Bezugssystem

Ein Bezugssystem oder Referenzsystem ist eine Methode, die Position – das ist der Ort (Platz, Stelle, Standpunkt) und die Lage (Stellung) – oder die Bewegung eines Körpers in eine Beziehung (Zusammenhang) zu stellen, also in Bezug zu einem Bezugspunkt zu beschreiben (Positionierung) und mit anderen Positionen zu vergleichen.

Naturwissenschaft und Technik benutzen als Methode für ein Bezugssystem ein Koordinatensystem. Im erweiterten Sinn ist dieser Sachverhalt auch in Soziologie und Philososophie von zentralem Interesse: Der Standpunkt der Person bestimmt das Hier (Da) und Dort im umgangssprachlichen Gebrauch eines intuitiven Bezugssystems. Die Sprachwissenschaften bezeichnen diesen Bezug als Deixis(Hier-Jetzt-Ich-Origo) eines Verweisraums der Kommunikation.

Für Problemstellungen, die eine Bewegung oder anderen Vorgang in der Zeit darstellen, verfügt ein Bezugsystem auch über einen Zeitbezug, entweder als Zeitparameter oder als Zeitdimension. In diesem Fall gibt es noch einen ausgewählten Zeitpunkt als Bezugspunkt eines Jetzt.

Bezugssysteme dienen der Positionsangabe, entweder absolut (z. B. 48 Grad Nord / 15 Grad Ost, auf dem Gipfel des Mount Everest, Dritte Zeile, vor Ort) oder relativ (z. B. Drei Schritte vorwärts, zehn Kilometer nordwestlich von hier, von Dir aus links) oder in einem erweiterten Sinne (meiner Meinung nach, in dieser Lage).

Inhaltsverzeichnis

1 Intuitive Bezugsysteme
- 1.1 Die Lage in Raum und Zeit
- 1.2 Gedanklich erweitertes Bezugssystem
2 Bezugssystem in Naturwissenschaft und Technik
- 2.1 Positionsangabe im Referenzsystem
- 2.2 Übergang in ein anderes Bezugsystem
3 Einzelnachweise
4 Literatur
5 Weblinks

Intuitive Bezugsysteme

Eine Beziehung verknüpft zwei oder mehrere konkrete oder abstrakte Dinge, Personen oder Positionen (lateinisch positio „Platzierung“, „Stellung“, zu situ „Ort“, „Lage“) miteinander.

Die Lage in Raum und Zeit

Unter dem Ort (von althochdeutsch ort „Spitze“, „Platz“), der Stelle oder dem Platz (von französisch place aus griechisch plateia (hodos) „breiter Weg“) versteht man im Allgemeinen einen bestimmten Punkt im Raum beziehungsweise eine auch eine begrenzte und lokalisierbare Ausdehnung in diesem.

Der eigene Standort ergibt mit der Lage (v. mittelhochdeutsch: lâge, liegende Lauerstellung) – den Seiten (Links, Rechts), der Blickrichtung (Vorne, Hinten) und der Schwerkraft (Oben, Unten) – das persönlich offenkundlichste Bezugsystem zur Orientierung im Raum.

Hier bzw. da bezeichnen also den Standpunkt des Beobachters, den Nullpunkt, die anderen Begriffe die Achsen, und dort ein zweites Bezugssystem.

Da (gotisch þo über althochdeutsch do) und dort sind etymologisch verwandt mit der, die, das ^[1]. Die indogermanische Wurzel *tē (instrumentale Form zu to-)^[2] stellt einen Modellfall eines Demonstrativpronomens dar und beinhaltet eine kausale Wurzel^[1]. Von der zweiten Wurzel *kȏ leitet sich Hier ab^[2], mit einer finalen Nebenbedeutung^[1]. Daher sind da und hier im Deutschen nicht exakt synonym, wie die Redewendung hier und da zeigt ^[1]: So wie das Jetzt einen räumlichen Bezug beinhaltet, impliziert das Da auch einen zeitlichen Bezug.

