D E R L E T Z T E K I C K  . c o m

Am Beipiel der Ausgleichung zweier Höhennetze* wird die Vorgehensweise und Handhabung vom freien Ausgleichungstool Java Graticule 3D auf der Seite der Geodäten in eimem Artiel beschrieben. Neben der Ausgleichung nach der Methode der kleinsten Quadrate wird auch der Einsatz robuster Schätzverfahren demonstriert. Die gewählten Beispiele sind einschlägiger Fachliteratur entnommen.

Ansonsten wünsche ich Euch allen ein schönes, besinnliches Weihnachtsfest und für das neue Jahr 2009 alles Gute!

Am 16. und 17. Januar 2009 feiert der Studiengang Vermessungswesen sein 15-jähriges Bestehen am Hochschulstandort Neubrandenburg. Dies muß natürlich gefeiert werden, sodass ein Geodätischen Fachforum eingerichtet wurde. Neben Fachvorträgen und Ehrungen soll der Abend des 17. Januars als Absolvententreffen dienen. Das ganze Programm kann auf dem Geodäsieportal* eingesehen und runtergeladen* werden. Interessenten sollten sich bis zum 5. Januar 2009 melden.

Die globale Option zur Berücksichtigung der geometrischen Korrektionen habe ich entfernt. Diese Option war letztlich nur für Schrägstrecken- und Zenitwinkelgruppen relevant und galt eben nicht global für andere Beobachtungstypen. Im Kontextmenü dieser beiden Beobachtungsruppen kann diese Option nun gesetzt werden. Alle voreingestellten Parameter sind so gewählt, das keine Reduktionen erfolgen! Soll also bspw. die 2. Geschwindigkeitsreduktion, die Erdkrümmung und die Refraktion nicht korrigiert werden, ist der Refraktionskoeffizient auf k=1 zu setzen. Soll nur die Erdkrümmung korrigiert werden, ist k=0.

Analoges gilt auch bei der 1. Geschwindigkeitskorrektion bei den Schrägstreckengruppen. Soll diese nicht berücksichtigt werden, so sind die Bezugswerte (Temperatur, Luftdruck und relative Luftfeuchte) den vorherrschenden Umgebungsparameter gleichzusetzen. Die Berechnung erfolgt nach BARRELL & SEARS [Joeckel und Stober, 1999]. Die aktuelle Version von JAG3D gibt es hier zum Download*.

Ein kleines Projekt, welches ich mit Klaus zusammen gebastelt habe, ist die JUserMap*. Was damit gemeint ist, kann man zB bei den Geodäten* oder bei Klaus im Forum* näher erkunden.

Auch wenn bereits zwischenzeitlich ein paar Subversionen ohne große Ankündigung erschienen sind, möchte ich heute auf das aktuelle Update von JAG3D wieder einmal hinweisen. Die meisten Änderungen sind dabei auf der graphischen Oberfläche passiert. Die Änderungen in kürze: Teile vom Eigenschaftendialog (Kontextmenü der jeweiligen Gruppe) wurden verbessert, mögliche Eingabefehler werden behandelt, numerische Probleme bei unterschiedlichen Gewichtungen habe ich reduzieren können, der Report wurde überarbeitet, das Hilfesystem JAid habe ich aus der alten Version integriert - die Hilfe selbst fehlt leider noch, Netzanalysen bzw. -simulationen sind nun mit fiktiven Beobachtungen möglich.

Neu hinzugekommen ist die Neupunktgruppe 6DOF-Gruppe, die Punkte mit 6 Freiheitsgraden (DOF = Degree of Freedom) aufnehmen kann. Derartige Punkte können zum Beispiel Standpunkte von Lasertrackern sein. Da Lasertracker keine Horizontiereinrichtung haben, erst das macht letztlich einen geneigten Einsatz wie in Onsala überhaupt möglich, wird das interferometrisch messende Instrument mittels Transformation im bestehenden Netz stationiert. Das dabei aufgespannte 3D-Netz ist somit ein echtes kartesisches Koordinatensystem; frei von geom. Reduktionen. Durch die Integration der drei zusätzlichen Orientierungsparameter des jeweiligen Lasertrackerstandpunktes, sind die Beobachtungsgleichungen angepasst worden. Neben guten Näherungskoordinaten für den Standpunkt selbst sind auch hinreichend gute Drehwinkel notwendig, die bspw. aus einer Vortransformation stammen können.
Die ganze Gruppe befindet sich noch in der Testphase. Da ich auch nicht regelmäßig mit einem Tracker messe, ist eine einfache Verifizierung auch nicht so schnelle umgesetzt.

