl des Datums, hier ETRS89_UTM32-DE_DHHN2016_NH (wird automatisch in die Auswahlliste aufgenommen, sobald es empfangen wurde)

C) Beispiel Eigene Abbildung und übertragenes Datum

In diesem Beispiel wird die Abbildungsvorschrift selbst definiert (Bsp.: Gauß-Krüger 3. Streifen) und das übertragene Datum DE_DHDN_3GK3-DE_DHHN2016_NH zugefügt. Eine weitere Anwendung wäre die feste Kopplung einer UTM-Abbildung mit 6 Stellen (statt mit 8) im Rechtswert mit dem Datum (siehe auch Beispiel B)

Wichtige Hinweise zum Einsatz von RTCM-Transformationsmessages

Funktionsweise

Die übertragenen RTCM-Trafomessages (das "RTCM-Datum") funktioniert ...

• für die Höhenkorrektur, entspricht der Einbindung eines Geoids,
• für die Umrechnung der Lagekoordinaten (UTM nach Gauß-Krüger) , entspricht der Einbindung einer NTv2-Datei.

Die Tabelle mit den Korrekturwerten, die MAGNET Field in einem Unterverzeichnis ablegt, wächst quasi "mit jedem Schritt" an, den der Vermesser macht. Die Daten werden projektintern und in einer Tabelle (dff-Datei) gespeichert, pro Datum eine gleichnamige Datei. In der Tabelle summieren sich die Korrekturwerte über alle Projekte auf. Für Rheinland-Pfalz z.B. heißt diese Datei ETRS89_UTM32_DE_DHN2016_NH.dff

Außerhalb des bereits vermessenen Gebiets existieren in dieser Tabelle keine Korrekturwerte. Wurde also z.B. Punkte in Brandenburg mit SAPOS BB aufgenommen (Datum ETRS89_UTM33-DE_DHHN2016_NHN) aufgenommen und später das Koordinatensystem versehentlich auf "Rheinland-Pfalz" umgestellt (ETRS89_UTM32-DE_DHHN2016_NH), so erscheinen die Koordinaten in Brandenburg als rote Längen- und Breitengrade, da in der RLP-Tabelle für Brandenburg keine Korrekturwerte vorhanden sind.

MERKE:

Bei der "RTCM-Transformation" wird die Original-Position im ETRS89-Datum in MAGNET Field abgespeichert und erst in der Software mit Hilfe der Korrekturwerte aus einer Tabelle transformiert.

Bei der "7-Parameter-Transformation" wird die im Empfänger berechnete Position mit Hilfe manipulierter Korrekturdaten lageabhängig etwas verschoben, gelangt so in MAGNET Field und kann dort mit Hilfe eines für ganz Deutschland gültigen Satzes von 7 Parametern transformiert werden.

Wechsel des Koordinatensystems innerhalb eines MAGNET Field-Projekts

Grundsätzlich ERLAUBT ist der Wechsel zwischen Zonen (GK2 <> GK3, UTM32 <> UTM33).

Grundsätzlich ERLAUBT ist der Wechsel eins Gauß-Krüger-Koordinatensystems mit "RTCM-Transformation" nach Standard-UTM (UTM Nord-Zone_32) mit Datum ETRS89 oder WGS84. Achten Sie auf die Höhe - sofern kein Geoid eingebunden ist, wird die ellipsoidische Höhe angezeigt.

Das erste Mal mit dem GPS in neuer Umgebung?

Beim ersten mal in fremder Umgebung erscheinen die ersten Messergebnisse mit RTCM-Trafo 1000e km entfernt (im Atlantik, in Südfrankreich...), da die RTCM-Trafo noch nicht greift. Mehrmals messen, den Standort verändern => schon rutscht die Position an die richtige Stelle...

Import von Plänen (DXF/DWG)

Grundsätzlich gilt auch bei RTCM-Trafo: Der Plan soll immer in dem Koordinatensystem vorliegen und importiert werden, in dem später auch gearbeitet werden soll. Wir raten von einer Transformation während des Imports, die von MAGNET Field angeboten wird, dringend ab (Ausnahme: Wechsel der Zone).

Wenn Sie mit Ihrem GNSS-Empfänger noch niemals an dem Planort waren, demnach also in MAGNET Field noch keine Trafo-Tabelle erstellt wurde, kann zwar der Plan im RTCM-Koordinatensystem importiert und auch betrachtet werden, aber er wird nicht auf das Bing-Luftbild an gewünschter Stelle projiziert, sondern irgendwo fernab im Atlantik o.ä.. Erst nach den ersten Messpunkten im Plangebiet wird der Plan an seine richtige Stelle "gerückt".

Umwandlung von Gauß-Krüger-Koordinaten nach UTM

Ein wesentlicher Vorteil der "RTCM-Trafo" ist die Möglichkeit, von Gauß-Krüger-Koordinaten in MAGNET Field fehlerfrei direkt nach UTM umrechnen und exportieren zu können. Ist KEIN Geoid eingebunden,  werden die Höhen ellipsoidisch ausgegeben (also ca. 45m zu hoch). Sofern ein Geoid eingebunden ist, bleibt bei der Umrechnung die Höhe korrekt erhalten.
Natürlich funktioniert auch der umgekehrte Weg, sofern im Messgebiet ausreichend mit einem RTCM-Mountpoint vermessen wurde.

Beispiel:

Mountpoint:   AX-Auto-Bessel
Koordinatensystem:
              Gauß-Krüger/Bessel      <> UTM/ETRS89
              ----------------------------------------------------------
  Abbildung   ...                     <> UTM Nord-Zone_32: 6E to 12E
  Datum       AUTO_DHDN_BESSEL_1511   <> ETRS89 oder WGS84
  Geoid       optional                <> optional (ohne: ellips. Höhen!)

Sonderfall Bayern

Tipp zur Höhenkorrektur