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Kinematische Messmethoden

Dieser Beitrag ist in der zfv 5/2002 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Die Nutzung der modernen Hochtechnologie in der geodätischen Messtechnik hat zu neuen Messsystemen und Messmethoden geführt. Dabei ist ein ausgeprägter Trend zu kinematischen Messverfahren festzustellen.
Messverfahren werden als kinematisch bezeichnet, wenn die Erfassung der Bewegung eines Objektes mittelbar oder unmittelbar zu dem gesuchten Messergebnis führt. Die mathematische Beschreibung der Bewegung bzw. des Zustands eines bewegten Objektes kann in verschiedenen Koordinatensystemen erfolgen. Dabei wird kein Bezug zu verursachenden Kräften hergestellt sondern die Bewegung nur als zeitliche Änderung des Zustands modelliert.
In Abhängigkeit von der Rolle, die das kinematische Objekt im Messverfahren spielt, können drei Gruppen unterschieden werden:
– Das Messergebnis ist der momentane Zustand bzw. die Bahn des bewegten Objekts. Typische Objekte sind Flugkörper, Landfahrzeuge, Schiffe, schwere Maschinen und Roboter. Die Messungen werden entweder vom Objekt aus zu Fixpunkten oder anderen kinematischen Objekten bekannter Bahn ausgeführt. Oder die Messungen erfolgen mit autonomen Messsystemen, die mitgeführt werden, oder von Festpunkten aus mit zielverfolgenden Messsystemen oder bildgebenden Sensoren.
– Das Messergebnis ist die Position statischer Punkte, die Dimension von Körpern oder die Form von Flächen. Die Messungen werden entweder zu kinematischen Objekten durchgeführt, deren Bahn genau bekannt ist, oder von kinematischen Objekten aus, meist mit bildgebenden Sensoren oder Scannern, wobei der Zustand des Objektes zum Messzeitpunkt bekannt oder rekonstruierbar sein muss.
– Das Messergebnis sind reversible oder irreversible Deformationen künstlicher oder natürlicher Objekte. Bei langsam ablaufenden Deformationen können konventionelle statische Messverfahren eingesetzt werden. Die Beobachtung von Schwingungen erfolgt durch kinematische Messungen von Festpunkten aus oder durch am Objekt angebrachte Sensoren.
[Siehe auch zfv 5/2002, 127. Jg., S. 281]

Zusammenfassung: 

Recent developments in high technology have led to novel surveying instruments and systems enabling new methods of measurement. Thereby a distinct trend toward kinematic methods can be recognized.
Methods of measurement are termed kinematic when the capture of motion of an object leads directly or indirectly to the wanted measuring result. The mathematical description of the motion or the state of a kinematic object can be based on different coordinate systems. This is done without reference to the forces which cause the motion. According to the role the moving body plays, when the measurements are executed, one can identify three different kinematic methods.
– The measuring result is the instantaneous state or the path of the moving object. Typical objects are space- and aircraft, land vehicles, ships, heavy machines and robots. The measurements are either performed from the moving body to fixed points or to other kinematic objects with known paths, or the observations are taken with autonomous sensors aboard the objects or with tracking instruments or cameras from control points.
– The measuring result is the position of static points, the shape of objects or of surfaces. The observations are either executed to kinematic objects with exactly known paths or from moving bodies with cameras and scanners. In the latter case, the state of the body at the instant of measurement must be known or restorable.
– The measuring results are resilient or lasting deformations of man-made or natural objects. Slow deformations can be measured by conventional static methods. But for the measurement of oscillations kinematic methods are required either from fixed points or by use of sensors installed on the object.
[See also zfv 5/2002, vol. 127, p. 281]

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