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Höhenreferenzsysteme in Bremen

Zum 1.12.2016 werden in Bremen neue amtliche Höhen eingeführt. Die Bezeichnung der Höhen lautet „Höhen über Normalhöhen-Null (NHN) im DHHN2016“. Die Differenzen zwischen dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) betragen im Stadtgebiet Bremen im Mittel -16 mm und im Stadtgebiet Bremerhaven im Mittel -20 mm (DHHN2016 minus DHHN92).

Hintergrundinformation

Ein Höhenbezugssystem wird festgelegt durch das Höhendatum (Ursprung + Maßstab) und die Höhenart (Normalhöhen, orthometrische oder normal-orthometrische Höhen) einschließlich der dazugehörigen physikalischen Konstanten und Parameter sowie Algorithmen zur Berechnung von Korrekturen.
Der Ursprung des deutschen Höhenreferenzsystems ist der Nullpunkt des Amsterdamer Pegels (NAP), der aus Beobachtungen des mittleren Tidehochwassers in Amsterdam zur Epoche 1683-1684 abgeleitet wurde. Die Höhen in Deutschland sind Normalhöhen. Zur Berechnung wird das Normalschwerefeld des GRS80 benutzt.
Das zurzeit gültige amtliche Höhensystem in Bremen ist das DHHN92 (Höhenstatus 160).

Das DHHN92

Das DHHN92 wurde nach der Wiedervereinigung durch die Verbindung der beiden jeweiligen Nivellementsnetze 1. Ordnung der alten und der neuen Bundesländer geschaffen. Diese Verbindung wurde mit Hilfe von 16 Nivellementslinien geschaffen, die in den Jahren 1990 bis 1992 gemessen wurden.
Die Zusammenführung von Messungen aus 3 verschiedenen Epochen (Netz neue Bundesländer 1974-1982, Netz alte Bundesländer 1977-1988, Verbindungsmessungen 1990-1992) führt zu Spannungen im Netz. Hinzu kommt ein permanenter Qualitätsverlust durch Alterung des Netzes und Punktzerstörungen. Deshalb beschloss die AdV im April 2005 die teilweise Erneuerung des DHHN in den Jahren 2006-2012.
Das DHHN92 (Höhenstatus 160) wurde in Bremen erst mit der Einführung von AFIS (Mitte 2016) zum amtlichen Höhensystem. Wie in Abb. 1 dargestellt betragen im Stadtgebiet Bremen die Differenzen zu dem vorher gültigen Höhensystemen „Horizont 74“ (Höhenstatus 130) im Mittel +8 mm (DHHN92 minus System „Horizont 74“). Abb. 2 zeigt die die verschiedenen Höhenstatus für das Stadtgebiet Bremerhaven. Hier betragen die Differenzen zu dem vorher gültigen Höhensystemen „Höhe über NN“ (Höhenstatus 131) im Mittel +20 mm (DHHN92 minus System „Höhe über NN“).

Das DHHN2016

Ziele der Modernisierung des deutschen Höhenreferenzsystems waren:

  • Überprüfung des amtlichen Höhenbezugssystems DHHN92 zur Aufdeckung von Höhenänderungen und Spannungen
  • Einbindung des DHHN in ein zukünftiges integriertes Raumbezugssystem
  • Verknüpfung mit epochengleichen GNSS-Messungen zur Geoidmodellierung
  • Schaffung aktueller Grundlagen für wissenschaftliche Arbeiten (z.B. Bestimmung rezenter vertikaler Krustenbewegungen)

Die Präzisionsnivellements im DHHN fanden von 2006 bis 2012 statt. Es wurden etwa 30000 km nivelliert. Der Netzentwurf umfasst neben den Nivellementslinien auch 250 Geodätische Grundnetzpunkte (GGP), für die neben der nivellitischen Höhe die ellipsoidischen Koordinaten und die Schwerewerte gemessen wurden. Die ellipsoidischen Koordinaten wurden im Sommer 2008 in einer GNSS-Kampagne bestimmt. Auf etwa 200 Punkten fanden zwischen 2009 und 2011 Absolutschweremessungen statt; die restlichen Schwerewerte wurden durch Relativmessungen bestimmt.
Das DHHN2016 wurde zwangsfrei auf 72 Datumspunkten gelagert, die mit ihrer Höhe aus dem DHHN92 in die Ausgleichung eingeführt wurden. Das DHHN2016 befindet sich wie auch das DHHN92 im mean tide System, d.h. der permanente Anteil der Fest-Erde-Gezeiten wurde in den Messungen belassen. Der variable Gezeitenanteil, der annähernd wie ein zufälliger Fehler wirkt, sowie die Ozeangezeitenauflasten wurden aus den Messungen reduziert.

Abb.1: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet Bremen
Abb.1: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet Bremen

In Bremen betragen die Differenzen zwischen dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) im Mittel -16 mm (DHHN2016 minus DHHN92, vgl. Abb. 1).

Abb.2: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet Bremerhaven
Abb.2: Systematische Unterschiede zwischen den verschiedenen Realisierungen im Stadtgebiet Bremerhaven

In Bremerhaven betragen die Differenzen zwischen dem zukünftigen Höhensystem DHHN2016 (Höhenstatus 170) und dem aktuell gültigen, amtlichen Höhensystemen DHHN92 (Höhenstatus 160) im Mittel -20 mm (DHHN2016 minus DHHN92, vgl. Abb. 2). Die Höhensysteme „Höhe über NN“ (Höhenstatus 131) sowie das DHHN2016 (Höhenstatus 170) liegen im Mittel auf dem gleichen Niveau.

Die folgenden Projektergebnisse werden in Bremen zum 1.12.2016 amtlich eingeführt:

  • Höhenreferenzrahmen DHHN2016
  • Quasigeoid GCG2016
  • Schwerereferenzrahmen DHSN2016
  • Verbesserte amtliche Realisierung des ETRS89: ETRS89/DREF91/2016
  • Transformationsmodell zur Umrechnung vom DHHN92 in das DHHN2016

Weitere Informationen zum Raumbezug 2016 finden Sie hier (pdf, 327.8 KB).