Helmertturm

Der Helmertturm ist ein astronomisch-geodätischer Beobachtungsturm auf dem Telegrafenberg in Potsdam und gehört zum GeoForschungsZentrum Potsdam.

Helmertturm 2008

Geschichte

Nach dem Tode Johann Jacob Baeyers übernahm 1886 Friedrich Robert Helmert die Leitung des Geodätischen Institutes. Helmert gab 1892 den entscheidenden Anstoß zum Bau des Geodätisch-Astronomischen Observatoriums. Neben weiteren Gebäuden wurde ein Turm für Winkelmessungen (der heutige Helmertturm) und Beobachtungshäuser für Breiten- und Zeitbestimmungen (Meridianhäuser) errichtet. Zur Kontrolle der Grundeinstellungen der optischen Messgeräte entstanden zwei Mirenhäuser, die sich auf einer Nord-Süd-Achse zum Helmertturm im Königswald und auf dem Kleinen Ravensberg befinden. Die Mire dient zur Justierung des Meridiankreises. Sie besteht aus einer Art künstlichem Stern, oft als Peilspiegel, der mit dem Meridiankreis anvisiert wird.

Lageskizze im Potsdamer Stadtgebiet, 2004
1 Helmertturm, Telegrafenberg Potsdam
2 Mirenhaus Süd, am Kleinen Ravensberg
3 Mirenhaus Nord, Königswald

Mirenhaus auf dem Kleinen Ravensberg, 2003

Mirenhaus im Königswald, 2003

Auf seiner dritten Sitzung am 27. und 28. November 1924 in Dresden beschloss der Beirat für das Vermessungswesen auf Antrag des leitenden Direktors Kohlschütter, den Beobachtungsturm des Geodätischen Institutes nach dem im Jahr 1917 verstorbenen früheren Direktor Friedrich Robert Helmert umzubenennen.

Potsdam-Datum

Der Trigonometrische Punkt Rauenberg wurde 1910 durch Kiesabbau zerstört. Der Fundamentalpunkt der preußischen Landestriangulation war damit unbrauchbar.

Durch Beschluss des Beirates für das Vermessungswesen sollte der Zwischenpunkt 1. Ordnung der Triangulationskette Berlin–Schubin (Helmertturm) als neuer Fundamentalpunkt des Deutschen Triangulationsnetzes eingeführt werden.

Die astronomischen Werte für den neuen Zentralpunkt wurden durch eine Ausgleichungsrechnung der Triangulationskette Berlin–Schubin (gemessen 1908–1913) durch das Reichsamt für Landesaufnahme festgestellt (bezogen auf das ‚Rauenberg-Datum‘):

Breite B = 52° 22’ 53’’,9559

Länge L = 30° 44’ 1’’,1358 – 17° 40’ = 13° 4’ 1’’,1358

Azimut A = 154° 47’ 32’’,41

Durch das Geodätische Institut wurde das zentraleuropäische Lotabweichungssystem bestimmt, um die astronomischen Grundlagen des Triangulationsnetzes zu verbessern. Durch Ausgleichungsrechnung wurden die Lotabweichungskomponenten des ‚Rauenberg-Datums‘ in zweiter Näherung bestimmt:

ξ_R = + 2’’,40

λ_R = + 3’’,31

Daraus wurden die Lotabweichungskomponenten des neuen Fundamentalpunktes Potsdam berechnet:

ξ_P = + 0’’,673 + 1,0000 ξ_R + 0,0026 λ_R = + 3’’,082

λ_P = – 0’’,675 – 0,0097 ξ_R + 0,9966 λ_R = + 2’’,647

Aus den astronomischen Beobachtungen des Helmertturms und diesen berechneten Lotabweichungskomponenten wurden die ellipsoidischen Koordinaten des Helmertturmes berechnet:

B_ell = B_astr – 3’’,082

L_ell = L_astr – 2’’,647

A_ell = A_astr – 2’’,647 sin B = A_astr – 2’’,097

Diese „wahrscheinlichsten Werte“ für den Helmertturm, die aus den Lotabweichungskomponenten des ‚Rauenberg-Datums‘ berechnet wurden, weichen von den Festsetzungen des Beirates für Vermessungswesen erheblich ab. Diese Abweichungen sind so gering, dass von einer Änderung der Festsetzungen der Festlegung eines neuen Fundamentalpunkt (Helmertturm) wegen der erheblichen praktischen Nachteile abgesehen wurde:

1. Umrechnung sämtlicher trigonometrischer Punkte
2. Differenz der Länge von Ferro nach Greenwich wäre ein unrunde Zahl (bisher 17° 40’)
3. Blattgrenzen der Messtischblätter entsprächen keinen vollen 10er Minuten mehr

Aufgrund dieser erheblichen Widersprüche der Landesaufnahme konnte die neu ermittelten Werte des ‚Potsdam-Datums‘ nicht für die Amtliche Preußische Landestriangulation festgesetzt werden. Daraufhin beschloss der Beirat für das Vermessungswesen auf seiner zweiten Sitzung am 2. und 3. Mai 1923 in Kassel das ‚Rauenberg-Datum‘ beizubehalten und den Beobachtungsturm des Geodätischen Institutes formal als Zentralpunkt festzulegen (mit den Koordinaten bezogen auf das ‚Rauenberg-Datum‘).

Demnach hat der Punkt Helmertturm nie die Funktion eines Zentralpunktes übernommen, wie sie ihm zugedacht war, weder im Preußischen Triangulationsnetz, noch im Reichsdreiecksnetz oder im Deutsches Hauptdreiecksnetz (DHDN). Die Datumsbezeichnung ‚Potsdam-Datum (Zentralpunkt Rauenberg)‘ des DHDN ist irreführend, da hierbei – wie in den früheren Netzen – das ‚Rauenberg-Datum‘ beibehalten wurde.

