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Geodäsie

Die AG Geodäsie ist zuständig für die instrumentelle Ausstattung aller vermessungskundlichen und instrumentellen Praktika, die im Rahmen des Studiums von den Studierenden durchgeführt werden sowie für die Justierungen und Kalibrierung aller geodätischen Instrumente und Sensoren.

 

Laborleiter

Prof. Dr.-Ing. Harald Sternberg

Raum 4 030

Telefon: +49 40 - 428 27 - 5300

mail: harald.sternberg(at)hcu-hamburg.de

                                                                                                                mehr...

 

 

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Dipl.-Ing. Carlos Acevedo Pardo

Raum 4 014

Telefon +49 40 428 27 - 5414

E-Mail carlos.acevedo(at)hcu-hamburg.de

Dipl.-Ing. Udo Freier

Raum 3 004

Telefon +49 40 428 27 - 5311

E-Mail udo.freier(at)hcu-hamburg.de

Dipl.-Ing. Klaus Mechelke

Raum 3 004

Telefon +49 40 428 27 - 5477

E-Mail klaus.mechelke(at)hcu-hamburg.de

                                                                                                               mehr...

 

 

Mitarbeiter

Dieter König
Instrumentenausgabe

Raum 3 002

Telefon +49 40 428 27 - 5433

E-Mail dieter.koenig(at)hcu-hamburg.de

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4

Im Rahmen von Genauigkeitsuntersuchungen von terrestrischen Laserscannern in einem 3D-Testfeld wurde im Labor für geodätische Messtechnik der HafenCity Universität Hamburg und in Zusammenarbeit mit Dr. Johannes Prenting, Leiter der Vermessungsabteilung des DESY in Hamburg, ein Präzisionszielzeichen für Laserscanner entwickelt.

Das Zielzeichen ist als Fläche ausgeführt und mit einem schwarz-weißen Schachbrettmuster zur automatischen Zentrumsfindung in den Scandaten versehen (Abb. 1 oben).
Nachteilig bei herkömmlichen Zielzeichen dieser Art (im Gegensatz zur Verwendung von Kugeln als Zielzeichen) ist, dass die Genauigkeit der Zentrumsfindung mit einem Fittingalgorithmus u.a. vom Auftreffwinkel des Messstrahls abhängt. Um den Einfluß des Auftreffwinkels auf die Zentrumsfindung zu minimieren, wurde das Zielzeichen so konstruiert, dass es ohne Änderung der Zentrumsposition in alle Richtungen um max. 45° geneigt werden kann.
Dies wurde dadurch erreicht, dass die Fläche des Zielzeichens auf einem Kugelabschnitt einer Kugel mit einem Durchmesser von 38,1mm (1,5") montiert wird. So kann eine Zwangszentrierung über ein sogenanntes Punktnest, wie es für Messungen mit einem Lasertracker verwendet wird, realisiert werden (Abb. 1 unten).
Bei Genauigkeitsuntersuchungen kann so die Soll-Zentrumsposition des Zielzeichens mit einem Lasertracker hochgenau bestimmt werden, indem das Zielzeichen gegen eine Messkugel (z.B. Corner Cube Reflector 1,5" der Firma Leica) ausgetauscht wird.

Die geometrischen Forderung hinsichtlich der Zentrizität des Zielzeichens kann wie folgt formuliert werden:
Das Zentrum des Schwarz-Weiß Musters soll lageidentisch mit dem Zentrum einer Kugel mit dem Durchmesser 38,1mm sein.

