Referenzsystem

Ein Referenzsystem ist ein abstrakter Rahmen, der verwendet wird, um Positionen, Orientierung und Bewegungen von Objekten zu beschreiben. Es definiert Achsen, Ursprung und oft eine zeitliche Referenz, und dient als Grundlage für Messungen sowie den Austausch und die Transformation von Koordinaten.

In der Physik bezeichnet man häufig Bezugssysteme oder Referenzrahmen, in denen die Gesetze der Mechanik gelten. Ein Inertialsystem liegt frei von translationalen Beschleunigungen vor; Umrechnungen zwischen Bezugssystemen erfolgen durch Galilei- oder Lorentz-Transformationen.

In Geodäsie und Geoinformatik bezeichnet ein Referenzsystem die Koordinatenbasis zur Beschreibung der Erdoberfläche. Wichtige Elemente sind das Ellipsoidmodell der Erde, das Geoid als vertikale Referenz und das Koordinatensystem (geografisch oder projektioniert). Beispiele sind WGS 84 (global), ETRS89 (Europa) und NAD83 (Nordamerika).

Geodätische Referenzsysteme unterscheiden sich durch Datum, Ellipsoid, Geoid-Modell und Projektion. Geografische Koordinaten verwenden Latitude und Longitude; projizierte Koordinaten wandeln die Erdoberfläche in eine Ebene um (z. B. UTM, Gauss-Krüger). Das Earth-Centered, Earth-Fixed-System (ECEF) ist ein kartesisches, globales Referenzsystem.

Der Umgang mit Referenzsystemen erfordert Transformationen, um Messungen aus verschiedenen Systemen vergleichbar zu machen. Internationale Normen und Organisationen (z. B. ISO 19111, IERS, IAG) definieren Standards für Datumsangaben, Transformationen und Updates, da sich Referenzsysteme durch neue Modelle und epochale Anpassungen weiterentwickeln.