Bedeutung für die Landesvermessung

Im Zuge der europaweiten gemeinschaftlichen Aufgaben wurden einheitliche geodätische Grundlagen für Gesamteuropa unerlässlich. Als Grundlage für das ED 50 diente die Neuberechnung des Zentraleuropäischen Netzes (ZEN) von 1945–1947 durch das ehemalige Institut für Erdmessung in Bamberg. Für das ZEN wurde die Triangulation des Reichsdreiecksnetzes (REN) zusammen mit anderen europäischen Messungen ausgeglichen. Als Rechenausgangspunkt wurde der Helmertturm festgelegt. Diese Neuausgleichung wurde als ED 50 bezeichnet. Das Europäische Datum 1950 war bis in die 1990er Jahre die geodätische Grundlage des NATO-Kartenwerks.

Bedeutung für die astronomische Geodäsie

Messungen mit dem optischen Zenitteleskop

Nach der ersten Konferenz der Internationalen Erdmessung im Jahr 1888 startete 1889 der Internationale Breitendienst. Innerhalb dieses Dienstes war der Helmertturm auf dem Telegrafenberg in Potsdam eine Beobachtungsstation. Es wurden auf verschiedenen Stationen dieselben Sterne beobachtet und die Variationen in den Zenitdistanzen gemessen. Innerhalb dieses Breitendienstes wurden die rechtwinkligen Koordinaten der Polbewegung von 1890.0 bis 1922.7 in einem Intervall von 0.1 Jahren berechnet. Zur Messung wurde das optische Zenitteleskop benutzt, das Julius Wanschaff aus Berlin entwickelte. Die optischen Teile stammten von Carl Zeiss aus Jena und die Libellen von Carl Reichel aus Berlin. Aufgrund einer politischen Anweisung endeten die Breitenbeobachtungen des Internationalen Breitendienstes im Mai 1919.

Messungen mit dem Astrolab von Danjon

In den Jahren 1957/1958 fand das Internationale Geophysikalische Jahr statt. Zu diesem Anlass stellte das Nationale Komitee der DDR Mittel bereit, um ein neues Beobachtungsgerät für den Helmertturm anzuschaffen. Hierbei handelte es sich um ein halbautomatisches Astrolabium von André Danjon. Er war Direktor des Pariser Observatoriums von 1945 bis 1963.

Mit dem Danjon Astrolab wurde die geografische Breite einer Station in einer Nacht auf 10–40 Millibogensekunden (mas) bestimmt und die Ergebnisse zur Erfassung der Polbewegung benutzt. Verwendung fand dieses Instrument bis in die 1980er-Jahre.

Photogrammetrische Satellitenbeobachtungen

Ab 1963 bis 1974 wurden photogrammetrische Satellitenmessungen durchgeführt. Hierzu diente zuerst einen transportable Kamera für Satellitenbeobachtungen. 1966 wurde eine automatische Kamera für Astrogeodäsie (SBG 420) installiert.

Die Satelliten-Entfernungsmessungen

Das Satellite Laser Ranging (SLR) bedeutet, dass von der Erdoberfläche aus die Entfernung zu Satelliten durch Lasermessungen bestimmt wird.

In der ersten Generation des Satellite Laser Ranging wurde 1974 auf dem Potsdamer Helmertturm eine Satellite-Tracking-Camera von Carl Zeiss aus Jena installiert. Diese Lasermessstation hatte einen Rubin-Laser.

Die zweite Generation startete 1981. Der neue Laser war ein Einkanal-Rubin-Laser, der eine erhebliche Genauigkeitssteigerung lieferte. Er wurde ab 1983 im operablen Geschäft eingesetzt.

Die dritte Generation startete 1986 und wurde 1990 beendet. Es entstand ein 1m SLR-Teleskop. Dieses Teleskop ist in einem historischen Gebäude nahe dem Helmertturm errichtet worden und wurde zwischen Januar 1993 und 2001 benutzt.

Siehe auch

• Geodätisches Datum
• Geopotential
• Geoid
• Erdmessung

Literatur

• Helmut Wolf: Datums-Bestimmung in der deutschen Landesvermessung, ZfV 8/1987
• Ernst Buschmann: Einst auf dem Potsdamer Telegraphenberg, Vermessung Brandenburg 2/96
• Wolfgang Augath und Klaus Kummer: Die Bezugssysteme der Grundlagenvermessung, ZfV 112/1987, S. 406
• G. Schliephake: Landesvermessung, Lehrbuch für Vermessungsfacharbeiter 1963, Heft 7, S. 111, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin
• Oskar Albrecht: Der Beirat für Vermessungswesen im Deutschen Reich 1921–1933, Reihe E, Heft 21, 1984, 1. Tagung Abschnitte 4.1 und 5.1, Geschichte und Entwicklung der Geodäsie, Deutsche Geodätische Kommission. München
• Karl Levasseur: Das Zentraleuropäische Dreiecksnetz – Grundlagen, Veröffentlichungen des Institutes für Erdmessung, 1949, S. 71, Bamberg: Meisenbach 1949
• R. Schmidt: Die Bezugsflächen des Lagepunktfeldes und des Höhenpunktfeldes in der Bundesrepublik Deutschland sowie ihre gegenseitigen Beziehungen, Deutsche Geodätische Kommission, Reihe B, Heft Nr. 282
• Dr. E. Kohlschütter: Die Koordinaten des Zentralpunktes der deutschen Triangulationen, ZfV 1924

Weblinks

• Miren – im Wald vergessen. Abgerufen am 29. April 2008. 

52.38027777777813.065277777778

Koordinaten: 52° 22′ 49″ N, 13° 3′ 55″ O