Höhen mit dem Quasigeoid GCG2016
VermCad kann die NHN-Höhe einer GNSS-Messung (Höhensystem DHHN2016) selbst bilden — aus der ellipsoidischen Höhe des Rovers und dem amtlichen Quasigeoid GCG2016 des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG). Die Höhe ist damit unabhängig davon, welches Geoidmodell im GNSS-Empfänger steckt. Verfügbar ab Version 5.1.
Wozu das gut ist
Viele Rover bilden die im NMEA-Satz GGA übertragene Höhe mit einem Weltgeoid (z. B. EGM96). Ein Weltgeoid weicht vom amtlichen deutschen Quasigeoid regional um Dezimeter bis etwa einen Meter ab. Beispiel: Der PRONIVO PNR21 rechnet intern mit EGM96 und lässt sein Geoidmodell nicht austauschen; im Erzgebirge sind die RTK-Höhen deshalb rund 0,7 bis 1 m zu tief. Ist die Option eingeschaltet, verwirft VermCad die Geoidhöhe des Rovers und rechnet mit dem GCG2016.
Die Option einschalten
Die Einstellung gehört zum Gerät. Sie steht im Dialog Instrumente auf der Registerseite eines GNSS-Empfängers, Unterreiter Schnittstellendefinition, in der Optionsliste unter Geoidundulation verrechnen:
Höhen mit GCG2016 aus VermCad bilden
Beim Gerätetyp PRONIVO PNR21 blendet VermCad die Zeile Geoidundulation verrechnen aus; der neue Haken steht dort deshalb direkt unter Min.Elevation — so wie im Bild.
Vorgabe: Beim Gerätetyp PRONIVO PNR21 ist die Option eingeschaltet, bei allen anderen Geräten ausgeschaltet. Bestehende PNR21-Geräte bekommen die Korrektur nach dem Update damit automatisch; wer sie dort nicht möchte, nimmt den Haken heraus — die Abwahl bleibt gespeichert. Stellt man ein Gerät neu auf den Typ PRONIVO PNR21 um, setzt VermCad den Haken.
Achtung: Die Option darf nicht eingeschaltet werden, wenn der Rover schon Höhen im amtlichen Höhensystem liefert — etwa Leica mit dem SAPOS-Geoid über die RTCM-Transformationsparameter oder Trimble mit hinterlegtem Geoidmodell. Die Geoidkorrektur wäre dann doppelt angebracht.
| Gerät / Anbindung | Empfehlung | Grund |
|---|---|---|
| PRONIVO PNR21 | ein (Vorgabe) | rechnet intern mit EGM96, Geoidmodell im Gerät nicht änderbar |
| übrige NMEA-Rover mit Weltgeoid | ein, nach Prüfung an einem Punkt mit bekannter NHN-Höhe | Rover liefert Höhen über einem Weltgeoid |
| Leica über OWI mit Transformationsparameter von RTCM Daten verwenden | aus | Der Rover rechnet bereits mit dem SAPOS-Geoid. |
| Trimble über TPSDK mit hinterlegtem Geoidmodell | aus | Die Undulation kommt aus dem Gerät und passt schon. |
| Auftrag mit Höhenstatus 300 (ellipsoidische Höhen) | wirkungslos | Hier sind ellipsoidische Höhen gewollt; VermCad rechnet nicht um. |
Was VermCad rechnet
Bei einem Höhenstatus ungleich 300 ist die von VermCad geführte Höhe Z die Höhe über dem Geoid des Rovers, also Z = h − U (h = ellipsoidische Höhe, U = die vom Rover gemeldete Geoidundulation). Mit eingeschalteter Option rechnet VermCad daraus:
h = Z + U ellipsoidische Höhe (ETRS89, GRS80) Z = h - Zeta NHN-Höhe (DHHN2016)
Zeta ist die Höhenanomalie des GCG2016 an der gemessenen Position, bilinear aus den vier umliegenden Gitterpunkten interpoliert.
Die Korrektur greift nur, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- Der Höhenstatus des Auftrags verlangt NHN-Höhen (Höhenstatus ungleich 300).
- Der Rover liefert eine Geoidundulation (GGA-Feld 11, Leica-POS bzw. Trimble-SDK).
- Die geographische Position ist bekannt und liegt im Gitter.
- Die Gitterdatei ist vorhanden und lesbar.
Ist eine Bedingung nicht erfüllt, bleibt die Höhe unverändert — halb korrigiert wird nie.
Voraussetzung ist außerdem, dass Höhenstatus und Geoidundulation verrechnen wie bisher zum Rover passen (siehe Das Dialogfenster GNSS und Tachy). Die Korrektur wirkt für alle Anbindungen gleich: NMEA-GGA, Leica OWI/POS, ProNivo BESTPOS und INS.NAVI sowie das Trimble-SDK.