Aufbau des Zielzeichens:
Das Schwarz-Weiß Muster wird mit einem Laserdrucker (hier HP Laserjet 1010) auf Standard-Druckerpapier gedruckt, wobei die beiden dunklen Felder des Musters dunkelgrau (80% schwarz) gedruckt werden.
Als Träger für das Schwarz-Weiß Muster wird ein planes Aluminiumblech 200x200x2mm verwendet.
Das Blech ist mit einer zentrischen und gesenkten Bohrung d=6mm versehen.
Dieses Blech wird mit Hilfe einer M6-Senkkopfschraube auf eine galvanisierte Stahlteilkugel (d=38,1mm) mit einem zentrischen M6-Innengewinde montiert. Die Höhe der Stahlteilkugel ergibt sich aus d/2 - Papierstärke - Stärke der Klebeschicht - Blechstärke.
Das Schwarz-Weiß Muster wird so auf das Trägerblech geklebt, dass das Zentrum des Zielzeichens im Zentrum der Teilkugel liegt. Als Kleber wird ein vollflächig aufgebrachter Sprühkleber verwendet.

Zur Montage des Schwarz-Weiß Muster auf der Trägertafel wurde eine Montagevorrichtung entwickelt, die eine Positionierung mit einer Genauigkeit von besser als 0,5mm erlaubt. Mithilfe der Montagevorrichtung kann das Blatt mit dem Zielzeichenmuster gegenüber der mit Klebstoff versehenen Trägertafel auf Bruchteile von mm genau positioniert und dann an die Trägertafel angedrückt werden. Die Richtung zum Zentrum wird dabei von einem Tachymeter mit Koaxialkamera und verbundenem Feldrechner vorgegeben (Abb. 2 - 4).

Für Präzisionsmessungen wird jedes Zielzeichen hinsichtlich o.s. Forderung überprüft.
Hierzu ist eine Prüfvorrichtung entwickelt worden. Prüfvorrichtung und Prüfroutinen sind auf der nachfolgenden Seite beschrieben.


Dipl.-Ing. Klaus Mechelke, im November 2015

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4

 

Zur Überprüfung der Zielzeichen wurde eine Prüfvorrichtung entwickelt. Sie besteht aus einem Punktnest, das auf einer Platte befestigt ist (Abb. 1).

Die Prüfung erfolgt in zwei Schritten:

1. Forderung: Zentrizität
Das Zentrum des Schwarz-Weiß Musters soll lageidentisch mit dem Zentrum  der Stahlteilkugel sein.

Zur Bestimmung der Soll-Koordinaten für das Zentrum wird in das Punktnest der Prüfvorrichtung ein Corner Cube Reflektor (CCR) eingelegt. Durch Messung mit einem Lasertracker auf den CCR werden die Soll-Koordinaten bestimmt (Abb. 2).
Der CCR wird nun gegen den Prüfling ausgetauscht, wobei die Zielfläche des Prüflings genähert horizontal ausgerichtet wird. Auf das Zentrum des Schwarz-Weiß Musters wird ein spezielles Punktnest mit Strichkreuz zur Zentrierung auf dem Musterzentrum gesetzt (Abb. 3). Nach manueller Zentrierung des Punktnestes auf das Musterzentrum wird ein CCR in das Punktnest eingesetzt und die Position mit dem Lasertracker bestimmt (Abb. 4). 
Zur Erhöhung der Genauigkeit wird die Bestimmung siebenmal wiederholt, wobei das Punktnest jedesmal um 50gon gedreht wird.  Durch Mittelbildung der acht Positionen entfallen dann auch Zentrierfehler des Strichkreuzes gegenüber dem Zentrum des CCR.
Die Berechnung der Raumstrecke zwischen Referenzposition und gemittelter aktueller Position liefert die Ablagen dx, dy und dz, wobei dz noch um den Höhenoffset des Punktnestes korrigiert werden muss.

2. Forderung: Ebenheit
Das Schwarz-Weiß Muster des Zielzeichens soll in einer Ebene liegen.

Zur Prüfung auf Ebenheit des Zielzeichens wid es mit der Leica T-Scan gescannt (alternativ wäre auch die Verwendung eines Streiflichtsystems möglich). In die aus dem Scan resultierende Punktwolke wird eine Ausgleichsebene gelegt und die Differenzen der Punktwolke zur Ausgleichsebene berechnet. Abschließend werden die Differenzen farbkodiert dargestellt, mit Kennzeichnung der Minimal- und Maximalablage.