Auf der Seite für Vermessungsingenieure wurde kürzlich eine neue Rubrik mit Fachartikeln* eröffnet. Drei solcher Kurztexte sind bereits online abrufbar. Thematisiert werden derzeit vor allem Genauigkeitsabschätzungen:

• Fehlerfortpflanzung vs. Monte-Carlo-Simulation bei der Ermittlung von Messunsicherheiten*
• Anwendung der Fehlerfortpflanzung bei der Polarpunktbestimmung*
• Notwendigkeit der Berücksichtigung von Kovarianzen*

Gezeigt werden soll nicht, wie komplex die Themen sind, sondern wie sie verhältnismäßig einfach in der Praxis genutzt werden können. Der geneigte Leser darf dann selbst entscheiden, ob er den aufgezeigten Weg vertiefen möchte.

Am 19. November stelle ich Teile von Ergbnissen meiner bisherigen Arbeiten in Neubrandenburg in zwei öffentlichen Vorträgen vor.
Im ersten Vortrag bei der Arbeitsgruppe Mathematik möchte ich hierbei auf eine neue Auswertestrategie zur geometrischen Referenzpunktbestimmung an VLBI-Radioteleskopen eingehen,GfG-Vortrag die ich dann im zweiten Votrag - Geodätisches Kolloquium - am Nachmittag mit einem praktischen Beispiel veranschauliche. Die Arbeitsgruppe Mathematik und die Gesellschaft zur Förderung der Geodäsie e.V. laden hierzu ganz herzlich ein. Nähere Informationen sind auf der Hochschulseite* zu finden.

Die Netzausgleichungssoftware Java Graticule 3D (JAG3D) ist ab sofort zum Download frei gegeben. In dieser Version besteht die Möglichkeit, hybride Vermessungsnetze auszugleichen. Die Software ist demnach nicht mehr nur auf die räumliche Netzausgleichung beschränkt, sondern kann auch 1D- und 2D-Beobachtungen in einem Guß verarbeiten.

Das Problem, dass der Speicher überläuft (OutOfMemory-Fehler), konnte ich zwar nicht beheben aber durch das Einführen von speziellen Matrizentypen (Diagonal, Sparse, Dreieck,... ) erheblich verbessern.

JAG3D-Software für hybride NetzauswertungIn der aktuellen Version ist neben der Methode der kleinsten Quadrate auch ein robustes Schätzverfahren, die BIBER-Schätzer, implementiert. Diese sollten zur Vorauswertung genutzt werden, um Verschmierungseffekte bei der Quadratsummenminimierung zu vermeiden.

Die vollständige Auswertung kann nun durch den Anwender auf der graphischen Oberfläche erfolgen. JAG3D hat hier ein kombiniertes Tabellensystem, indem die Roh- und die Ergebnisdaten dargestellt werden. Die Ergebnistabellen lassen sich sortieren und bieten so die Möglichkeit zB Ausreißer schnell zu lokalisieren. Der erzeugte Report ist - wie auch schon in Version 1.0 - ein HTML-File. Auch hier lassen sich alle Tabellen spaltenweise sortieren, wenn JavaScript im Browser aktiviert ist. Der Report entspricht den Vorgaben des W3C.
Noch nicht fertiggestellt ist die Programhilfe. Da ich diese nicht einfach aus der alten Version übernehmen wollte, sondern an die aktuelle Version anpassen muß, wird es hier noch ein wenig dauern.

Die beiden Teststrategien, die in der alten Version bereits enthalten waren, sind natürlich auch in der aktuellen Version drin. Das Testen von Parametern wurde jedoch auch auf die hierarchischen Festpunkte ausgeweitet, darüber hinaus werden nun auch Zustzparameter (Maßstab und Additionskonstante) auf Signifikanz im Ausgleichungsmodell geprüft vgl. [Jäger et al., 2005].
Die aktuelle Version von Java Graticule 3D kann über die Softwareinformationsseite runtergeladen werden. Für das Informieren von auftretenden Fehler bin ich dankbar. Hierzu bitte einfach einen kurzen Eintrag im Forum hinterlassen.
JAG3D benötigt die Java Laufzeitumgebung jre1.6.x (oder jsdk1.6.x) oder höher, diese gibt es kostenlos unter java.com*.

