Referenzellipsoide

Referenzellipsoide sind in der Geodäsie mathematische Ellipsoidoberflächen, die die grobe Form der Erde annähern und als Bezugsebene für Vermessung, Kartografie und navigationsbezogene Anwendungen dienen. Ein Ellipsoid wird meist durch seine Halbachsen a (Äquatorhalbachse) und b (Pol) oder durch a und die Abplattung f beschrieben. Die Abplattung f = (a − b)/a und die Exzentrizität e² = f(2 − f) charakterisieren seine Abweichung von einer Kugel.

Der Referenzellipsoid bildet zusammen mit dem Geoid das geodätische Referenzsystem. Das Geoid ist eine Oberfläche des gravitationsbedingten, mittleren Meeresspiegels. Im praktischen Koordinatenfluss dienen Ellipsoid und Geoid zur Festlegung von Breitengraden, Längen und Höhen; Unterschiede zwischen Ellipsoid und Geoid erfordern Transformations- und Höhenausgleichsmodelle. Die Ellipsoidparameter werden oft mit einem Datum verknüpft, das Ursprung und Orientierung festlegt; zusammen definieren sie das geodätische Datum.

Typische Referenzellipsoide sind weltweit genutzte Modelle wie WGS84 (Basis globaler Systeme, z. B. GPS) und GRS80 (Grundlage vieler regionaler Systeme), sowie historische oder regionale Ellipsoide wie Clarke 1866, Hayford/International 1909 und Krassovsky 1942. In modernen Anwendungen werden die Parameter angepasst, um Messungen möglichst exakt abzubilden.

Die Wahl des Referenzellipsoids beeinflusst Koordinatenberechnungen und Projektionen. Beim Wechsel zwischen Koordinatensystemen oder bei Transformationen von einem Datum zum anderen sind 3D-Transformationsmodelle (z. B. Helmert-Transformation) erforderlich.