Kurzfassung
Die präzise Messung der Zeit beruht auf Atomuhren, die Zeitintervalle aus der Frequenz eines atomaren Übergangs ableiten. Die genauesten unter ihnen, die optischen Uhren, erreichen heute relative Frequenzunsicherheiten von 10⁻¹⁷ bis 10⁻¹⁸. Auf diesem Niveau muss die relativistische Rotverschiebung berücksichtigt werden, um eine optische Uhr mit anderen vergleichen zu können. Dieser Effekt hängt vom Schwerepotential am Ort der Frequenzmessung gegenüber einem festgelegten Bezugspotential ab. Für eine optische Uhr am Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) wurde folglich das Schwerepotential an ihrem Referenzpunkt bestimmt; die daraus abgeleitete Korrektur für die Rotverschiebung ermöglicht den Vergleich mit anderen Uhren.

Abstract
High-precision time measurement relies on atomic clocks, which derive time intervals from the frequency of an atomic transition. The most accurate of these, optical clocks, currently achieve fractional uncertainties of 10⁻¹⁷ to 10⁻¹⁸. At this level, the relativistic redshift must be taken into account in order to compare an optical clock with other clocks. This effect depends on the gravity potential at the location of the frequency measurement relative to a defined reference potential. For an optical clock at the Federal Office of Metrology and Surveying (BEV), the gravity potential was therefore determined at its reference point; the resulting correction for the redshift enables comparisons with other clocks.

Kurzfassung
Das Nivellement blickt im BEV und dessen Vorgängerinstitutionen auf eine lange Geschichte zurück. Bereits im Jahr 1871 wurde mit ersten Messungen im Zuge der damaligen europäischen Gradmessung begonnen, bezogen auf den Pegel am Molo Sartorio in Triest. Dieses damals geschaffene System spiegelt sich teilweise noch heute in unseren Höhendaten wider. Es wurde bis dato keine zwangsfreie Ausgleichung der Höhen durchgeführt. Veränderungen der Höhe waren bisher österreichweit nur bedingt aufdeckbar. Die Ausgleichungen des Nivellements wurden bisher mit als stabil angenommenen Knotenpunkten durchgeführt. Im Zuge dieses Projektes sollen nun alle zur Verfügung stehenden Beobachtungsdaten verwendet werden, um Aussagen über die Qualität der Knotenpunkte zu erhalten und diese gegebenenfalls in der Höhe zu verbessern. Das Messprinzip des Nivellements hat sich in den letzten 150 Jahren nicht verändert. Daher sind die Daten sehr gut kombinier- und vergleichbar. Allerdings hat sich die Instrumentengenauigkeit verbessert, weshalb in einem ersten Schritt die Beobachtungsdaten vor 1945 nicht für diese Vergleiche herangezogen werden sollen. Bedingt durch die historische Entstehung des Nivellementnetzes in Österreich sind in den Höhen der Nivellementpunkte bis dato Änderungen, die durch geophysikalische Prozesse (Plattentektonik, Hangrutschungen, Alpenhebung, Absenkung von Becken, etc. ) bedingt sind, nicht enthalten. Die vorhandenen Höhen der Punkte wurden stets durch Festhalten älterer Punkte bestimmt, wodurch Zwänge entstanden. Im Zuge eines Neuausgleiches sollen auf Basis der originären Beobachtungen auftretende vertikale Geschwindigkeiten von mehrfach gemessenen Höhenbezugspunkten bestimmt werden. Die durch die Neuausgleichung homogenisierten Höhenkoten sollen künftig für ein neues Höhensystem verwendet werden. Parallel zu den bestehenden MGI-Höhen ergibt sich für das BEV die Möglichkeit, diese neu gewonnenen Höhendaten in ein internationales Netz einzupassen und orthometrische Höhen sowie Normalhöhen im EVRS als neues Produkt am Markt zu etablieren. Im Datenbestand des BEVs befinden sich ca. 40.000 dauerhaft stabilisierte Höhenfestpunkte verteilt über das gesamte Bundesgebiet. Für die Ausgleichung werden jene Punkte verwendet, die in zumindest zwei Epochen bestimmt wurden. Das heißt, es stehen ca. 25.000 Beobachtungen ca. 10.000 Unbekannten gegenüber. Als Höhenbezugspunkt dient der Haupthöhenpunkt Hutbigl, der auch in internationalen Projekten verwendet wurde und eine Einpassung in ein internationales System (EVRS) erlaubt.

