Kurzfassung
Terrestrische Laserscanner gehören in der Geodäsie seit einigen Jahren zum geodätischen Standardrepertoire und werden auch vermehrt in anderen Branchen wie z.B. der Bauindustrie oder der industriellen Messtechnik eingesetzt. Sie ermöglichen mit vergleichsweise geringem Aufwand die Erfassung und Prüfung komplexer Oberflächen, haben ein großes Potential zur Automatisierung, und eröffnen dadurch neue Anwendungsgebiete, z.B. Scan2BIM. Die Hersteller reagieren mit neuen, immer kleineren und einfacher zu bedienenden Systemen auf diesen Bedarf, wobei die Bedeutung und das Bewusstsein von Messfehlern in den Hintergrund rückt. Dieser Artikel fasst die Ergebnisse von umfangreichen Untersuchungen zur Entfernungsmessung des Leica RTC360 im Messlabor der TU Graz zusammen. Dabei wurden auf Oberflächen unterschiedlicher Reflektivität systematische Effekte von mehreren Millimetern festgestellt. Die Untersuchungen bestätigen zwar weitgehend die absoluten Genauigkeitsangaben des Herstellers, jedoch verleitet die im Datenblatt auch angegebene sehr kleine „Streuung der Einzelmessung” zu übermäßig hohen Erwartungen. Derzeit analysieren wir ähnliche Untersuchungen für den noch kleineren Leica BLK360 G2, und präsentieren hier auch erste Ergebnisse.

Abstract
Terrestrial laser scanners have been part of the standard geodetic repertoire for several years and are also increasingly being used in other industries such as construction and industrial measurement technology. They enable the recording and inspection of complex surfaces with comparatively little effort, have great potential for automation, and thus open up new areas of application, e.g. Scan2BIM. Manufacturers are responding to this demand with new, increasingly smaller and easier-to-use systems, but this often comes at the expense of awareness of measurement errors. This article summarizes the results of extensive investigations of the distance measurement performance of the Leica RTC360 in the measurement laboratory at Graz University of Technology. Systematic effects of several millimeters were observed on surfaces with different reflectivity. Although the investigations largely confirm the manufacturers’ absolute accuracy specifications, the very small ‘single measurement dispersion’ which is stated in the data sheet leads to overly high expectations. We are currently analyzing similar investigations for the smaller and faster Leica BLK360 G2 and show some first results within this paper.

Kurzfassung
Im Rahmen des 2022 gestarteten, interdisziplinären, FWF-Projekts „Buddhist Architecture in Western Himalayas“ sollen bedeutende buddhistische Tempelstätten in einem abgelegenen Gebiet in Nepal (Upper Dolpo) für bauhistorische Analysen dokumentiert werden. Unsere Aufgabe ist es, die zum Teil über 4000 m Höhe liegenden Anlagen vor Ort geodätisch zu erfassen, was im Wesentlichen mit einem Laserscanner (Leica RTC360) erfolgte. Die erfassten Datensätze und davon abgeleiteten Modelle bilden eine wichtige Grundlage für die Architekturforschung mit der Untersuchung der Bauphasen, der historischen Entwicklung der Tempelanlagen und der Bewertung der strukturellen Integrität. In diesem Beitrag werden die Herausforderungen der geodätischen Felduntersuchungen, und die Weiterentwicklung von 3D-Datenverarbeitungsstrategien im Bereich des Kulturerbes diskutiert. Darüber hinaus werden 3D-Ansätze mit Virtual Reality zur Unterstützung der in der Bauforschung etablierten 2D-Analysemethoden getestet. Ebenso wurden erste Versuche zur Automatisierung der Punktwolkenverarbeitung bei nepalesischen Tempelanlagen mit standardmäßig verfügbaren technischen Möglichkeiten durchgeführt.