Space ObservatoryDerzeit treibe ich mein fachliches Unwesen im schwedischen Nachbarland, genauer gesagt in Onsala in der Nähe von Göteborg. Ich arbeite hier am Onsala Space Observatory* und bestimme, wie auch schon im bayrischen Wettzell am Anfang des Jahres, den IVS-Referenzpunkt des 20m VLBI-Radioteleskops; diesmal jedoch nur mit einem LTD840, einem modernen Lasertracker von Leica. Um einen kleinen Eindruck der Arbeiten vor Ort zu gewähren, habe ich eine Galerie mit dem Namen IVS-Referenzpunktbestimmung am 20m Teleskop in Onsala 2008 angelegt.

Weiterhin sind in der Zwischenzeit zwei neue Bücher in der Bibliothek hinzugekommen. Zum einen ein Buch zur Parameterschätzung vom Aachener Professor Benning und zum anderen ein Buch zur Programmiersprache Java.

Der kleine DOM-konforme JavaScript Kalender Calendar JS ist ein wenig erweitert und verbessert worden. Neben weiteren CSS-Klassen, die eine bessere Anpassung ans eigene Homepagedesign ermöglichen, werden nun auch Auszüge des letzten bzw. nächsten Monats angezeigt. Dadurch bleiben die Anzahl der Zeilen in der Tabelle stets konstant. Ferner wird nun geprüft ob der Tag, der zur Initialisierung benutzt wurde, noch Gültigkeit hat und ggf. angepasst. Die meisten Anregungen kamen hierbei aus meinem Forum.

Ich habe mich heute entschlossen, die erste Vorabversion vom Ausgleichungsprogramm Java Graticule 3D zu veröffentlichen. Da es sich um keine Endversion handelt, ist diese Version nur bei SourceForge runterladbar*. Ich habe noch nicht alle Funktionen getestet und ich weiß, dass noch viel Arbeit in Zukunft zu leisten ist, um das Programm anwendungsfreundlich und ohne grobe Berechnungsfehler zu gestalten. Ich habe die derzeitige Version zum Download freigegeben, damit interessierte User schon einmal ein wenig testen und mit ihre Erfahrungen mitteilen können. Hierzu darf gern mein kleines Forum oder das Forum der Geodäten* genutzt werden. Dem Downloadpaket liegen keine Beispiele bei, da ich diese selbst testen könnte. Eine Installation ist nicht notwendig! Akzeptiert werden spaltenweise aufgebaute ASCII-Dateien, wie auch in der letzten Version. Richtungen müssen separat gelesen werden (Halbsatzweise).

Was ist nun neu? Im Prinzip alles. Den Anstoß für einen Neuanfang hatte seinerzeit Sebastian gegeben und offeriert, er würde dann mithelfen. Aus dieser Symbiose ist leider bisher nichts geworden, die aktuelle Version stammt somit vollständig aus meiner Feder. Das Netzausgleichungsprogramm kann nun neben räumlichen Netzen auch Höhen- und Lagenetze berechnen. Eine Kombination von diesen Netztypen ist ebenso möglich.
Die Ergebnisse werden nicht in einem einfachen Report zusammengestellt, sondern in einer Ergebnistabelle. Ein speicherbarer Report, wie bei der alten Version, wird aber noch kommen. Dieser enthält dann weitere Informationen zur Ausgleichung zB: Statistische Tests.

Ich freue mich, wenn der eine oder andere ein wenig Zeit hat und ein paar Beipsiel durchexerziert. Für Anregungen bin ich Dankbar! Zum Download von JAG3D v2.0*

Ein telefonisches Gespräch mit Vermessungsingenieur* und zugleich ehemaliger Kommilitone* Christian* hat dafür gesorgt, dass ich an der Netzausgleichungssoftware JAG3D noch ein paar kleinere Veränderungen vorgenommen habe. Ab sofort können sowohl Punkte als auch Beobachtungen innerhalb der Datentabelle für die Ausgleichungsrechnung aktiviert bzw. deaktiviert werden. Somit können auch mal verschiedene Szenarien durchgespielt und -gerechnet werden ohne, dass die betreffende Größe immer gelöscht werden muß.
Ferner ist es nun auch (endlich) möglich, einzelne Datentabellen in eine ASCII-Datei zu speichern. Hierbei werden nur die Punkte bzw. Beobachtungen exportiert, die in der Berechnung aktiviert waren.

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