Höhenmessung untertage

[Stefan_O]

Hallo zusammen,

ich möchte bzw muss in einem ziemlich komplexen Grubenbau die Höhe (relative reicht) messen. Der Grubenbau hat mindestens 7 miteinander verbundene Ebenen, die von aussen nicht zugänglich sind, wohl aber von innen. Die einzigste Idee wäre ein Höhenmesser mit Referenz auf den Eingang eingestellt. Hat jemand damit schon Erfahrungen gemacht, wenn ja, mit welchem Gerät?

Es gibt schon eine Diskussion für die Höhenmessung bei der Stollensuche (http://forum.untertage.com/viewtopic.ph ... 6henmesser), die aber schon sehr alt ist. Für draussen läufts mit GPS.

Hat jemand schonmal untertage den barometrischen Höhenmesser eines Garmin GPS benutzt?

Gruss,
Sefan

[Marcel Normann]

Ich hatte mal einen Fahrradtacho mit Höhenmesser, die Ergebnisse konntest Du UT allerdings total vergessen. Denke, das lag an der Wetterführung, die ja auch den Luftdruck beeinflusst.

Mit viel Mühe könnte man vielleicht durch Höhlenfunk triangulieren, ich meine da mal was zu gelesen zu haben. Aber wer hat die Möglichkeit schon?

In welchen Dimensionen willst Du denn messen?

[Stefan_O]

Hm, der Höhenunterschied zwischen dem offenen Eingang und tiefsten Stollen sind rund 80 m. Dazwischen liegen mindestens 5 Ebenen, Zwischenebenen oder Solen, wie auch immer man das in dem Chaos bezeichnen möchte. Auf den 80 m sind 13 Stollen auf verschiedenen Höhen, weitere 7 Stollen liegen höher. Aber wie gesagt, die meisten Eingänge sind verschüttet.

Beeinflusst die Wetterführung tatsächlich den Luftdruck? Eine Windböe draussen gibt ja auch keine Höhenänderung Die Bewetterung dort ist nicht so toll, sollte für die Messung kein Problem sein.

Gruss,
Stefan

[Stefan_O]

Eine Idee wäre ein Leica Disto D8, der Entfernung und Winkel messen kann und daraus die Höhe berechnet. Man müsste sich dann halt von Rampe zu Rampe arbeiten und die Höhen(unterschiede) addieren. Leider ein bisschen teuer.....

[AdM_Michael]

Es gibt zwei brauchbare Verfahren bei der barometrischen Höhenmessung:

1. mit einem Altimeter.
Dabei wird ein bekannter Referenzpunkt üt beobachtet, es werden Zeit und Ablesung im Handbuch erfasst. Danach werden die Ablesungen ut ebenfalls mit Zeit und Ablesung aufgeschrieben. Günstig ist, die gleichen Punkte auf dem Rückweg ebenfalls zu messen. Zum Abschluß erfolgt eine weitere Ablesung mit Zeit auf dem Referenzpunkt. Die Differenz zwischen Anfang und Ende wird dann über die Zeit auf die Ablesungen verteilt. Danach erfolgt noch eine Mittelbildung, wenn auf Hin- und Rückweg die gleichen Punkte beobachtet wurden.
Erreichbare Genauigkeit 0,5 - 1,0 m mit handelsüblichen Geräten, mit Askania Gb5 oder ähnlichen Instrumenten 0,2 - 0,5 m.

2. mit zwei Altimetern.
Grundsätzlich genau wie zuvor, nur das zweite Altimeter verbleibt auf dem Referenzpunkt. Eine Absprache zu den Ablesungen ist hier erforderlich, z.B. alle 5 min. Ein Abgleich der beiden Altimeter auf dem Referenzpunkt ist ebenfalls eforderlich. Die Differenzen können dann direkt vebessert werden.
Erreichbare Genauigkeit 0,5 - 1,0 m mit handelsüblichen Geräten, mit Askania Gb5 oder ähnlichen Instrumenten 0,2 - 0,5 m.
Als Alternative könnten auch zwei Datenlogger mit Barometer verwendet werden, die zeitgleich auf dem Referenzpunkt gestartet werden. Das reduziert dann den Personalbedarf, wenn der Logger üT unbeaufsichtigt bleiben kann.

