Methoden zur Bestimmung der Messunsicherheit nach GUM – Teil 1

Willfried Schwarz

Es ist ein wichtiges Anliegen der Metrologie und damit auch der Ingenieurgeodäsie, zutreffende und richtige Genauigkeitsmaße für Messungen und daraus abgeleitete Größen zu bestimmen. Zumeist werden Genauigkeitsmaße aus den zufälligen Messabweichungen berechnet, die als Standardabweichungen bezeichnet werden. Dabei werden aber nicht erfasste systematische Messabweichungen nur unzureichend berücksichtigt. Hier will der GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) Abhilfe schaffen. In das Genauigkeitsmaß des GUM, die Messunsicherheit bzw. die Unsicherheit, fließen sowohl zufällige als auch nicht erfasste systematische Messabweichungen ein. Das Genauigkeitsmaß Messunsicherheit bzw. Unsicherheit ist somit realitätsnäher als andere Genauigkeitsmaße, die in der Praxis verwendet werden. Mit dem GUM-Konzept werden die Messungen und die daraus abgeleiteten Größen nach einem einheit­lichen Verfahren bewertet und dokumentiert. Die Bewertungen sind somit vergleichbar, transparent undinterpretierbar. Genauigkeitsbewertungen mit GUM sind objektiver als andere Verfahren. Die GUM-­Methode stellt eine Schnittstelle zwischen den Disziplinen her und reduziert die Gefahr von Fehlinterpretationen. Aus diesen Gründen ist es unerlässlich, dass der GUM in der Geodäsie sowohl in der Lehre als auch in der Praxis mehr Beachtung erfährt. Bei aller Kritik am GUM ist es dennoch ein Verfahren, das eine Genauigkeitsbewertung nach einer festgelegten Methode durchführt, sodass für alle Beteiligten die Bewertungentransparent und nachvollziehbar werden. In diesem Beitrag werden die Ziele und Methoden des GUM dargestellt und an Zahlenbeispielen im Rahmen von Messunsicherheitsanalysen eingehend erläutert. Aufgrund des Gesamtumfangs wird der Beitrag in zwei Teile aufgeteilt. Im ersten Teil, also in diesem Heft, wird die klassische GUM-Analyse vorgestellt, während in dem dann im nächsten Heft folgenden Teil das Verfahren der Messunsicherheitsbestimmung nach der Monte-Carlo-Methode und die Ermittlung von Messunsicherheiten bei Ausgleichungsrechnungen vorgestellt werden.
Schlüsselwörter: Präzision, Genauigkeit, GUM, Messunsicherheit, erweiterte Messunsicherheit, Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen, systematische Messabweichungen, Messunsicherheitsanalyse, Monte-Carlo-Methode

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