| Titre : |
Das neue Landeshöhennetz der Schweiz LHN95 |
| Titre original : |
[Le nouveau réseau altimétrique national de la Suisse LHN95] |
| Type de document : |
Rapport |
| Auteurs : |
A. Schlatter, Auteur |
| Editeur : |
Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse |
| Année de publication : |
2007 |
| Collection : |
Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 72  |
| Importance : |
373 p. |
| Format : |
21 x 30 cm |
| ISBN/ISSN/EAN : |
978-3-908440-16-1 |
| Note générale : |
Bibliographie |
| Langues : |
Allemand (ger) |
| Descripteur : |
[Termes IGN] altitude orthométrique
[Termes IGN] cote géopotentielle
[Termes IGN] déformation verticale de la croute terrestre
[Termes IGN] géoïde local
[Termes IGN] GPS en mode cinématique
[Termes IGN] infrastructure nationale des données localisées
[Termes IGN] nivellement par GPS
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] réseau altimétrique national
[Termes IGN] Suisse
[Termes IGN] système de référence altimétrique
[Termes IGN] transformation de coordonnées
[Vedettes matières IGN] Altimétrie
|
| Index. décimale : |
30.50 Nivellement - généralités |
| Résumé : |
(Auteur) The present report describes the establishment of the new as well as the existing and historic geodetic bases for height determination in the Swiss national geodetic network. The report originated in close scientific cooperation with the Geodesy Division of the Swiss Federal Office of Topography (swiss-topo) in association with the definition of a new vertical reference system and its realization in the form of the new national height network LHN95. The report is structured in three parts, each of which is inseparable from the other, as is suggested by the sequential numbering of the chapters.
Part 1 presents and highlights the significance of modern vertical systems, the correlation to the renewal of the geodetic network in Switzerland (LV95) and the basic theory of vertical systems, frames and observation methods.
Part 2 is a historical summary of geodetic height determination in Switzerland. Chapter 4 begins with the first experiments in the 17th century for calculating the heights of the Alps in the scope of scientific research. The first large-scale maps based on strict geodetic principles, the construction of railroads and water works as well as the beginning of cadastral surveying called for exact height information. The Nivellement de Precision, carried out by the Swiss Geodetic Commission (SGC) in the years 1864 to 1891, was the first national height reference frame. Even, though the theory of rigorous height systems based on the gravity field was well known at the end of the 19th century, the so-called "usual" heights LN02, which are purely levelled heights, are until today still the basis of the official heights in Switzerland. Chapter 5 shows how the SGC heights found their way into cadastral surveying networks and the efforts that were undertaken in the 20th century to apply gravimetric corrections to the national levelling networks, and to calculate rigorous adjustments.
At the end of the 1980s, the new satellite navigation system GPS allowed the observation of national geodetic networks with an unprecedented and unimagined precision. Furthermore, together with the existing gravity and levelling observations, the technical means were now available for carrying out an integrated geoid determination and establishing a modern, orthometric vertical reference system and the corresponding reference frame. As a part of the project for a new geodetic network in Switzerland, the new national vertical network LFIN95 is the result of these efforts which are described in Part 3.
The definitions, the fundamental data and the concept for the realization of LHN95 are presented in Chapter 6. Besides the ellipsoidal GPS heights and the gravity models, the key part of the calculation of the new national heights is the kinematic adjustment of the national levelling network and the gravity observations. In Chapter 7 it is shown how recent crustal movements may be estimated in order to define a non-constrained vertical frame based on the century-old observation series of this vast amount of levelling data.
These recent vertical height changes in the Earth's upper crust are of particular interest to geophysics.
Chapter 8 is a short excursion into the broad field of neotectonics and isostasy. The main focus, besides a historical summary of the insights gained from precise levellings so far, is on the discrete results from the current kinematic adjustment, the derived models and their interpretation. A central concern for geodesists is to point out the general causes of movements among control points as well as the possibilities and limits of the observation and adjustment methods.
In order to obtain orthometric heights from geopotential numbers, the mean gravity values along the plumb lines to the geoid must be known for the observed bench marks. Chapter 9 deals with the determination of these values and how they influence the accuracy of the orthometric heights. It is shown that throughout Switzerland the heights of the bench marks relative to the geostation in Zimmerwald may be calculated with accuracy better than 2 cm.