Abstract
In 2022 the interdisciplinary research project “Buddhist Architecture in Western Himalayas” has been established, with the aim to investigate and document significant temple sites in Upper Dolpo, a remote area in Nepal. Modern 3D laser scanning technology (Leica RTC360) has been used mainly for the geodetic measurements in heights of about 4000 m above sea level. The acquired datasets and derived geometric models are a major base for the upcoming architectural research and the investigations of the construction phases, the historical development of the temple sites and for the assessment of their structural integrity. This paper discusses the challenges of the geodetic field surveys and elaborates further development of 3D data processing strategies in the cultural heritage sector. Furthermore, 3D approaches with Virtual Reality have been tested to support the well-established 2D analysis methods. Also, first attempts on the automatization of point cloud processing of point of Nepalese temples have been carried out with state-of-the-art methods.

Kurzfassung
Das geodätische Messlabor des Instituts für Ingenieurgeodäsie und Messsysteme (IGMS) der TU Graz wurde 1990 eröffnet und seitdem stetig erweitert. Die wichtigsten Einrichtungen (Vertikalkomparator, Horizontalkomparator und Kreiselmesskammer) werden für Forschungsaufgaben und Serviceleistungen für die Wirtschaft verwendet. Seit einigen Jahren bilden faseroptische Messsysteme einen neuen Schwerpunkt des Instituts, wobei der Fokus vor allem auf Dehnungs- und Temperaturmessungen liegt. Die Möglichkeit der Einbettung der Sensoren, und da­mit Informationen aus dem Inneren von Objekten zu erhalten, ist für die Ingenieurgeodäsie besonders interessant, da sie das klassische geodätische Messspektrum erweitern. Mittlerweile existieren verschiedenste kommerzielle faseroptische Systeme, die statische oder dynamische Messungen erlauben. Die Länge der Sensoren kann bis zu mehrere Meter betragen. Die Erfassung ihrer Längenänderungen ist mit Au.ösungen im mm-Bereich sowie Ab­tastraten im kHz-Bereich möglich. Internationale Normen für faseroptische Dehnungs- und Temperaturmessungen werden zurzeit aber erst erstellt, weshalb es anhand der gegebenen Informationen oft schwierig ist, die Leistungs­fähigkeit der Systeme zu beurteilen. Ein eigenes faseroptisches Labor be.ndet sich am IGMS im Aufbau, um detaillierte Untersuchungen, aber auch Sensoranfertigungen für Sonderanwendungen, durchführen zu können. Eine Testeinrichtung für faseroptische Sen­soren wurde entwickelt, die die Bestimmung der statischen Kennlinie faseroptischer Messsysteme erlaubt. Eine weitere Einrichtung dient zur Untersuchung des Temperaturverhaltens der Systeme. Die neuen Testeinrichtungen werden vorgestellt und damit erzielte Ergebnisse exemplarisch gezeigt. Diese Laboruntersuchungen sind essentiell für die Qualitätsbeurteilung der Daten zu, da es im Feld kaum Möglichkeiten für eine unabhängige Veri.kation gibt.

Abstract
The geodetic metrology laboratory of the Institute of Engineering Geodesy and Measurement Systems (EGMS) at the Graz University of Technology was established in 1990 and since then several calibration and testing facilities were set up. Fiber optic sensing is one of the new research topics of EGMS. For engineering surveying, .ber optic strain and temperature sensing are of special interest. The sensors may be embedded in the structures and thus a new type of information is available, completing geodetic measurements. Today, a variety of .ber optic systems and sensors is commercially available, both for static and dynamic applications. The length of the sensors may be up to several metres with typical measurement resolutions in the µm-range and sampling rates up to several kHz. However, there are no commonly used international standards for .ber optic sensing and thus it is dif.cult to evalua­te system performance and state the uncertainty of measurement results. Therefore we established a separate .ber optic laboratory which is used for the investigation of .ber optic sensors and systems. A testing facility for the inves­tigation of linearity was developed as well as a facility for studying temperature effects. These new facilities are de­scribed in the paper and some results are shown, demonstrating the importance of independent laboratory testing.

