Höhenreferenzsysteme in Bremen

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Höhenreferenzsysteme in Bremen
Zum 1.12.2016 werden in Bremen neue amtliche Höhen eingeführt. Die Differenzen zwischen
dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) betragen im Stadtgebiet Bremen im Mittel
-16 mm und im Stadtgebiet Bremerhaven im Mittel -20 mm (DHHN2016 minus DHHN92).
Hintergrundinformation
Ein Höhenbezugssystem wird festgelegt durch das Höhendatum (Ursprung + Maßstab) und die Höhenart (Normalhöhen, orthometrische oder normal-orthometrische Höhen) einschließlich der dazugehörigen physikalischen Konstanten und Parameter sowie Algorithmen zur Berechnung von Korrekturen.
Der Ursprung des deutschen Höhenreferenzsystems ist der Nullpunkt des Amsterdamer Pegels
(NAP), der aus Beobachtungen des mittleren Tidehochwassers in Amsterdam zur Epoche 16831684 abgeleitet wurde. Die Höhen in Deutschland sind Normalhöhen. Zur Berechnung wird das
Normalschwerefeld des GRS80 benutzt.
Das zurzeit gültige amtliche Höhensystem in Bremen ist das DHHN92 (Höhenstatus 160).
Das DHHN92
Das DHHN92 wurde nach der Wiedervereinigung durch die Verbindung der beiden jeweiligen Nivellementsnetze 1. Ordnung der alten und der neuen Bundesländer geschaffen. Diese Verbindung
wurde mit Hilfe von 16 Nivellementslinien geschaffen, die in den Jahren 1990 bis 1992 gemessen
wurden.
Die Zusammenführung von Messungen aus 3 verschiedenen Epochen (Netz neue Bundesländer
1974-1982, Netz alte Bundesländer 1977-1988, Verbindungsmessungen 1990-1992) führt zu Spannungen im Netz. Hinzu kommt ein permanenter Qualitätsverlust durch Alterung des Netzes und
Punktzerstörungen. Deshalb beschloss die AdV im April 2005 die teilweise Erneuerung des DHHN in
den Jahren 2006-2012.
Das DHHN92 (Höhenstatus 160) wurde in Bremen erst mit der Einführung von AFIS (Mitte 2016)
zum amtlichen Höhensystem. Wie in Abb. 1 dargestellt betragen im Stadtgebiet Bremen die Differenzen zu dem vorher gültigen Höhensystemen „Horizont 74“ (Höhenstatus 130) im Mittel +8 mm
(DHHN92 minus System „Horizont 74“). Abb. 2 zeigt die verschiedenen Höhenstatus für das Stadt-
gebiet Bremerhaven. Hier betragen die Differenzen zu dem vorher gültigen Höhensystemen „Höhe
über NN“ (Höhenstatus 131) im Mittel +20 mm (DHHN92 minus System „Höhe über NN“).
Das DHHN2016
Ziele der Modernisierung des deutschen Höhenreferenzsystems waren:
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Überprüfung des amtlichen Höhenbezugssystems DHHN92 zur Aufdeckung von Höhenänderungen und Spannungen
Einbindung des DHHN in ein zukünftiges integriertes Raumbezugssystem
Verknüpfung mit epochengleichen GNSS-Messungen zur Geoidmodellierung
Schaffung aktueller Grundlagen für wissenschaftliche Arbeiten (z.B. Bestimmung rezenter
vertikaler Krustenbewegungen)
Die Präzisionsnivellements im DHHN fanden von 2006 bis 2012 statt. Es wurden etwa 30000 km nivelliert. Der Netzentwurf umfasst neben den Nivellementslinien auch 250 Geodätische Grundnetzpunkte (GGP), für die neben der nivellitischen Höhe die ellipsoidischen Koordinaten und die Schwerewerte gemessen wurden. Die ellipsoidischen Koordinaten wurden im Sommer 2008 in einer
GNSS-Kampagne bestimmt. Auf etwa 200 Punkten fanden zwischen 2009 und 2011 Absolutschweremessungen statt; die restlichen Schwerewerte wurden durch Relativmessungen bestimmt.
Das DHHN2016 wurde zwangsfrei auf 72 Datumspunkten gelagert, die mit ihrer Höhe aus dem
DHHN92 in die Ausgleichung eingeführt wurden. Das DHHN2016 befindet sich wie auch das
DHHN92 im mean tide System, d.h. der permanente Anteil der Fest-Erde-Gezeiten wurde in den
Messungen belassen. Der variable Gezeitenanteil, der annähernd wie ein zufälliger Fehler wirkt, sowie die Ozeangezeitenauflasten wurden aus den Messungen reduziert.
In Bremen betragen die Differenzen zwischen dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) im Mittel -16 mm (DHHN2016 minus DHHN92, vgl. Abb. 1).
DHHN92 (HST 160)
8 mm
„Horizont 74“ (HST 130)
8 mm
DHHN2016 (HST 170)
Abb. 1: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet
Bremen
In Bremerhaven betragen die Differenzen zwischen dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) im
Mittel -20 mm (DHHN2016 minus DHHN92, vgl. Abb.2). Die Höhensysteme „Höhe über NN“ (Höhenstatus 131) sowie das DHHN2016 (Höhenstatus 170) liegen im Mittel auf dem gleichen Niveau.
DHHN92 (HST 160)
20 mm
„Höhe ü. NN“ (HS 131) /
DHHN2016 (HST 170)
Abb. 2: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet
Bremerhaven
Die folgenden Projektergebnisse werden in Bremen zum 1.12.2016 amtlich eingeführt:
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Höhenreferenzrahmen DHHN2016
Quasigeoid GCG2016
Schwerereferenzrahmen DHSN2016
Verbesserte amtliche Realisierung des ETRS89: ETRS89/DREF91/2016
Transformationsmodell zur Umrechnung vom DHHN92 in das DHHN2016
Weitere Informationen zum Raumbezug 2016 finden Sie hier (pdf, 327.8 KB).
Glossar
AdV
Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der
Bundesrepublik Deutschland
AFIS
Amtliches Festpunktinformationssystem
DHHN
Deutsches Haupthöhennetz
DHHN92
Deutsches Haupthöhennetz 1992
DHHN2016
Deutsches Haupthöhennetz 2016
DHSN2016
Deutsches Hauptschwerenetz 2016
DREF91
Deutsches Referenznetz 1991
ETRS89
Europäisches Terrestrisches Referenzsystem 1989
GCG2016
German Combined Quasi-Geoid 2016
GNSS
Global Navigation Satellite Systems
GRS80
Geodätisches Referenzsystem 1980
NAP
Normaal Amsterdams Peil