Vorwort 2
Navigieren mit GPS oder Kompass und Karte bedeutet auch, dass man Positionen von der Realität in die Karte sowie von der Karte in die Realität übertragen kann und gegeben Falls diese Positionen zu kommunizieren. Unabhängig davon ob man mit GPS-Navigation oder mit Karte und Kompass arbeitet sollte man das Format zur Beschreibung einer Position kennen damit man auch die entsprechenden Maßnahmen setzen kann.
Geodätische Gitter
Das geografische Gitter ist, wie bereits vorher beschrieben wurde, ein Kartennetz bei welchem die Übertragung der Längen- und Breitengrade der Erdoberfläche auf eine Karte eingeebnet darstellt wird. Das geografische Gitter bildet also Dreiecke, Trapeze und Quadrate mit teils gekrümmten Linien mit erheblichen Längen- und Flächenverzerrungen auf eine Karte ab [15]. Bei einem geodätischen Gitter werden durch Linien gleich große Quadrate gebildet. Diese Quadrate werden nun als Koordinatensystem benutzt [16]. Die bekanntesten und meist angewandten geodätischen Gitter sind das Gauß-Krüger-Koordinatensystem und das Universale-Transversal-Mercator System (UTM).
Gauß-Krüger-Koordinatensystem
Carl Friedrich Gauß, geboren am 30 April 1777 in Braunschweig war ein besonders begabter Mathematiker, Astronom und Landvermesser. Gauß entwickelte etwa um 1825 ein komplexes geodätisches Netzsystem bei welchem eine erheblich bessere Längentreue und Flächentreue bei beinahe gleichbleibender Winkeltreue gegeben war [17].
Johann Heinrich Louis Krüger, am 21. September 1857 in Elze geboren bearbeitete das Gauß-System weiter und veröffentlichte 1912 eine Arbeit mit dem Titel „Konforme Abbildung des Erdellipsoids in der Ebene“ [18]. Diese Veröffentlichung war die Grundlage für das im Jahre 1923 eingeführte Gauß-Krüger-Koordinatensystem [19].
Das geodätische Gitter des Gauß-Krüger-Koordinatensystems wird aus jeweils drei Grad breitem Meridianstreifen gebildet. Dabei werden die Meridiane 0°, 3°, 6° und so weiter als Mittelmeridian jedes Meridianstreifens benutzt und davon 1,5° westlich und 1,5° östlich befindet sich die Begrenzung des Meridianstreifens. Daraus folgen 120 Meridianstreifen welche jeweils drei Grad breit sind (360°:3=120) und mit Kennziffern von 0 bis 119 ausgewiesen sind (Tabelle 1). Jeder Meridianstreifen wird nun auf einen Zylinder winkeltreu übertragen. Die Achse dieses Zylindermantels liegt in der Äquatorebene und der Radius dieses Zylinders entspricht dem Radius des jeweiligen Mittelmeridians bezogen auf dessen Referenzellipsoides (Bessel- oder Krassowski-Ellipsoid)[19]. Es ergibt sich dem zufolge eine Berührung des Zylindermantels entlang des jeweiligen Mittelmeridians auf welchen sich der Meridianstreifen bezieht. Der Koordinaten-Ausgangspunkt ergibt sich vom Schnittpunkt des Mittelmeridian und des Äquators als Rechtswert (östlich) und Hochwert (nördlich) [9, 19].
Tabelle 1:
| Mittelmeridian | westlich |
| östlich | ||||||
| Längengrad | ... | 9° | 6° | 3° | 0° | 3° | 6° | 9° | ... |
| Kennziffer | ... | 117 | 118 | 119 | 0 | 1 | 2 | 3 | ... |
UTM-Koordinatensystem (UTM)
UTM ist in unseren geografischen Bereichen das meist angewendete Karten-Gitternetz und soll folgend etwas genauer erklärt werden. UTM benutzt 6° breite Meridianstreifen und bezieht seine Koordinaten auf das World Geodetic System 1984 (WGS84) bzw. das Geodätische Referenzsystem 1980 (GRS80). UTM benutzt eine veränderte, modifizierte transversale Mercator Projektion. Bei UTM berührt der Zylindermantel die Erdoberfläche entlang des Hauptmeridians nicht sondern er durchdringt die Erdoberfläche.
https://upload.wikimedia.org/w…ns/a/a0/Utmzylinderrp.jpg
Die Erdoberfläche ragt also aus dem Zylindermantel heraus und damit verkürzten sich an den beiden Zonengrenzen die Meridiane gegenüber dem Mittelmeridian um den Maßstabsfaktor 0,9996. Wegen der 6° breiten Meridianstreifen würden die Längen- und Winkelverzerrungen an den Rändern gegenüber dem Gauß-Krüger Gitter zunehmen. Mit der modifizierten transversalen Mercator Projektion wird wieder eine ausreichende Praxisgenauigkeit erreicht [21].
Die Aufteilung der UTM-Zonenfelder
Zonen (vertikal)
Es werden, beginnend bei Längengrad 180° West bis zum Längengrad 180°Ost, 60 jeweils 6°breite Zonen eingeteilt und von 1 bis 60 durchnummeriert. In der Mitte befindet sich der Mittelmeridian . Aus Abbildung 2 kann entnommen werden, dass Zone 1 folglich von 180° West bis 174° West reicht, der Mittelmeridian befindet sich auf 177° West [21].