Anzeige und Bemerkung
Im Messen-Dialog, Reiter GNSS, Unterreiter Messinfo's, steht in der Gruppe In MWT speichern... unter der Zeile Geoidundulation eine eigene Zeile GCG2016:
Geoidundulation (46.7m) Undulation, die der Rover meldet GCG2016 (45.404m) Höhenanomalie des GCG2016 an der gemessenen Position
Die Zeile GCG2016 erscheint nur, wenn die Geräteoption eingeschaltet ist und der Auftrag NHN-Höhen verlangt (Höhenstatus ungleich 300) — sonst ist sie ausgeblendet. Bei der Epochenmessung wird die Höhenanomalie wie die übrigen Werte gemittelt.
Der Wert steht grün, solange VermCad die Höhenanomalie verrechnen konnte. Steht dort rot
GCG2016 (fehlt)
war keine Höhenanomalie zu bestimmen: Die Gitterdatei fehlt, die Position liegt außerhalb des Gitters (also außerhalb Deutschlands), oder der Rover liefert keine Geoidundulation. Die Höhe bleibt in diesem Fall so, wie der Rover sie liefert.
Jede der beiden Zeilen hat eine eigene Checkbox. Ist sie angehakt, übernimmt VermCad den Wert in die Messungsbemerkung des Punktes in der MWT:
Geoidund:(46.7m) Haken in der Zeile Geoidundulation GCG2016:(45.404m) Haken in der Zeile GCG2016
Damit ist am Punkt nachvollziehbar, mit welcher Höhenanomalie die Höhe gebildet wurde. Beide Haken werden wie die übrigen Messinfo-Haken mit den Dialogeinstellungen gespeichert.
Voraussetzung: die Gitterdatei
Die Datei GCG2016v2023.bin muss im Unterverzeichnis libs\Geoid des Programmverzeichnisses liegen. Sie wird mit VermCad ausgeliefert — wie die NTv2-Gitter unter libs\NTv2. Die Datei ist 3,9 MB groß und deckt das Gesamtgebiet Deutschland einschließlich der ausschließlichen Wirtschaftszone ab: Gitterweite 30" × 45" (1052 × 950 = 999.400 Stützwerte), Lagebezug ETRS89 (GRS80), Höhenbezug DHHN2016. Ein Update des BKG lässt sich durch Austausch dieser einen Datei übernehmen.
VermCad liest das Gitter beim ersten Bedarf und hält es dann im Speicher.
Kontrolle
- Bei eingeschaltetem Logging (Menü Hilfe) schreibt VermCad beim ersten Zugriff eine Zeile in das Protokoll: GCG2016 geladen (1052 x 950): …. Steht dort stattdessen eine Fehlerzeile (Gitterdatei nicht gefunden, ungültiger Kopf, Dateigröße passt nicht zum Kopf), rechnet VermCad wie bisher ohne GCG2016 weiter.
- Gegenprobe der Höhenanomalie mit dem Online-Rechner des BKG an derselben Position. Zum Vergleich einige Werte aus dem Gitter:
| Breite | Länge | Höhenanomalie |
|---|---|---|
| 50,6708° | 12,6833° | 45,593 m |
| 51,0525° | 13,6603° | 43,286 m |
| 52,5000° | 13,4000° | 39,332 m |
- Beste Kontrolle in der Örtlichkeit: einen Punkt mit bekannter NHN-Höhe messen. Die Höhe muss auf wenige Zentimeter passen.
Grenzen
- Die Korrektur wirkt beim Messen. Bereits gespeicherte Höhen in einer MWT werden nicht nachträglich umgerechnet — eine Messung, die vor dem Einschalten der Option gespeichert wurde, behält ihre Höhe.
- Außerhalb des Gitters (außerhalb Deutschlands) liefert das Verfahren keinen Wert; die Höhe bleibt unverändert.
- Die statische Messung ist nicht betroffen: Deren Auswertung erfolgt im PostProcessing außerhalb von VermCad.
- Das GCG2016 liefert Höhen im System DHHN2016. Für andere Höhensysteme (z. B. DHHN92) ist es nicht gedacht.
Datenquelle und Lizenz
Datengrundlage ist das Quasigeoid der Bundesrepublik Deutschland GCG2016 (Update 2023) des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie. Die Daten stehen seit 07/2023 als Open Data unter der Lizenz CC BY 4.0 bereit und dürfen deshalb mit VermCad ausgeliefert werden.
Quellenvermerk:
© GeoBasis-DE / BKG 2023 CC BY 4.0
Derselbe Vermerk steht im Hinweistext der Geräteoption und in der Datei libs\Geoid\LIESMICH_GCG2016.txt.