Beispielauswertung

Dipl.-Ing. Klaus Mechelke, im Januar 2016

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Benötigen Sie Ihre bestellte Ausrüstung einmal außerhalb der Öffnungszeiten, kontaktieren Sie uns einfach persönlich, telefonisch oder schriftlich.

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Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag
entfallen! entfallen! entfallen entfallen entfallen

Typ

Hersteller

Bezeichnung

Genauigkeit

Laserdistanzmessgerät

Leica

Disto A6

**

Laserdistanzmessgerät

Leica

Disto DXT

*

Laserdistanzmessgerät

Leica

Disto D2

*

Laserdistanzmessgerät

Leica

Disto Classic

*

Totalstation

Leica

MS 60

****

Totalstation

Leica

TS 60

****

Totalstation

Leica

TM30

***

Totalstation

Leica

TS 16

***

Totalstation

Leica

TCRP 1201+

**

Totalstation

Trimble

TS02 FlexLine

**

Totalstation

Trimble

S7

**

Totalstation

Trimble

VX

**

Totalstation

Trimble

S6

**









Genauigkeit:  ****=höchste,  ***=hohe,  **=mittlere,  *= niedere

Hersteller

Name

Genauigkeit

Askania

Askania

**

Breithaupt

Tecol

*

Breithaupt

Teeins

**

Fennel

FT 1A

**

Fennel

FT 2

***

Kern

DK 2

**

Kern

DKM 2 A

***

Kern

DKM 2AE

***

Kern

DKM 3 A

****

Kern

DKM 3 F

***

Kern

K1-M

**

Kern

K1-SE

**

Pentax

PD 20

**

Pentax

TH 01 W

***

Pentax

TH 10 WA

**

Pentax

TH 20 A

**

Pentax

TH 20 D

**

Hersteller

Name

Genauigkeit

Pentax

TH 20 WA

**

Wild

T1

**

Wild

T1000

**

Wild

T16

**

Wild

T16 E

**

Wild

T1A

**

Wild

T2

***

Wild

T2002

****

Wild

T3

****

Zeiss

Th 2

***

Zeiss

Th 3

**

Zeiss

Th 4

**

Zeiss

Th 42

**

Zeiss-Jena

Th 010 A

***

Zeiss-Jena

Theo 010

***

Zeiss-Jena

Theo 020

**

Zeiss-Jena

Theo 030

**

Genauigkeit:  ****=höchste,  ***=hohe,  **=mittlere,  *= niedere

 

Hersteller

Name

Genauigkeit

Askania

Askania

*

Askania

Li-e

*

Askania

Na 1-e

**

Breithaupt

Naguk

**

Breithaupt

Nakre

**

Ertel

BNL

*

Ertel

Ina

*

Fennel

Auban II

**

Fennel

Bauni

*

Fennel

Fennel

****

GEO

KL-20

*

Kern

GK0 A

*

Leica

NA720

**

Pentax

AL-2 EC

**

Wild

LNA2

*

Wild

N 2

**

Wild

N3

****

Wild

NA2

***/**

Wild

NA2000

**

Hersteller

Name

Genauigkeit

Wild

NAK0

*

Wild

NAK1

**

Wild

NK01

*

Zeiss

DiNi 10

***

Zeiss

DiNi 21

**

Zeiss

Ni 1

****

Zeiss

Ni 2

***/**

Zeiss

Ni 21

**

Zeiss

Ni 22

**

Zeiss

Ni 3

**

Zeiss

Ni 3 K

*

Zeiss

Ni 42

*

Zeiss-Jena

Koni 007

***

Zeiss-Jena

Ni 002

****

Zeiss-Jena

Ni 004

****

Zeiss-Jena

Ni 005 A

***

Zeiss-Jena

Ni 025

**

Zeiss-Jena

Ni 030

**

Genauigkeit:  ****=höchste,  ***=hohe,  **=mittlere,  *= niedere

 

Für Ihre nächste praktische Übung oder ihre Bachelor-/ Masterarbeit

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- Online bestellen von Messinstumenten!

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