The key significance of the new vertical reference frame LHN95, however, lies in the fact that by combining the ellipsoidal heights from the new geodetic network LV95 observed with GPS and the undulations from the new geoid model CHGeo2004, an optimal consistency between the GPS method and the traditional terrestrial height determination was obtained (Chapters 9 and 10). Therefore, the determination of heights in a rigorous vertical system (following potential theory) with accuracy to the cm is much more efficient using GPS methods than traditional terrestrial observations. In Chapter 10 the heights from LHN95 along the national border are compared to the heights of the neighboring countries, and the differences to the existing European vertical frames are shown.
Since the change to the new vertical reference frame LHN95 has not yet been executed in official cadastral surveying, on which practically all spatial data in Switzerland are based, the modelling of the transition between LHN95 and LN02 is of a decisive significance. Otherwise, the advantages of LHN95 for an efficient height determination with GPS would be completely in vain. Chapter 12 documents in detail the differences between and the origins of the two systems which are ranging from -25 cm and +65 cm. The algorithm used in the software program htrans to allow an appropriate transformation between the two vertical frames of the national geodetic control is explained and tested. The accuracy of the method is limited by the local distortions of the vertical reference frame LN02. It varies between a few millimeters along the levelling lines themselves and up to decimeters in between. |
| Note de contenu : |
Teil I
1. Einführung
1.1 Hintergrund und Vorarbeiten
1.2 Bedeutung moderner Höhenbestimmung und-Systeme
1.3 Zusammenhang mit der neuen Landesvermessung der Schweiz LV95
1.4 Aufbau und Zielsetzung der Arbeit
2. Höhensysteme und Höhenrahmen
2.1 Referenzsysteme und -rahmen
2.2 Höhenbezugsflächen für die Lage- und Höhenbestimmung
2.3 Höhenarten.
2.4 Definition eines Höhenreferenzsystems.
2.5 Die Realisierung eines Höhenreferenzrahmens
2.6 Zusammenfassung und Vergleich der Höhensysteme
3. Höhenmessverfahren und ihr Bezug zu den Höhenrahmen
3.1 Das geometrische Nivellement
3.2 Die trigonometrische Höhenbestimmung
3.3 Satellitenmessverfahren
3.4 Photogrammetrie und Laseraltimetrie.
3.5 Die barometrische Höhenbestimmung (Hypsometrie)
3.6 Messgenauigkeit und Höhenart: eine Grobübersicht.
Teil II
4. Erste Höhenbestimmungen in der Schweiz37
4.1 Arbeiten im 17. und 18. Jahrhundert: Die Höhenbestimmung der Alpenpioniere und die höchste Erhebung der Alpen.
4.2 Die Übergangsperiode 1785 - 1830: erste grossflächige Vermessungen und trigonometrisch abgeleitete Höhen
4.3 Die Höhen als Bestandteil der geodätischen Grundlagen für die Dufourkarte und die ersten Horizontfestlegungen
4.4 Das 'Nivellement de Precision 1864-91' der SGK
4.5 Übersicht über die Herkunft und die Bedeutung der historischen und aktuellen Horizontfestlegungen am Repere Pierre du Niton
5. Höhenbestimmung als Aufgabe der Landes- und der amtlichen Vermessung in der Schweiz
5.1 Das Versicherungsnivellement von 1893 - 1902
5.2 Der neue Horizont des RPN, das Landesnivellement und die Festlegung der Gebrauchshöhen LN02
5.3 Flächendeckende Höhen durch die amtliche Vermessung
5.4 Historischen Arbeiten zur Reduktion und zur gesamthaften Ausgleichung der
Landesnivellementmessungen
Teil III.