Kurzfassung
Das ingenieurgeodätische Monitoring hat einen hohen Reifegrad erreicht und liefert großräumige Informationen mit Millimeter-Genauigkeiten. Allerdings liegen diese Messungen zumeist nur niederfrequent vor und können auch nur an der Oberfläche der Objekte (z.B. Bauwerke) durchgeführt werden. Im "Structural Health Monitoring" (SHM) werden Sensoren in das Bauwerk integriert, womit Informationen aus dem Inneren eines Objektes zugänglich werden. Dafür gibt es auch mehrere faseroptische Sensoren (FOS) mit wichtigen Vorteilen, z.B. elektromagnetische Immunität, geringe Größe, Multiplexing, hohe Messpräzisionen und Abtastraten von mehreren 100 Hz. Daher wurden 2001 am Institut für Ingenieurgeodäsie der TU Graz als neues Forschungsthema FOS und deren Anwendungen für die Ingenieurgeodäsie aufgegriffen. In der vorliegenden Arbeit werden zwei FOS beschrieben und deren Anwendung in zwei neuen Projekten vorgestellt. Mit beiden Systemen können Längenänderungen zwischen zwei Ankerpunkten mit sehr hoher Präzision und relativ hohen Abtastraten bestimmt werden.

Abstract
Engineering geodetic monitoring has reached a very high level of maturity and provides information with millimetre accuracy. However, these measurements have low data rates and are naturally limited by the surface of the objects, e.g. buildings. The use of embedded sensors, especially fiber optical sensors (FOS), can provide important information about the inside behaviour of an object, even continuously. This information is used in structural health monitoring (SHM) to assess the health state of a building, which is a rather new but significant development. Several fiber optic (FO) instruments are commercially available. They offer high precision, e.g. some micrometres or even some ometres for measuring changes in length, and high data rates, e.g. 1 kHz. In this paper, two FO measuring systems for dynamic strain measurements are presented and two novel applications are described.

Kurzfassung
Sensoren faseroptischer Messsysteme können direkt in Objekte eingebettet werden und liefern Informationen über das Verhalten aus dem Inneren des Objektes. Für eine Anwendung zum Monitoring eines Rutschhanges wurde eine langarmige Strain-Rosette entwickelt. Herausforderungen dabei waren die zur Untersuchung des Rutschverhaltens notwendige hohe Präzision der verwendeten interferometrischen SOFO-Systeme (2 µm für statische Messungen und 10 nm für dynamische Messungen bei 1 kHz) und die dadurch bedingte mangelnde Möglichkeit, durchgreifende Kontrollmessungen im Feld durchzuführen. Herkömmliche geodätische Messsysteme sind dafür zu ungenau (etwa Faktor 10). Bei der Einbettung der Sensoren in den Rutschhang war aber auch die repräsentative Verankerung der Sensoren mit dem Erdmaterial kritisch. Ziel der Untersuchung ist es, mit statischen und dynamischen Messungen Informationen über das lokale Verformungsverhalten zu erhalten, die bei der Erforschung der Ursache der tiefreichenden Massenbewegung von großer Bedeutung sind. In dieser Arbeit wird insbesondere auf die Entwicklung und den Test der Strain-Rosette eingegangen und die hohe Leistungsfähigkeit der Rosette anhand von Experimenten gezeigt.

Abstract
Fiberoptic sensors may easily be embedded into a structure and thus give information about internal deformations of the object. For the investigation of a deep-seated mass movement a large embedded strain rosette was developed. The sensors used are long gauge (5 m) fibre optical interferometers of SOFO type and allow the precise measurement of relative length changes. The high precision of the SOFO Systems (2 µm for long-term static measurements and 10 nm for dynamic measurements with 1 kHz) was a real challenge in the development, as independent field-checks cannot be performed. Geodetic standard equipment gives precisions that are smaller by a factor of about 10. Thus laboratory testing becomes crucial. When embedding the sensors, their representative attachment to the ground material becomes very critical. It is the goal to use the strain rosette for investigating the local deformation behaviour of the sliding area, and consequently to derive deeper knowledge about the mechanism of the deep-seated mass movement. Static measurements for the long-term monitoring as well as dynamic measurements for the investigation of possible strain waves will be performed. This paper describes the development of the large strain rosette, its realisation by embedding it in the landslide area and shows the high capability (e.g. detecting strain waves with 1 nm amplitudes) of the system using dedicated experiments

Kurzfassung
Zur Dämpfung von Stativbewegungen, die durch Bodenbewegungen verursacht werden, wurde ein schwingungsgedämpftes Aufstellungssystem entwickelt. Grundelemente davon sind passive Masse-Feder Dämpfungselemente. Es werden die theoretischen Grundlagen diskutiert. Mit einem Versuchsaufbau konnten gegenüber einem ungedämpften Standard-Holzstativ bei verschiedenen Anregungen große Verbesserungen erzielt werden. Die niederfrequenten Schwingungen des Bodens können mit dem Aufstellungssystem jedoch nicht reduziert werden. Dagegen werden Bodenschwingungen höher als 5 Hz signifikant reduziert.

