Hochpräzise Azimutbestimmung mit Vermessungskreiseln

Bereits 1852 konnte der französische Physiker L. Foucault die nordweisende Eigenschaft des Kreisels mit zwei Freiheitsgraden theoretisch nachweisen. Zur instrumentellen Realisierung fehlten ihm jedoch die technischen Mittel. Um die Jahrhundertwende brachten die immer länger werdenden Vortriebe der Bergwerke erhebliche Schwierigkeiten für die markscheiderischen Orientierungsmessungen mit sich. Da die bis dahin zur Angabe der Vortriebsrichtung gebräuchliche Bussole durch den verstärkten Gebrauch von Eisen (schienengebundene Abraumbeseitigung, Stützbogen, usw.) immer unzuverlässiger wurde, begann die Suche nach einem neuen Orientierungsverfahren. Ein solches ergab sich aus dem Bereich der Schifffahrt. Dort wurde ein Kreiselkompass eingesetzt, der anstatt des Magnetfeldes die Erddrehung ausnutzte, um die Nordrichtung aufzufinden. Gestützt auf diese Erkenntnisse, übernahm die Firma Anschütz aus Kiel eine führende Rolle bei der Entwicklung eines für die Vermessung geeigneten Kreisels. 1922 konnte M. Schuler auf dem 13. Deutschen Markscheidertag in Bochum über das erste fertiggestelle Versuchsgerät berichten. 1949 wurde dann der erste in der Praxis einsetzbare Meridianweiser MW-1 fertiggestellt. 1950/51 folgten die Geräte MW-2 und MW-3 (Stier, 1982). Ab 1953 wurden die Entwicklungen dieses Kreiseltheodolits am Institut für Markscheidewesen der Westfälischen Berggewerkschaftskasse (heute DMT: Deutsche Montan Technologie), Bochum, weitergeführt. Diese führten zum heutigen vollautomatisierten Präzisionsvermessungskreisel GYROMAT-2000. Seit der Entwicklung des Vermessungskreisels stellt dieses Gerät für viele Geodäten ein „Orchideeninstrument“ dar, dessen Funktionsweise erst nach dem vertieften Studium physikalischer Gesetze verständlich wird. Die Handhabung war früher umständlich, ungewohnt und zeitintensiv. Die damit direkt und indirekt entstandenen Kosten und nicht zuletzt auch das Vertrauen in die Ergebnisse waren somit Argumente, die Kreiseleinsätze lange Zeit eher in den Randbereich des Vermessungswesens rücken liessen. Nach 40 Jahren erfolgreicher Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Kreiseltechnik hat die heutzutage innerhalb kurzer Messzeit (ca. 10 min) erreichbare Genauigkeit einen sehr hohen Stand erreicht (s = ± 0.7 mgon). Einen wesentlichen Beitrag dazu leistete die Automatisierung des Beobachtungsablaufes und die Einführung verbesserter mathematischer Modelle zur Interpretation der Kreiselschwingung. Auch praktische Aspekte wie Abmessung und Gewicht der Instrumente, Bedienungskomfort und Wartung wurden deutlich verbessert.