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Gut geplant ist halb gemessen

Viele Tätigkeiten sind für den Menschen selbstverständlich geworden. Mit dem Smartphone bequem den eigenen Standort an Freunde senden. Sich vom Navi ans Ziel leiten lassen. Oder per Smartwatch die morgendliche Joggingroute aufnehmen. All dies wäre unmöglich, wenn es die Landesvermessung nicht gäbe. Um jeden beliebigen Punkt in der Schweiz zu verorten, genügen zwei Zahlenfolgen - die sogenannten Koordinaten. Damit die Koordinaten eines Punktes auch in Zukunft präzise angegeben werden können, wird die Schweiz alle sechs Jahre neu vermessen.

07.06.2022 | DKW

GNSS Webbeitrag 1

Vom Untergrund bis ins Weltall

Die Landesvermessung von 1903 wurde in den 1990er Jahren abgelöst. Seit 1995 betreibt swisstopo ein neues, schweizweites Netz aus Messpunkten. Die ersten Messungen beruhten auf dem GPS, ein US-amerikanisches Satellitennavigationssystem. Heute empfangen die Vermessungsantennen Signale der vier grossen Satellitennavigationssysteme. Dazu zählen GPS, das europäische Galileo, das russische GLONASS und das chinesische Beidou. Die vier Systeme werden auch unter dem Namen «Global Navigation Satellite Systems» oder kurz GNSS zusammengefasst. Seit der Einführung des neuen Messverfahrens gab es nur noch vereinzelte Änderungen im Punktenetz. Denn es besteht ein grosses Interesse, dieselben Punkte über lange Zeit messen zu können. Die Zahl von 220 Fixpunkten ist ein Mittelweg zwischen dem resultierenden Nutzen und den dabei entstehenden Kosten. Wären es bedeutend weniger Punkte, würde die Qualität abnehmen. Bei einem dichteren Netz wäre der Aufwand der Messkampagne viel zu gross. Neben der Anzahl der Punkte ist auch der Ort der Messpunkte relevant. Am besten ist es, wenn die Fixpunkte im Fels verankert sind. So können sie sich nicht verschieben. Ausserdem müssen sie gut erreichbar sein und eine freie Sicht zum Himmel haben. Dadurch werden stets gute Verbindungen zu den GNSS-Satelliten hergestellt.

15 Wochen on Tour

Alle sechs Jahre sind zwei Messteams von swisstopo einen Sommer lang in der Schweiz unterwegs. Die 220 Punkte (siehe Karte) werden neu vermessen und kontrolliert. Damit können allfällige Verschiebungen der obersten Erdkruste erkannt werden. Dank der regelmässigen Kontrollmessung sind die Differenzen stets sehr klein. Die Daten bleiben aktuell und das fachliche Wissen kann erhalten und weitergegeben werden. Die Arbeit verläuft sektorenweise. Während einer Woche (= ein Sektor) vermisst jede Person sechs bis acht Messpunkte. Hierfür wird eine Antenne auf ein Dreibein montiert und millimetergenau über den im Boden verankerten Messpunkt platziert. Die Antenne ist mit einem speziellen GNSS-Empfänger verbunden, der die Messungen registriert. Jeder Punkt wird insgesamt drei Mal besucht. Beim ersten Besuch werden die Antenne und der Empfänger aufgestellt. Beim zweiten werden sie kontrolliert und beim dritten abgebaut. Dieses Vorgehen garantiert eine mindestens 24-stündige Messdauer pro Punkt.

Arbeitserleichterung durch Digitalisierung

Permanentstationen sind fest installierte Antennen und Empfänger, die ohne menschliches Mitwirken funktionieren. Die 41 von swisstopo betriebenen Stationen empfangen jederzeit Signale der GNSS-Satelliten. Permanentstationen liefern sehr genaue und tagesaktuelle Resultate. Sie sind aber teuer im Bau und im Betrieb. Deswegen ist es nicht möglich, sämtliche 220 Fixpunkte durch Permanentstationen zu ersetzen. Als Kompromiss dienen die Permanentstationen als Referenz für die 220 Fixpunkte. Die dabei gesammelten Daten werden im Anschluss ausgewertet. Dieser Prozess läuft aufgrund der fortschreitenden Digitalisierung weitestgehend automatisch ab. Dank dem Zusammenspiel von Permanentstationen und Fixpunkten wird eine Messgenauigkeit im einstelligen Millimeterbereich erzielt.

Die Lagefixpunkte der Kategorie 1 (LFP1) bilden den Lagebezugsrahmen für sämtliche Vermessungsarbeiten in der Schweiz.

 

Herausforderungen

Sind die mobilen Messstationen erst mal aufgebaut, arbeiten sie selbständig. Dank einer externen Batterie sind die Stationen für mindestens drei Tage mit Strom versorgt. Die grösste Herausforderung einer ungestörten Messung liegt weder in der Energieversorgung noch im Messverfahren. Wind, Wetter und Tiere können den Vorgang behindern. Punkte an exponierten Stellen müssen deshalb mit Spanngurten, Zeltschnüren oder gar mit kurzen Eisenbahnschienen befestigt werden. Mit etwas Kreativität und Improvisiergeschick trotzt der Empfänger auch Starkwind oder neugierigen Hirschen.

Die aktuelle GNSS-Messkampagne dauert noch bis Ende Oktober 2022. Die Fachleute von swisstopo werden während den kommenden Monaten ihre Arbeit fortsetzen. Dabei sichern die erhobenen Daten die Genauigkeit des Schweizer Koordinatensystems. Folglich kann auch während den nächsten Jahren jeder Ort in der Schweiz präzise bestimmt werden. Auch die Routenführung mit Navigationssystemen oder die Aufzeichnung der Joggingrunde kann mithilfe der Daten von swisstopo genau durchgeführt werden. 

Karte der Messkampagne 2022


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