pegasus gnss-gestützte pegelüberwachung in der nordsee€¦ · pegasus gnss-gestützte...

25
15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 1 Dr. A. Sudau und R. Weiß Referat Geodäsie Bundesanstalt für Gewässerkunde 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee

Upload: others

Post on 06-Mar-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 1

Dr. A. Sudau und R. WeißReferat GeodäsieBundesanstalt für Gewässerkunde

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung

PEGASUSGNSS-gestützte Pegelüberwachung in derNordsee

Page 2: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 2

KFKI-Projekt IKÜS (I)> Vorgestellt am in Bremerhaven 05.11.2008> Verbundprojekt

> Geodätisches Institut, TU-Dresden> Institut für Photogrammetrie, TU-Braunschweig> Landesvermessung + Geobasisinformation Niedersachsen > Referat Geodäsie, BfG

> Ableitung von Höhen und Höhenänderungen im Bereich der Deutschen Bucht> Kombination von GNSS, Nivellements, Schwere und Pegelmessungen> Auswirkung auf Pegelmessungen

Page 3: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 3

KFKI-Projekt IKÜS (II)> Aufarbeitung der Pegelinformationen > Überlagerung von Landsenkungen mit langwelligen

Meeresspiegelvariationen

Ergebnisse der Kombinationslösung der TU-BraunschweigQuelle: IPG TU-Braunschweig

Page 4: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 4

KFKI-Projekt IKÜS (III)Voraussetzung für Analysen langwelliger Wasserstandsänderungen sind

zuverlässige Höhenangaben

> Aktuelle amtliche Höhen sind 25-30 Jahre „alt“

> Derzeit läuft eine Erneuerungskampagne der Landesvermessung Neumessung ausgewählter Höhenlinien

> Vergleich mit älteren Höhen problematisch

> Variierende „Höhenarten“ bzw. Ausgleichungen

> Lange Zeiträume und nicht kontinuierliche Messungen

Monitoring mit kontinuierlichen GNSS-Systemen auf Pegeln

Page 5: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 5

KFKI-Projekt IKÜS (IV)> Schlussfolgerungen

> Überlagerung von Landsenkung und langwelligen Meeresspiegelvariationen

> Ableitung von absoluten Meeresspiegelvariationen> Trennung von Landsenkung und Meeresspiegeländerung

GNSS@tidegauge> Permanentes GNSS (auf den Pegeln installiert)> Hochwertige geodätische Empfänger> Automatischer Betrieb mit zentraler Steuerung und Auswertung> Einbindung in wiss. Netzwerke

PEGASUS

Page 6: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 6

GNSS@tidegauge> Realisierung von sechs GNSS@tidegauge

Stationen

> Pegel Knock (TGKN, 05/08)

> Unterfeuer Dwarsgat (FLDW, 08/08)

> LT Alte Weser (LHAW, 11/08)

> Pegel Cuxhaven (TGCU, 12/08)

> Pegel Dagebüll (TGDA, 05/09)

> Pegel Büsum (TGBU, 05/09)

Page 7: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 7

Datenkommunikation> Steuerung der Receiver und Transfer der Beobachtungsdaten ins

Intranet des BMVBS (Mobilfunkbasiert)> Anbindung via

GPRS

> FTP-Push

> Web-Interface

Page 8: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 8

GNSS PNP> Integration von GNSS in eine Pegelanlage

> Geometrischer Zusammenhang zwischen GNSS-Marker und Pegelnullpunkt

Page 9: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 9

GNSS PNP> Integration von GNSS in eine Pegelanlage

Page 10: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 10

GNSS PNP> GNSS liefert eine Höhe des GNSS-Markers im Raum

> Pegelnullpunkt:

> Definiert über feste Höhendifferenzen zu Pegelfestpunkten

> Bestimmung der Höhendifferenzen zwischen GNSS-Marker und Pegelfestpunkt

> Kalibrierte Messstangen / Messbänder i.V.m. Planplattennivellieren

> Berührungslose Entfernungsmesser (vertikal)

