GNTRANS

Geo++® GNTRANS ist ein Modell zur Transformation von Koordinaten. Es ermöglicht, regionale, weiträumig einheitliche Koordiantentransformationen. Im Gegensatz zum konventionellen Vorgehen, der Anwendung lokaler Transformationen, entstehen mit GNTRANS keine Insellösungen durch Verwendung verschiedener Transformationsparameter. Die Transformation ist einheitlich, nachbarschaftstreu, homogen und stetig. GNTRANS steigert erheblich die Qualität, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von Transformationen und ermöglicht schnelles und effizientes Arbeiten in vielen Anwendungsbereichen.

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Anwendungsgebiete

GNTRANS ist geeignet für klein- und großräumige Transformationen mit homogenen und inhomogenen Koordinatensystemen.

GNTRANS ist ebenfalls für Koordinatentransformationen in Problemgebieten einsetzbar, in denen sonst auf unterschiedliche Parametersätze (Insellösung) zurückgegriffen werden muss. Es transformiert Gebiete unter Berücksichtigung von Nachbarschaften und Diskontinuitäten (siehe Abbildung 1).

Ein mit GNTRANS erstelltes Transformationsmodul wird als einheitliche Transformation für alle Nutzer im abgedeckten Gebiet verwendet.

Individuelle zusätzliche Anpassungen vorhandener GNTRANS Module, so genannte Patches, dienen zur Steigerung der Genauigkeit oder zur lokalen Anpassung speziell auf Kundendaten abgestimmt.

GNTRANS ermöglicht die Nutzung von satellitengestützter Vermessung als schnelles, effizientes Messverfahren zur Bestimmung amtlicher Koordinaten ohne umständliche Transformationen über identische Punkte mit oben genannten Eigenschaften.

Ein Beispiel ist die Transformation von spannungsbehafteten amtlichen Koordinatensystemen der deutschen Lage- und Höhenfestpunktfelder (STN, DHDN, DHHN, …) in das ETRF89 und umgekehrt.

Funktionsweise

GNTRANS verwendet einheitliche funktionale Ansätze zur Modellierung systematischer Anteile einer Transformation. In einer stochastischen Restklaffenprädiktion werden weitere Anteile unter Beachtung vorhandener Diskontinuitäten verteilt. Die Gesamttransformation ist in den Stützpunkten weitgehend frei von Restklaffen.

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Abbildung 1: schematisiertes Beispiel mit Insellösungen I, II, III und Beachtung einer Diskontinuität zwischen I und III

Eigenschaften

  • Einheitlichkeit
  • Nachbarschaftstreue
  • Homogenität
  • Stetigkeit
  • Berücksichtigung von Diskontinuitäten
  • Eineindeutigkeit

Voraussetzungen

Die einmalige Erzeugung eines individuellen Transformationsmoduls geschieht auf Grundlage eines repräsentativen Satzes von identischen Punkten mit Koordinaten in Ursprungs- und Zielsystemsystem. Informationen über Diskontinuitäten fließen in die Modellierung ein.

Ein deutschlandweites GNTRANS Model besteht bereits. Es basiert auf einen Satz von ca. 1200 identischen 3D Koordinaten, ca.340 zusätzlichen 1D Koordinaten und verwendet das speziell angepasstes Quasi-Geoid EGG97. Der Stand der Daten ist aus dem Jahr 2001. Die Genauigkeit der Transformation mit GNTRANS in die jeweiligen Landessysteme kann unterschiedlich sein, abhängig davon in welchem Gebiet transformiert wird. Für die Transformation gelten im allgemeinen folgende Standardabweichungen (1 Sigma):


Lage
Höhe
DHDN-Bereich
5 cm
3 cm
STN-Bereich
1 cm
0.6 cm

Im folgenden Dokument sind nähere Informationen der Landessysteme (Stand 2001) für die einzelnen Bundesländer dargestellt:

GNTRANS – Bundesland Informationen

Anmerkung: GNTRANS ist eine essentielle Komponente der DB_REF Realisierung der DB Netz AG. Die implementierte Höhentransformation und Transformationen beginnend in den Koordinatensystemen der Landessysteme ist der empfohlene Weg um DB_REF zu erzeugen. Das Grundmodell, das mit GNTRANS bereitgestellt wird, entspricht nicht den aktuellen Transformationsmodellen der einzelnen Bundesländer in Deutschland.

Programme

GNTRANS ist primär ein Kommandozeilen Programm. Zusätzlich ermöglicht GNTRANS als DLL (Dynamic Link Library) die einfache Einbindung in eigene Entwicklungen. Eine Windows Applikation mit GUI (WINGNTRANS) wird mit eingeschränkter Funktionalität angeboten.