Geeignete Geräte/Instrumente:
Altimeter im GPS, wenn dieser unabhängig vom GPS verwendet werden kann.
Greisinger GTD1100 oder ähnliche
Askania Gb5
Datenlogger:
MSR MSR145 in der entsprechenden Konfiguration

Die Bewetterung verursacht durchaus Druckunterschiede, in der Regel sind die deutlch meßbaren Druckunterschiede jedoch auf Wetterbauwerke und Lüfter zurückzuführen. Zumindes Lüfter in entsprechender Größe dürften im Altbergbau relativ selten sein. Geeignete Instrumente zu Messung dieser Druckunterschiede sind Mikrobarometer wie das Askania Gb5. Diese Instrumente sind um einige Klassen höher anzusiedeln, als die billigen Geräte der Fahrradtacho-Klasse. Die Probleme sind aus meiner Sicht eher das gewählte Gerät in Kombination mit einem ungeeignetem Meßverfahren gewesen.

Das GTD1100 hat sich bisher gut bewährt. Eine Triangulation mit Höhlenfunk wird keine brauchbare Genauigkeit in Bezug auf die Höhe bringen. Die Alternative, aber halt deutlich langsamer, ist eine klassische Aufnahme/Vermessung des Grubengebäudes.

Beim GPS ist zu beachten, daß die Höhe im Bezugssystem WGS84 ellipsoidische und keine Normalhöhen sind. Es fehlt ihnen schlicht der Scherebezug. Daher ist eine rein mit dem GPS ermittelte Höhe nicht ohneweiteres im System NN oder aktuell NHN zu verwenden. Bei Verwendung des Altimeters im GPS sollte daher auch ein Referenzpunk zur Kalibrierung verwendet werden, wenn das Ergebnis im Höhensystem der Landesvermessung sein soll. Ansonsten einfach in einem lokalen Höhensystem arbeiten und die Höhenunterschiede in Bezug auf einen fiktiven Nullpunkt erfassen.

Die Option mit dem D8 ist nicht unbedingt genauer und wird sehr zeitaufwendig für eine Höhenmessung. Da könnte man schon eher eine komplette Neuafnahme des Grubengebäudes anstreben.

[MatthiasM]

Was spricht gegen klassische Markscheidermethoden bzw. so wie es die Höhlenforscher machen (Kompaß, soweit nötig, Neigung/Entfernung und dann Höhe im Aufriß/Längsriß grafisch ermitteln oder eines der gängigen Programme für Höhlenvermessung (Survex, Compass, Caverender..., evtl. bei Wunsch nach richtig harter Lernkurve, aber dann genialem Tool Therion) verwenden, um die Meßzüge einzuklopfen?

Ansonsten für "quick'n'dirty" spricht gegen die barometrische Methode sicher nix, wenn der verwendete Höhenmesser/Barometer einigermaßen ordentlich ist.

[AdM_Michael]

Gegen eine klassische markscheiderische Aufnahme spricht eigentlich nur, daß der Zeitaufwand nur für ein paar Höhen relativ hoch ist und die Genauigkeit zumindest mit Hängezeug oder alternativ Suunto Kompaß und Neigungsmesser, Shetland Attack Pony oder DistoX am Ende nicht deutlich besser sein dürfte als bei einer sorgfältigen Messung mit geeigneten Altimetern. Eine Neuaufnahme mit Theodolit oder Totalstation dürfte für den Zweck völlig übertrieben sein.
Da zunächst nur die Höhen gefordert sind würde als Auswertung auch eine klassische Berechnung der Meßdaten ohne eine grafische Darstellung ausreichen. Damit entfiele zumindest die Einarbeitung in eine Software.

