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Kongruenzanalyse auf der Basis originärer Beobachtungen

Dieser Beitrag ist in der zfv 1/2017 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Das Überprüfen von Objektveränderungen im Rahmen einer statistisch fundierten Deformationsanalyse ist eine Kernaufgabe der Ingenieurgeodäsie. Insbesondere in den 1970er und 1980er Jahren wurden von verschiedenen Institutionen die mathematischen und statistischen Grundlagen dafür herausgearbeitet und verschiedene Modelle entwickelt und gegenübergestellt. Auch wenn die moderne Messtechnik heute eine kontinuierliche und lückenlose Überwachung von Objekten zulässt, spielt die diskontinuierliche bzw. periodische Überwachung dennoch schon allein aus wirtschaftlichen Gründen weiterhin eine wesentliche Rolle in der angewandten Ingenieurgeodäsie. Während die Datenbasis einer Kongruenzanalyse häufig auf den Resultaten der Einzelepochenausgleichungen beruht, findet in diesem Beitrag ein Analysekonzept Anwendung, welches auf den originären Beobachtungen beruht. Auf der Basis des allgemeinen Data-Snoopings werden neben Beobachtungsfehlern auch Punktverschiebungen aufgedeckt. Durch die Integration zusätzlicher Bedingungsgleichungen lässt sich darüber hinaus auch ein gemeinsames Deformationsverhalten im Rahmen einer Blockbewegungs- und Strainanalyse klassifizieren. Am Onsala Space Observatorium in Schweden erfolgte 2014 und 2015 eine umfangreiche Mess- und Überwachungskampagne, um das Stationsnetz an das amtliche Höhensystem anzuschließen und die Stabilität dieses Höhennetzes zu untersuchen. Bevor die Daten dieses realen Netzes analysiert werden, wird das vorgestellte Kongruenzmodell zunächst an einem synthetischen Lagenetz bewertet.

Zusammenfassung: 

The congruence analysis is one of the major tasks in the field of applied engineering geodesy. The stability of an object is tested and evaluated based on statistical hypothesis testing. Especially in the 1970s and 1980s the necessary mathematical and statistical background was derived by several institutes. Based on these scientific fundamentals algorithms and software packages were developed and compared to each other. Although modern metrology allows today continual observations, for economic reasons the discontinuous or routine deformation analysis still plays a key role in applied geodesy today, because the instruments are not setup permanently. Usually, deformations are derived from the results of independent single adjustments. This article presents an analysis concept that combines the different original observation sets and furthermore integrates deformation analysis into one unified model. Based on Baarda’s Data-Snooping method, a generalised hypothesis testing is introduced to detect questionable observations as well as object deformations. Moreover, shift and strain parameters can be estimated by extending the functional model of the least-squares algorithm. The approach is demonstrated on a synthetic horizontal network presented in 1983, followed by the analysis of a levelling network, which was observed at the Onsala Space Observatory in 2014 and 2015.

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DOI: 
10.12902/zfv-0147-2016