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WINGNTRANS Oberfläche

Das bundesweite Transformationsmodul GNTRANS ist im Gleisberechnungsprogramm Verm.essen of the company Verm.essen der Firma Technet GmbH integriert und steht dem Nutzer dort in gewohnter Programmumgebung zur Verfügung. Ebenso unterstützt das Planungs- und Entwurfssystem CARD/1 der IB&T Ingenieurbüro Basedow & Tornow GmbH das Modul GNTRANS zur komfortablen integrierten Transformation von Projektdaten. GNTRANS ist in den Modulen zur Koordinatentransformation von WASYoptional verfügbar. Die von con terra vertriebene FME-Software nutzt optional GNTRANS.

Neue Transformationsmodule oder Patches sind mit dem Geo++® GNTRANS Generator (GNTRGEN) auch vom Nutzer selbst berechenbar. Der GNTRANS Generator ist ein zusätzliches Programmpaket und mit einer zusätzlichen Lizenz nutzbar.

Referenzen

Das Land Brandenburg setzt für die landesweite eineindeutige Transformation von Lage- und Höhenkoordinaten vom alten Gebrauchskoordinatensystemen (STN) in das einheitliche 3D-Bezugssystem ETRS89 das GNTRANS-Verfahren ein. Das Transformationsmodul BRA2ETRS wird allen Nutzern zur Verfügung gestellt.

DieDeutsche Bahn AG vollzieht den Übergang von den alten Gebrauchskoordinatensystemen auf ein einheitliches, homogenes Bezugssystem DB_REF. Hierfür wurde ein bundesweites Transformationsmodul GNTRANS erstellt. Das Transformationsmodell erlaubt eineindeutige, homogene, stetige und nachbarschaftstreue Transformationen zwischen ETRF89, DB_REF und Landessystemen.

DasVermessungs- und Katasteramt Düsseldorf überführt Punktdaten des Liegenschaftskatasters vom derzeitigen Gebrauchskoordinatensystem in das europaweit einheitliche 3D-Bezugssystem ETRS89. Dazu wird das bundesweite Transformationsmodul GNTRANS und ein zusätzlich für Düsseldorf generierter GNTRANS Patch zur Genauigkeitsteigerung genutzt.

Das LGLN (Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Niedersachsen) führte Untersuchungen verschiedener Transformationsansätze durch. Hierfür wurden mehrere GNTRANS Patches für das bundesweite GNTRANS Modul zur Genauigkeitsteigerung generiert und dem LGLN zur Verfügung gestellt. Letztendlich wurde die Entscheidung getroffen, eine spezielle GNTRANS_NI für den Übergang auf ETRS89 zu nutzen.

AXIO-Net (vormals Ruhrgas AG) als Betreiber eines GNSS Referenzstations Services in Deutschland (ASCOS) stellt ihren Nutzern das bundesweite Transformationsmodul GNTRANS und auch GNTRANS Patches als zusätzlichen Transformations-Service in Echtzeit zur Verfügung. GNTRANS ermöglicht so in Echtzeit Messungen in den alten Gebrauchskoordinatensystemen sowie im DB_REF.

MPC/Mitsubishi Electric Corporation, bzw. Jenoba Corporation,der Betreiber des GNSS Referenzstations-Services PAS in Japan nutzt GNTRANS. Mittels GNTRANS Transformationsmodellen werden Einflüsse durch Krustenbewegungen in ganz Japan modelliert. Das Modul steht den Nutzern des GNSS Referenzstations-Services zur Verfügung und kompensiert die Einflüsse der Krustenbewegungen in einer Echtzeit-Transformation.

Informationstechnikzentrum Bund (ITZ Bund) verwendet die GNTRANS API mit zusätzlichen GNTRANS Patches in ihrem eigenen Nutzer-Interface GNTRANS WSV für Koordinatentransformationen in der Lage in der deutschen Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV).

Weiterführende Links:

Link Beschreibung
Für den Inhalt der verlinkten Seite ist der jeweilige Betreiber verantwortlich.
LGLN Landesvermessung Niedersachsen (bis 2011 Landesvermessung + Geobasisinformation Niedersachsen, LGN)
www.mitsubishielectric.co.jp Vertriebspartner für Geo++® GNSMART für Japan und den Fernen Osten
AXIO-NET Trans GNSS Datenservice in Deutschland
WASY – WGEO Software-Intergration von GNTRANS
ITZ Bund GNTRANS WSV
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