Abbildung 2. Einteilung in jeweils 6° breite UTM-Zonen 1 – 60 [23].
Breitenzonen (horizontal)
Beginnend bei Breitengrad 80° Süd bis zum Breitengrad 84° Nord werden im Abstand von 8° Breitenzonen gebildet und beginnend mit dem Buchstaben C (südlichste) bis X (nördlichste) bezeichnet, dabei werden wegen der möglichen Verwechslung mit der Ziffer 1 und 0 die Buchstaben I und O ausgelassen [21] (Abbildung 3).
Abbildung 3. Einteilung in UTM – Breitenzonen im Abstand von 8° [23]
Zonenfelder
Die Zonenfelder werden also mit der Nummer der Zone und mit dem Buchstaben der Breitenzone benannt. Österreich befindet sich mit unseren Hauptsuchgebiet Niederösterreich in Zone 33U und teilweise in Zone 33T sowie Vorarlberg und Tirol in Zone 32T. Deutschland größtenteils in Zone 32U und 33U [24].
https://upload.wikimedia.org/w…s.jpg/400px-Utm-zones.jpg
https://upload.wikimedia.org/w…-LA2-Europe-UTM-zones.png
UTM Koordinaten
Der Äquator bildet bei dem UTM-Koordinatensystem die X-Achse und der jeweilige Mittelmeridian die Y-Achse. Damit es westlich des Mittelmeridians zu keinen negativen Werten kommt wird der X-Wert auf 500.000 m gesetzt und als Ostwert bezeichnet. Der Ostwert ist demnach immer sechsstellig und liegt zwischen 100.000 und 899.999 Metern. Südlich des Äquators sollen auch keine negativen Werte entstehen, daher wird der Y-Wert auf 10.000.000 m gesetzt und als Nordwert bezeichnet. Rechtswert und Nordwert sind immer mehrdeutig, eine vollständige und eindeutige UTM-Koordinatenangebe muss also immer mit der jeweiligen Zonenbezeichnung angegeben werden.
Beispiel:
Der Josefsteg befindet sich in den Nationalpark Donau-Auen, Lobau und hat die geografischen Koordinaten N48°11´´5203, E16°28´´9938. Die UTM-Koordinaten notieren sich 33U 610245 5338362 (Abbildung 4).
Abbildung 4. Josefsteg Garmin Map [26].
Military Grid Reference System (MGRS)
Für militärische Zwecke sowie bei den meisten Rettungs- und Bergungsdienststellen wurde meist auf das metergenaue MGRS, auch als UTM-Referenzsystem (UTMref) bezeichnet, umgestellt. Bei dem MGRS werden die UTM-Zonenfelder übernommen und parallel zum Zentralmeridian in zusätzliche UTM-Quadrate (Planquadrate) mit einer Seitenlänge von 100 Kilometern aufgeteilt. Gekennzeichnet werden diese UTM-Quadrate mit einem Buchstabenpaar [28]. Nun werden diese durch Buchstabenkombination codierten Planquadrate mit einem zusätzlichen Gitternetz unterteilt. Die Seitenlänge dieser Quadrate variiert je nach Maßstab der Karte und je nach Kartenhersteller, am Kartenrand sind die entsprechenden Parameter angegeben. Bei Online-Karten oder Karten für Computergebrauch ist meist keine Maßstabszahl angegeben weil das gezeigte Bild von der Bildschirmgröße sowie vom Druckformat abhängig ist. Stattdessen wird am Bildrand ein Referenzmaß gezeigt.
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Daraus ergibt sich für die üblichen Kartenformate im Maßstab 1:25.000, welche eine ausreichende Vergrößerung im Outdoor-Bereich (Wandern) bieten und für Such- und Bergeteams meist zur Anwendung kommen, ein Kartengitter mit dem sich leicht anwendbare und metergenaue Positionsdaten erarbeiten lassen. In Abbildung 13 ist ein Ausschnitt aus dem GPS-Programm Garmin BaseCamp gezeigt welcher die Lobau im Bereich der Panozzalacke abbildet. In der linken unteren Ecke des Bildrandes ist ein Referenzmaß von 300 Meter zeigt. Des Weiteren ist bei den Hilfslinien abzulesen, dass der Abstand der Hilfslinien 500 Meter beträgt. Mit dem gelben Ring wurde ein Marterl markiert, die exakte Position des Marterls im MGRS ergibt wie folgt:
Abbildung 13. Lobau zwischen Panozzalacke und Dechantlacke mit Gitterraster im Abstand von 500 Meter [29]
Diese Position lässt sich auch aus der Karte messen oder schätzen. Unterteilt man, wie in Abbildung 13 dargestellt, das eine Quadrat (Seitenlänge von 500 Meter) in dem sich das auszulesende Objekt befindet in weitere Hundertmeter-Quadrate (orange strichlierte Linien) und ermittelt nun von der linken (westlichen) unteren (südlichen) Ecke ausgehend die Entfernung und addiert diese zum Ostwert und Nordwert dazu. Für Karten mit einem entsprechenden Maßstab gibt es dazu passende Planzeiger, dass sind spezielle Anzeigehilfen mit welchem der Positionswert innerhalb des dazugehörigen Quadrates bestimmt wird und in gleicher Weise zu den am Kartenrand ausgewiesenen Ostwert und Nordwert der unteren linken Ecke des Quadrates dazu addiert werden.