6. Konzept und Grunddaten zur Festlegung des neuen Landeshöhennetzes LHN95.
6.1 Einleitung
6.2 Die Definition der Höhensysteme in LV95
6.3 Der Bezug zu den internationalen Höhensystemen.
6.4 Das Konzept zur Realisation der Höhenreferenzrahmen in LV95.
6.5 Die Grunddaten
7. Kinematische Ausgleichung der Landesnivellement-Messungen und Berechnung der geopotentiellen Koten,
7.1 Einleitung
7.2 Ablaufschema zur Berechnung der geopotentiellen Koten der Hauptpunkte
7.3 Berechnung der beobachteten Potentialdifferenzen und Reduktion auf die Hauptpunkte
7.4 Das Modell der kinematischen Ausgleichung
7.5 Gewichtung der einzelnen Messungen und Lagerung der Ausgleichung.
7.6 Die Schleifenschlüsse des Landesnivellements
7.7 Die Hauptresultate der kinematischen Ausgleichung
8. Rezente vertikale Bewegungen und geophysikalische Interpretation
8.1 Einleitung
8.2 Einige Definitionen und Begriffserklärungen zu geodynamischen Prozessen.
8.3 Ursachen rezenter vertikaler Punktbewegungen
8.4 Möglichkeiten und Grenzen des Präzisionsnivellements
8.5 Bisherige Arbeiten in der Schweiz zur Bestimmung rezenter vertikaler Bewegungen mit Präzisionsnivellements
8.6 Diskrete Einzelresultate und das Modell der rezenten vertikalen Bewegungen in der Schweiz
8.7 Versuch einer geophysikalischen Interpretation
8.8 Der Einfluss der rezenten Höhenänderungen auf die Höhenrahmen.
9. Vom Potential zur orthometrischen Höhe: die Berechnung der mittleren Schwere
9.1 Einführung und verwendete Berechnungsprogramme
9.2 Die verwendeten Massen-und Dichtemodelle
9.3 Die Berechnung der mittleren Schwere in der Lotlinie
9.4 Interpolation von Oberflächenschweren
9.5 Einfluss der Massenmodelle auf die orthometrischen Höhen
9.6 Genauigkeitsabschätzungen zu den orthometrischen Höhen.
9.7 Näherungsformeln und der Vergleich mit den strengen orthometrischen Höhen
9.8 Zusammenfassung und Ausblick
10. Kombinierte Ausgleichung von orthometrischen Höhen
aus dem Nivellement, GPS-Höhen und Geoidmodell, . 25
10.1 Die Konsistenz der Höhen
10.2 Die Theorie zur kombinierten Ausgleichung von Nivellement, GPS und Geoid
10.3 Die GPS-Höhen aus den landesweiten Kampagnen und die Gesamtlösung CHTRF04
10.4 GPS/Nivellementpunkte der neuen Landesvermessung LV95
10.5 Die Inkonsistenzen im Geoidmodell CHGeo98
10.6 Das neue Geoidmodell CHGeo2004 als Grundlage für den konsistenten Höhenrahmen LHN95
11. Die definitive Festlegung des konsistenten Höhenbezugs-rahmens LHN95 der neuen Landesvermessung der Schweiz LV95
11.1 Die grundlegenden Entscheide und Festlegungen
11.2 Die Realisierung des Höhenreferenzrahmens LHN95
11.3 Konzept zur Berechnung der orthometrischen Höhen LHN95 sämtlicher HFP1
11.4 Test an drei Liniendes Landeshöhennetzes
11.5 Der Vergleich mit den europäischen Höhenreferenzrahmen
11.6 Die Horizontunterschiede zu den Nachbarländer.
12. Die Modellierung des Überganges LHN95 & LN02
12.1 Einleitung und Definition der 'Spanne' als Unterschied zwischen den Höhenrahmen LHN95 und LN02
12.2 Grunddaten für die Analyse der Höhenrahmen und Stützpunkte für die Transformation
12.3 Analyse der Zwänge im bestehenden Höhenrahmen LN02
12.4 Analyse der Differenzen unter den strengen Höhenarten und zu LN02
12.5 Die Realisierung der Transformation LHN95 <-> LN02
12.6 Das Programm HTRANS
12.7 Testberechungen und Genauigkeitsuntersuchungen mit bestehenden Daten.
13. Schlussbetrachtungen, Ausblick und Dank
13.1 Schlussbetrachtungen
13.2 Ausblick
13.3 Dank |
| Numéro de notice : |
15420 |
| Affiliation des auteurs : |
non IGN |
| Thématique : |
POSITIONNEMENT |
| Nature : |
Rapport d'étude technique |
| En ligne : |
https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-72.pdf |
| Format de la ressource électronique : |
URL |
| Permalink : |
https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62715 |
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Das neue Landeshöhennetz der Schweiz LHN95 (2007)