Abstract
The Federal Office of Metrology and Surveying (BEV) and its predecessor institutions have been levelling for more than 140 years. It all started with the European arc measurement in 1871. The average water surface elevation at Molo Sartorio became the datum valid for the whole Austro-Hungarian monarchy, for Austria the 1875 gauge is used as the datum. The system was based on spheroidal heights. Up to now there has been no adjustment without strong constraints. Regional changes in time caused by physical processes (plate tectonics, landslides), could almost not be detected. The former adjustments were heavily constraint at the fixed defined node points. The project now uses all survey data to check the quality of the node points and to handle them as variable too. The method of levelling didnt change during the last 150 years. Therefore the data can be combined easily and are comparable. The precision of the instruments has improved considerably, therefore the observations before 1939 will not be considered at the first stage. The new adjustment is based on the observations from 1939 to 2014. All points which are observed in more than one epoch are used. Most of these points have two or three epochs, the maximum number is eleven. To combine these observations the Dijkstras algorithm is used to find the shortest distances for a common epoch. The redundancy of the observations allows to estimate individual velocities and to reference all points to a common epoch. Based on that data orthometric heights will be computed by using gravity data. Thus the levelling data can be directly compared with geometrical heights derived by GNSS. The adjusted heights will refer to EVRS 2007. For that the connection to the neighbouring countries and to UELN (United European Levelling Network) will be used. At the end the heights will be delivered as a service by the Federal Office. The results then will be available at the BEV. At a later stage of the project the results will be investigated if they can be compared to the movements derived from GNSS time series. Presently the first results demonstrate that the method and the data are promising.

Kurzfassung
Im Rahmen des Austrian Space Applications Programme (ASAP), Phase3, gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft m.b.H. (FFG), wurde eine Neuberechnung des österreichischen Geoids (Projekt GEOnAUT) realisiert. Dieses Projekt wurde gemeinsam von den Instituten für Navigation und Satellitengeodäsie (Projektleitung) und für Numerische Mathematik der TU Graz durchgeführt. Das Bundesamt für Eich-undVermessungswesen (BEV) wirkte als beratenderPartner mit und stellte Daten zurVerfügung. Hauptziel von GEOnAUT war die Berechnung einer Geoidlösung für Österreich als Kombination einerseits aus terrestrischen lokalen Schwerefeldbeobachtungen (Schwereanomalien, Lotabweichungen, "direkten" Geoidbeobachtungen als Differenz zwischen mittels GPS gemessenen geometrischen Höhen und aus dem Präzisionsnivellement erhaltenen orthometrischen Höhen in identischen Punkten) und andererseits aus einem globalen Schwerefeldmodell basierend auf der Satellitenschwerefeldmission GRACE. Das globale Schwerefeldmodell trägt primär die langwellige Schwerefeldinformation und ermöglicht die Lagerung der lokalenLösungin einem globalen Bezugsrahmen. Im Rahmen des Projektes wurde die Datenbank der lokalen Schwerefelddaten erweitert, validiert, homogenisiert und durch Neumessung von ca. 15 Lotabweichungspunkten ergänzt. Letztlich wurden ca. 14000 Schwereanomalien, 672 Lotabweichungspaare und 161 GPS/Nivellementpunkteverwendet. Hinsichtlich der globalenKomponente wurde das GRACE-Schwerefeldmodell EIGEN-GL04Sverwendet.Weiters wurdeein digitales Geländemodellfür Zentraleuropa als Kombination der hochauflösenden Geländemodelle von Österreich und der Schweiz (DHM25), sowie einem Geländeoberflächenmodell, abgeleitet aus Daten der Space-Shuttle-Topografiemission SRTM, in den Nachbarländern erstellt. Methodologisch wurden alternative Berechnungsansätze zur optimalen Kombination dieser unterschiedlichen Datentypen, wie z.B. Reihenentwicklungen basierend auf harmonischen Basisfunktionen, Multi-Resolution Analysis unter Verwendung sphärischerWavelets und schnelle Randelementmethoden (Multipolmethode, ACA, H-Matrizen) untersucht, sowie das funktionale Konzept der Standardmethode der Kollokation (Least Squares Collocation, LSC) erweitert. Zur Berechnung der finalen Geoidlösung wurde letztlich die LSC-Methodeverwendet. BesonderesAugenmerk wurde dabei auf die optimale relative Gewichtung der einzelnen Datentypen gelegt. Die Geoidlösung sowie die zugehörige geschätzte Genauigkeitsinformation wurden durch das Bundesamt für Eich-und Vermessungswesen evaluiert. Die (externe) Genauigkeit dieserLösung beträgt 2–3 cm.Verglichen mit dem bisherigen offiziellen österreichischen Geoid, stellt dies eine signifikante Verbesserung dar. Dies ist hauptsächlich auf die wesentlich bessere Qualität der Eingangsdaten, sowohl hinsichtlich der Schweredatenbank und des digitalen Höhenmodells, aber auch auf die genauere Repräsentation der langwelligen Komponente aufgrund des globalen GRACE-Modells zurückzuführen. ZukünftigesVerbesserungspotential bestehtvor allemin den Grenzregionen,da die verfügbare Datenquantität und -qualität in manchen Nachbarländern unzureichend ist. Aus wissenschaftlicher Sicht stellen die theoretischen Weiterentwicklungen von Methoden zur optimalen Kombination von lokaler und globaler Schwerefeldinformation sowie deren praktische Umsetzung ein interessantesFeldfür zukünftigeForschungsaufgaben dar.