Abstract
Ground vibrations affect the stability of geodetic instruments mounted on tripods. In order to reduce the vibration induced movements of the instrument a vibration damped system for the instrument setup was developed. This system is based on mass-spring damping elements and their theoretical background is briefly reviewed. Using a test setup, the instruments movements could be significantly reduced compared to those of a standard tripod without the vibration damping system. Several experiments were carried out employing different excitation devices. Although low frequency vibrations cannot be reduced with the test setup, frequencies higher than 5 Hz are reduced significantly.

Kurzfassung
Neigungssensoren werden heutzutage vielfältig eingesetzt und sind oft Teil komplexer Messsysteme. Bei deren Einsatz im Bauwesen ist für die meisten Anwendungen eine Genauigkeit von ca. 0.01° ausreichend. Trotz dieser auf den ersten Blick nicht besonders herausfordernd erscheinenden Genauigkeit ist es notwendig, das Verhalten des Neigungssensors sowohl im statischen als auch im kinematischen Einsatz zu kennen, um diese Genauigkeit unter jeglichen Bedingungen einhalten zukönnen. Hersteller vonNeigungssensoren stellenallerdings nicht immeroder nur teilweise Qualitätsinformation über ihr Produkt zur Verfügung. Daher sind Tests dringend notwendig. Wir stellen in diesem Beitrag Testeinrichtungen und –abläufe zur Untersuchung von Neigungssensoren vor, mit deren Hilfe einige grundlegende statische und dynamische Kenngrößen abgeleitet werden können. Die Möglichkeiten der Testeinrichtungen und die Ergebnisse für einen ausgewählten Sensor werden gezeigt.

Abstract
Today tiltmeters are widely used, often as part of measurement systems. In civil engineering applications, an accuracy of about 0.01° for the inclination is sufficient for many purposes. However, before using a specific type of sensor, it is most important to know about its performance, in static as well as in kinematic situations. But often, the required information is not provided by the manufacturer, and thus tests by the user are essential. We have developed testing facilities and a simple testing sequence for the determination of basic static and dynamic parameters of tiltmeters. The capability of the facilities is described in this article, and the results of the testing sequence are shown for one sensor exemplarily.

Kurzfassung
Heutzutage werden zur Übertragung von Höhen hauptsächlich Digitalnivelliere verwendet. Bei Präzisionsanwendungen ist die Kenntnis über das Verhalten des verwendeten Nivelliersystems notwendig, um unverfälschte Höhenwerte zu erhalten. Um das Verhalten von Digitalnivellieren bestimmen und untersuchen zu können, wurde an der TU Graz ein Vertikalkomparator entwickelt. Die Methode der Systemkalibrierung wird angewendet, bei der im Kalibrierprozess das Nivellier und die Latte gemeinsam verwendet werden. In der Arbeit wird über die Entwicklung des Komparators und die Erfahrungen mit diesem berichtet. Die Messunsicherheit des Komparators beträgt ±3µm (bestimmt nach GUM mit k=2). Mit dieser hohen Genauigkeit eignet sich der Komparator für die Qualitätskontrolle von Digitalnivellieren, aber auch für die Routinekalibrierung, in der auch der Maßstab des Systems ableitbar ist.

Abstract
Today, digital levels are commonly used in precise levelling. Every level at the market has its specific error pattern, and knowledge about this is essential to obtain precise height readings. To identify and investigate the error pattern of digital levels, a vertical comparator was developed at the Graz University of Technology. System calibration is used to calibrate the level and the staff together. This paper reports about the design of and experiences with the vertical comparator. The standard uncertainty of this comparator is ±3µm (computed in accordance with GUM, k=2). The vertical comparator can be used for both, the quality control of digital levels and the routine system calibration which also yields the scale value of the system.