[Stefan_O]

Vielen Dank für die Antworten! Kompass geht nicht, da es sich um eine Eisenerzmine handelt, von der magnetische Anomalien beschrieben sind. Ich werde es am Wochenende mit dem GPS versuchen, so das Wetter noch durchhält. Die barometrische Messung beim Garmin ist unabhängig vom GPS. Kalibrieren werde ich es vor dem tiefsten Stollen, damit sind gleichzeitig die Fehler in der historischen Höhenmessung kompensiert. Wenn das nichts sinnvolles bringt, kann ich es immer noch kompliziert versuchen.

Gruss,
Stefan

[AdM_Michael]

AUch für einen Kompaß gibt es geeignete Meßverfahren wie Kreuzschnüre bei störenden magnetischen Einflüssen, jedoch verliert die Messung dann deutlich an Genauigkeit. Magnetische Messungen, z.B. mit einem Hängezeug sind fehlertheoretisch besonders bei kurzen Seitenlängen gegenüber einem klassichen Polygonzug im Vorteil. Durch die Meßmethode für magnetisch beeinflußte Bereiche werden aus den Streichwinkeln der magnetischen Messung Brechungswinkel wie beim Theodoliten. Dafür reicht dann einfach die Ablesegenauigkeit bei den magnetischen Instrumenten in der Regel nicht aus und das Ergebnis hat nur eine sehr geringe Genauigkeit. Daher ist so etwas nur zum Überbrücken kurzer Bereiche geeignet, aber nicht als grundsätzliches Meßverfahren für ein ganzes Bergwerk.

[Michael Kitzig (†)]

für UT würde ich eine länge 1/4 gartenschlauch (oder besser noch was dünneres) nehmen, mit wasser füllen und unten ein manometer dran. sollte ziemlich genau sein... 0,1bar / 1m...

[Stefan_O]

Kurzes Feedback: Garmin (GPS60CSX) hat super geklappt. Am Mundloch kalibriert waren die Angaben UT dann auf den Meter genau (passend zum Grubenriss), auf einer Ebene bleibend war keine Schwankung der Höhe ersichtlich. Das 60CSX ist wasserdicht und für UT gut zu gebrauchen.

Gruss,
Stefan

[Marcel Normann]

Interessehalber: Kann das Gerät ein Tracklog mit den Höhenangaben schreiben, wenn es kein GPS-Signal hat?

[Waldschrat]

Interessehalber: Kann das Gerät ein Tracklog mit den Höhenangaben schreiben, wenn es kein GPS-Signal hat?

Nein, kann es nicht, da die Höhenangabe für den Log mit einer geografischen Position verknüpft sein muss. Ohne Position kein Track. Es könnte aber ein Workaround sein, die Höhe mit einem PDA oder ähnlich auszulesen und abzuspeichern.

[AdM_Michael]

Solange es nur um einen reinen Log der Höhe geht, sind die Datenlogger von MSR oder eventuell auch der VOLTCRAFT DL-180THP geeignet. Der MSR hat zusätzlich die Möglichkeit Marker zu setzen. Die Lage muß aber weiterhin gesondert bestimmt werden.

Soll das in einem Log passieren, kommen wir preislich in ganz andere Regionen (5000,-€ und mehr), da dann Inertialmeßtechnik mit reinkommt und auch die Auswertung wird deutlich komplexer. Darüber können wir uns gerne in 1-2 Jahren unterhalten.

[Stefan_O]

Dann würde ich lieber einen Höhenmesser mit Loggerfunktion kaufen, z.B. einen Suunto E203 für 140 EUR. Quasi alle Bergsport-Höhenmesser haben eine Logger-Funktion, die besseren können die Daten auch an eine Software übertragen. GPS ist halt praktisch, da ich es ohnehin fast immer dabei habe. Ist die Frage, wozu die Daten aufgezeichnet werden sollen. Papier und Bleistift geht ja auch noch.

Gruss,
Stefan

[Telefoner]

Der GPSMAP 60CS logt auch nach Zeit wenn man ihn so einstellt.
Meiner sogar wenn er ausgeschaltet ist.

Das ist beim 60CSx sicher auch noch so (Nachfolgegerät)

Glück Auf
Jörg