Abstract
In the framework of the project "The Austrian Geoid 2007" (GEOnAUT), funded by the Austrian Research Promotion Agency(Forschungsförderungsgesellschaft –FFG), a new Austrian geoid solution has been computed. Compared to the official Austrian geoid model, the accuracy could be significantly improved mainly due to the substantially enhanced quality of the input data. A new digital terrain model (DTM) has been assembled asa combinationof highly accurate regional DTMs of Austria and Switzerland, complemented by data of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)in the neighbouring countries.In addition to a thoroughly validated data base of gravity anomalies and deflections of the vertical, new measurements of deflections of the vertical in the South-East of Austria as well as GPS/levelling information have been incorporated. Finally, these terrestrial data have been combined with global gravity field information representedbya recent GRACE gravity field model, leading to a significantly improved representation of the long to medium wavelengths of the solution. Several strategies for the optimum combination of different (global and local) data types, including optimum weighting issues, have been investigated.For the final geoid solution, the Least Squares Collocation (LSC) technique, representing the most frequently used approach, has been selected. The new geoid solution, including covariance information, has been thoroughly validated both internally and externally.

Kurzfassung
Auf dem Territorium der Republik Kroatien und ihren Nachbarländern Bosnien-Herzegowina und Slowenien gibt es über einen Zeitraum von über achtzig Jahren drei geometrisch nivellierte Höhennetze der höchsten Genauigkeit. Dabei handelt es sich um das österreichische Präzisionsnivellementnetz – APN (1874-1908) aus der Zeit der österreichisch-ungarischen Monarchie und das Präzisionsnivellement I. Ordnung – INVT (1946-1963) und II Ordnung – IINVT (1970-1973) aus jugoslawischer Zeit. Eine gewisse Anzahl von identischen Festpunkten konnte durch die Verarbeitung und Analyse von Archivmaterial der Nivellementmessungen aus den APN und IINVT Daten identifiziert werden. Diese beiden Messungen stellen die zeitlich voneider am weitesten entfernten Epochen dar. Die identen Festpunkte haben es ermöglicht die Änderungen in der Höhe zu bestimmen und Erkenntnisse in die vertikalen tektonischen Bewegungen der Erdkruste auf dem Gebiet von Kroatien, Bosnien-Herzegowina und Slowenien zu gewinnen.

Abstract
At the territory of the Republic of Croatia and its neighbouring countries, Bosnia and Herzegovina and Slovenia there have been three height networks of geometric levelling of the highest accuracy orders established in the period of about eighty years. These are the network of the Austrian Precise Levelling – APN (1874-1908) from the period of Austro-Hungarian Monarchy and the network of the I high accuracy levelling – INVT (1946-1963) and the II high accuracy levelling – IINVT (1970-1973) from the Yugoslav period. A certain number of identical bench marks have been identified by means of processing and analysis of archival levelling measurements APN and IINVT data, that were made in two mutually most distant time epochs. These bench marks have made it possible to determine their height displacement and have offered the insight into the vertical crustal movements of the Earth’s crust at the territory of Croatia, Bosnia and Herzegovina, and Slovenia.