Page 11: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 11

GNSS PNP> Kalibrierte

Messstangen

> Kalibrierte Messbänder

> Optisches Planplattennivellier

Page 12: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 12

GNSS PNP> Berührungslose Enfernungsmesser (Bämpfer Ablotungssystem)

Page 13: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 13

GNSS@tidegauge> Realisierung von sechs GNSS@tidegauge Stationen

Page 14: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 14

GNSS@tidegauge - Metadaten> IGS-SiteLog Files

> Nivellementsergebnisse

> Bilder

> Vorauswertung

> Erstellung von Tagesblöcken

> Qualitätskontrolle

> Datenbereitstellung auf FTP-Server

Page 15: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 15

GNSS@tidegauge - Auswertung> Realisiert durch die BfG in Kooperation

mit dem Deutschen Geodätischen Forschungsinstitut

> Prozessierung nach wiss. Standards mit wiss. Software (Bernese Software)

> Prozessierung im übergeordneten Referenzrahmen (IGS05)

> Ergebnisse sind aktuelle Höhen der Pegelfest-/Pegelnullpunkte in einem übergeordneten Referenzrahmen

Page 16: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 16

GNSS@tidegauge - Ergebnisse

Page 17: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 17

GNSS@tidegauge - Ergebnisse> Erste Ergebnisse

> Zeitreihen sind sehr kurz

Page 18: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 18

GNSS@tidegauge - Ergebnisse> Erste Ergebnisse

> Kombination mit Wasserstandsdaten

Page 19: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 19

GNSS@tidegauge - KLIWAS> Forschungsprogramm KLIWAS des BMVBS

> Teilprojekt 2.02

> Fortführung der Arbeiten von IKÜS und PEGASUS

> GNSS@tidegauge

> 18 WSV-Pegel mit permanten GNSS-Systemen ausgestattet

> 6 WSV-Pegel in der Nähe von permanten GNSS-Stationen (GREF-Stationen des BKG)

Page 20: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 20

GNSS@tidegauge - KLIWAS> FINO-1 und FINO-3

Page 21: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 21

GNSS@tidegauge - KLIWAS> Grenzüberschreitende

Auswertung

> Vergleichbare Projekte anderer Staaten

> Homogene Auswertung der Beobachtungen

> Lokale Verdichtung von TIGA

„TIGA Nordsee“

Page 22: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 22

Zusammenfassung> Erde ist nicht starr, sondern reagiert elastisch

> Vielzahl von Effekten, die auf das GNSS-System und damit auch auf den Pegelnullpunkt wirken (im Bereich einiger mm – einige cm)

> Zyklische Effekte (Wetter, Auflast durch Sturmfluten)

> Langwellige Effekte (Grundwasserentnahmen, Bodenschatzförderung, Isostatische Ausgleichseffekte)

> Jede Station reagiert unterschiedlich

Jede Pegelstation sollte permanent überwacht werden

Page 23: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 23

Zusammenfassung> BfG GNSS-Systeme sind direkt auf den Pegeln

installiert

> GNSS-System und Pegelfest-/Pegelnullpunkt sind an der gleichen mechanischen Struktur befestigt

> Bekannte geometrische Beziehung zwischen GNSS-System und Pegelfest-/Pegelnullpunkt

> Kontinuierlicher Betrieb mit automatischer Datenübertragung und Fernadministration

Page 24: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 24

Zusammenfassung> Trennung von vertikalen Landbewegungen und

langwelligen Wasserstandsvariationen

> Überwachung der Pegelfestpunkthöhen (kontinuierlicher Anschluss an das amtliche Höhensystem durch kont. arbeitende GNSS-Stationen)

> Beiträge für

> Klimaforschung (Stichwort Meeresspiegelanstieg)

> Küstenschutz

> Modellierungen

> Beweissicherung, etc.

Page 25: PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee€¦ · PEGASUS GNSS-gestützte Pegelüberwachung in der Nordsee. 15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, 27. Oktober 2010 Seite 25

Vielen Dank für Ihre [email protected] oder [email protected]

+49 261 1306-5287 oder -5289

15. KFKI Seminar zur Küstenforschung, Bremerhaven, 27.10.2010