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Sonneberg/Neuhaus

Irdische Navigation dank himmlischer Orientierung

Woher weiß das Navi wo es sich gerade jetzt befindet? Ulrich Schreiber sprach an der Sternwarte Sonneberg über die Techniken der Geodätischen Raumverfahren.



"Die Erde ist ein lebendiges Wesen, das dauernden Veränderungen unterworfen ist", sagt Ulrich Schreiber bei seinem Vortrag in Sonneberg. Foto: Wozniak
"Die Erde ist ein lebendiges Wesen, das dauernden Veränderungen unterworfen ist", sagt Ulrich Schreiber bei seinem Vortrag in Sonneberg. Foto: Wozniak  

Sonneberg - Einst folgten die Könige dem Stern nach Bethlehem, die Seefahrer navigierten über Jahrhunderte ihren Weg über die sieben Weltmeere nach dem Lauf der Sterne, heute gehören Navigationsgeräte zum alltäglichen Leben und manch Zeitgenosse würde bereits heute den Weg nach Hause nicht mehr finden, würden diese technischen Begleiter ihren Dienst versagen. Aber woher weiß das Handy, weiß das Navi wo es sich gerade jetzt befindet? Ulrich Schreiber von der technischen Universität in München erläuterte die dazu nötigen Techniken der Geodätischen Raumverfahren.

"Die Methoden sind einfach, der Teufel steckt im Detail", sagt Schreiber. Der Referent studierte in Göttingen Physik und promovierte 1988, ist heute Professor an der TU München, hat eine Gastprofessur in Neu Seeland und ist Leiter der optischen Technologie am Geodätischen Observatorium in Wettzell. Das Observatorium im Bayerischen Wald dient dem Zweck der Erdvermessung und wird vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie gemeinsam mit der Technischen Universität München betrieben. Es zählt heute zu den bedeutendsten geodätischen Observatorien weltweit.

Geodäten vermessen die Figur der Erde und ihre Lage im Raum. Allerdings nicht mehr mit Senklot und Messlatte. Heute liefern die geodätischen Raumverfahren mit ihrem Blick in den Weltraum Informationen zu Kontinentalverschiebung und Erdrotation. "Die Erde ist ein lebendiges Wesen, welches dauernden Veränderungen unterworfen ist", erklärt Schreiber die mannigfaltigen Einflüsse auf die Form und Beschaffenheit unseres Planeten. Die Kontinente verschieben sich, die Ströme der Ozeane, Winde und eine variable Auflastung der Atmosphäre rütteln ebenso an der Masseverteilung auf Erden wie die Gezeitenwirkung des Mondes und Vulkanaktivitäten.

Grönland verliert Masse

Allein durch das Abschmelzen des Eises verliert Grönland jährlich 180 Gigatonnen Masse. Das geschmolzene Eis fließt ins Meer, doch in Grönland sinkt der Meeresspiegel, während er anderenorts ansteigt. Durch den geringeren Druck des Eises erheben sich die Erdmassen. Nord- und Südpool sind in stetiger Rotation und verändern ihre Lage, ja selbst die Drehung der Erde und die damit verbundene Länge unserer irdischen Tage ist variabel. Auch wenn eine Abweichung von rund 50 Microsekunden bei einer Tageslänge von 86 400 Sekunden für uns kaum spürbar ist, adieren sich solch Schwankungen bei langfristigen Messungen auf und können zu erheblichen Abweichungen führen.

Das Observatorium in Wetzell ist eine Fundamentalstation, hier werden verschiedene Messverfahren kombiniert, es geht darum über möglichst lange Zeiträume, stabile, präzise und möglichst genaue Entfernungsmessungen durchzuführen. Sie dienen als Messpunkte neben den Satelliten im Orbit und empfangen auch Signale vom Rande der Unendlichkeit. Quasare sind über lange Zeiträume stabil am Himmel zu beobachten. Diese aktiven Kerne entfernter Galaxien werden auch als sternähnliche Radioquellen bezeichnet. Um die Zeitdifferenz der ankommenden Wellen zu messen, bedarf es geographisch weit entfernter Teleskope, so kommt in Wetzell das zweite Signal aus den USA an, mit einem Zeitunterschied einer Pikosekunde, das entspricht zehn hoch minus zwölf Sekunden.

"Wackelpudding"

Für unsere irdische Navigation kreisen Satelliten stetig um die Erde, diese Kugeln, rund sechzig Zentimeter im Durchmesser, rundum bestückt mit Reflektoren fliegen mit 16 Kilometern je Sekunde über diesen sich stetig verändernden "Wackelpudding" namens Erde, in Verbindung mit den irdischen Beobachtungsstationen, den Quasaren am Rande der Unendlichkeit, einer hochpräzisen Zeitkoordinierung, im Zusammenspiel von großen Entfernungsmessungen mittels Radiowellen, Positionsbestimmung der Satelliten mittels Lasermessung entsteht ein Bezugsrahmen, nicht nur für die Navigationsgeräte.

Diese Daten dienen der Realisierung globaler Koordinatenreferenzsysteme, die für zahlreiche Aufgaben im Bereich der Geowissenschaften, so zum Beispiel zur Messung von Kontinentaldrift oder Meeresspiegelanstieg, in der Raumfahrt, aber auch in Bereichen des alltäglichen Lebens wie bei der Vermessung und der Navigation die Grundlage bilden.

Diese globalen Aufgaben sind heute nur durch internationale Zusammenarbeit zu lösen. Die Aktivitäten wie Beobachtungen, Datenfluss, Datenanalyse und Bereitstellung der Ergebnisse werden durch die internationale Dienste koordiniert.

Autor

Roland Wozniak
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Veröffentlicht am:
10. 01. 2019
00:00 Uhr

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