Java·Applied·Geodesy·3D

Java·Applied·Geodesy·3D (JAG3D) ist eines der verbreitetsten und umfangreichsten quellcodeoffenen Ausgleichungsprogramme im Bereich der angewandten Geodäsie und Metrologie. Das OpenSource Ausgleichungspaket unterliegt den Bestimmungen der GNU General Public License (Version 3) und kann im Rahmen dieser Lizenz frei verwendet werden. Das hybride integrierte Netzausgleichungskonzept von JAG3D erlaubt eine strenge Kombination von klassischen terrestrischen Beobachtungen wie Nivellementsmessungen, Richtungen, Strecken oder Zenitwinkeln. Neben terrestrischen Daten verarbeitet JAG3D auch Basislinienbeobachtungen vom Global Navigation Satellite System (GNSS). Eine Kombination von terrestrischen Daten und GNSS-Basislinien ist möglich. Die Netzausgleichung ist nicht beschränkt auf eine bestimmte Netzdimension. Neben reinen Höhen-, Lage- oder Raumnetzen sind auch Kombinationen aus diesen möglich. Netze können wahlweise hierarchisch, dynamisch oder frei ausgleichen werden. Die Methode der kleinsten Verbesserungsquadrate ist durch das in der Geodäsie übliche Gauß-Markov-Modell abgebildet. Zum Lösen der überbestimmten Gleichungssysteme wird auf optimierte und speicherschonende Algorithmen zurückgegriffen. JAG3D verwendet hierzu die BLAS/LAPACK Bibliotheken, dem defacto Standard zum Lösen von linearen Gleichungssystemen.

Für die Analyse der Daten stellt JAG3D eine Vielzahl von Werkzeugen und Kenngrößen im Rahmen der Netzausgleichung zu Verfügung. Zum Bewerten von Zusatzparametern, Modellstörungen oder Anschlußpunkten greift die Software auf das allgemeine Data-Snooping nach Baarda zurück. Zum Erkennen von geometrischen Netzschwachformen wird eine Hauptkomponentenanalyse durchgeführt. Das Detektieren von veränderten Netzteilen im Rahmen einer Kongruenzanalyse ist möglich, wenn die originären Beobachtungen von zwei Messepochen gemeinsam prozessiert werden. Neben individuellen Punktverschiebungen können Netzteile auch bzgl. Blockverschiebungen oder Strains untersucht werden. Die Varianz-Komponenten-Schätzung für überlappende Varianzkomponenten erlaubt eine Bewertung des a-priori gewählten stochastischen Modells. Basierend auf den Resultaten einer Netzsimulation kann die Wahl eines geeigneten Netzdatums (Design 0. Ordnung), die Netzkonfiguration (Design 1. Ordnung) und die notwendige Beobachtungsgenauigkeit (Design 2. Ordnung) für ein geplantes Netz analysiert und optimiert werden.

JAG3D unterstützt durch die hybride integrierte Modellbildung das Mitschätzen von Stehachsrestneigungen (Lotabweichungen). Hierdurch lassen sich z.B. Messungen von Standpunkten sachgerecht miteinander kombinieren, die in einem bewegten Messfeld entstand sind wie bspw. bei der Schiffsvermessung im Schwimmdock. In der industriellen Messtechnik wird meist mit Objektkoordinatensystemen gearbeitet und die eingesetzten Messmittel wie bspw. Lastertracker richten sich i.A. nicht am Gravitationsfeld der Erde aus. Durch die hybride integrierte Modellbildung in JAG3D ist eine sachgerechte Kombination dieser Messungen auf der Basis der originären Beobachtungen möglich.

Die Handhabung von JAG3D ist aufgrund der klaren, zeitgemäßen und intuitiv gestalteten graphischen Oberfläche einfach und erfordert nur eine geringe Einarbeitungszeit. Das Datenmanagement, die Administration und die Analyse der Ausgleichungsergebnisse findet ausschließlich auf der graphischen Oberfläche statt. Alle projektrelevanten Daten und Einstellungen werde in einer relationalen SQL-Datenbank abgelegt, der Hyper SQL Database (HSQLDB). JAG3D wird in der plattformunabhängigen Programmiersprache Java entwickelt, sodass es ohne Einschränkungen auf allen Plattformen und Betriebssystemen lauffähig ist, die über eine Laufzeitumgebung (JRE) verfügen. JAG3D ist eine portable Applikation, die nicht installiert werden muss. Einfach herunterladen, entpacken und ausgleichen.