Erdmessung

Das wesentliche Ziel der Erdmessung ist die Bestimmung der Erdfigur. Diese Aufgabe ist verbunden mit der Messung der Rotation der Erde und des Schwerefeldes. Hierzu ist die Erdmessung in zwei Aufgabengebiete gegliedert, die Astronomische und die Physikalische Geodäsie.

Die Astronomische Geodäsie umfasst eine Vielzahl interessanter Aufgabengebiete. Neben der Vermessung der Erdfigur, der Ortsbestimmung mit Hilfe astronomischer Objekte sowie künstlicher Satelliten, der Ableitung von raum- und erdfesten Bezugssystemen werden auch Unregelmäßigkeiten der Erdrotation bestimmt.

Die Physikalische Geodäsie umfasst unter anderem die Messung, Beschreibung, Modellierung und Analyse des Schwerefeldes der Erde und seiner zeitlichen Veränderungen. Das Schwerefeld spiegelt die unregelmäßige Massenverteilung im Inneren der Erde und an der Oberfläche wider.

Vermessung des Schwerefeldes der Erde mittels ESA-Satellitenmission GOCE (Quelle: ESA)

Mit Hilfe von Beschleunigungsmessern, sog. Gravimetern, wird die von Punkt zu Punkt geringfügig unterschiedliche Fallbeschleunigung eines Gegenstandes gemessen. Daraus werden Modelle des Schwerefeldes berechnet und physikalische Höhensysteme abgeleitet, die als Bezugspunkt z.B. von Massenveränderungen an der Erdoberfläche (wie z.B. Meeresströmungen) und im Erdinneren dienen.

Anwendungen des globalen Schwerefeldes: Aufbau des Erdinneren; Ozeanmodellierung; globaler Wasserhaushalt und Eismassenveränderungen; Geodäsie (Quelle: ESA)

Neben klassischen Verfahren kommen heute vermehrt Methoden der Satellitengeodäsie zur Anwendung. Aus den Daten von Satelliten (z.B. GOCE, GRACE), die das Schwerefeld der Erde messen, können Prozesse wie das Abschmelzen von Eismassen, Veränderungen des Grundwasserspiegels, der Anstieg des Meeresspiegels sowie auch Vorgänge im Erdinneren, die Erdbeben und Vulkanismus verursachen, erfasst und beschrieben werden. Da sich Satelliten im Schwerefeld der Erde bewegen, sind auch deren Bahnabweichungen aufgrund des unregelmäßigen Schwerefeldes ein Untersuchungsgebiet.