Dieses Bezugssystem ist ein Teil des Ichs als Bezugsrahmen der Wahrnehmung und Kommunikation. Es wird schon in frühen kindlichen Entwicklungsphasen verinnerlicht, und wird so selbstverständlich unbewusst, dass diese einfachen Bezugsbezeichnungen Anlass zu einer Fülle von Verwechslungswitzen bieten, etwa über den Sachverhalt, das bei einem Gegenüber und dem Spiegelbild rechts und links anders orientiert sind, oder die Antipoden „am Kopf“ stehen. In einer reiferen Phase sollte ein Kind lernen, dass „Hier“ und „Dort“ nicht so selbstverständlich sind, und einer Abstimmung im Rahmen von Kommunikation bedürfen.

Von diesen intuitiven und subjektiven Bezugssystemen leiten sich alle in den Wissenschaften verwendeten Bezugssysteme ab, suchen aber den oben erläuterten Widerspruch zu vermeiden.

Gedanklich erweitertes Bezugssystem

Die Begriffe Position, Standpunkt, Bezugspunkt oder Referenzpunkt werden neben der wörtlichen auch im übertragenen Sinn verwendet:

Eine Meinung über ein Ereignis, eine Handlung oder eine Aussage anderer Personen
Der weltanschauliche oder ethische Standpunkt

Z. B. kann der Ausdruck "von einem festen Standpunkt aus" sowohl bildlich als auch wörtlich gemeint sein. "Von einem höheren Standpunkt aus" bedeutet eine überlegene Sicht oder die Fähigkeit zu besonders gutem Überblick. Auch das kann auf beiderlei Art verstanden werden.

Mit dem Standpunkt als gesellschaftlich situiertes Wissen beschäftigt sich die Standpunkt-Theorie.

Als Fragestellung der Philosophie ist eine geläufige philosophische Frage nach der Beziehung: Ob die Dinge oder die Beziehungen zwischen den Dingen zu untersuchen sind, und ob diese überhaupt voneinander getrennt betrachtet werden können. Bedeutsam ist diese Frage etwa in den Systemtheorien.

Im weitesten, philosophisch–theologischen Sinn ist das Dasein das grundlegendste Bezugssystem menschlicher Existenz.

Bezugssystem in Naturwissenschaft und Technik

Naturwissenschaften und Technik benutzen als Methode für ein Bezugssystem Koordinatensysteme zur Positionierung in Raum und Zeit.

Das theoretisch wichtigste Bezugssystem der Physik ist das Inertialsystem, welches frei von jeder Beschleunigung und Drehung ist.

Für Technik und Geowissenschaften sind terrestrische Koordinatensysteme vorherrschend, die mittels eines Geodätischen Bezugssystems eine genaue Definition auf dem Erdellipsoid (für Lageangaben) oder dem Geoid (für Höhenangaben) besitzen.

Eine Ortsänderung bezeichnet man als Bewegung und deren physikalische Größe, also die Änderung des Ortes in Abhängigkeit von der Zeit, als Geschwindigkeit.

Positionsangabe im Referenzsystem

Geographie

In der Geographie werden Geographische Koordinaten verwendet, z. B. Zugspitze 47° 25′ N, 10° 59′ E oder Ost.

Geodäsie

Eine Positionsangabe in der Geodäsie umfasst Lagekoordinaten und Höhe.

Als Lagekoordinatensystem kommen kartesische Koordinaten oder Geographische Koordinaten (ellipsoidische Koordinaten) in Frage.

Wenn Koordinaten genauer als auf Kilometer oder Bogenminuten angegeben werden sollen, muss das Geodätische Bezugssystem mit angegeben werden, da ein Koordinatenwert in unterschiedlichen Bezugssystemen verschiedene Positionen bezeichnet, die um 100 m oder mehr voneinander abweichen können.

Im Vermessungswesen wird die Lage der Festpunkte auf Millimeter als UTM- ,Gauß-Krüger- oder Soldner-Koordinaten angegeben.

Luftfahrt und Nautik

Positionsangaben in der Luftfahrt und Nautik verwenden Geographische Koordinaten. Die Höhe wird in Fuß angegeben.

Siehe auch: Navigation

Astronomie

Die Position eines astronomischen Objekts – insbesondere in der Himmelsmechanik auch Stellung, in der beobachtenden Astronomie Konstellation genannt – sind seine Koordinaten in einem astronomische Koordinatensystem.

Aufgrund der zahlreichen, vom jeweiligen Fall abhängigen Koordinatensysteme, die in Astronomie und Raumfahrt verwendet werden, wird eine Position immer mit dem Zusatz des Referenzsystems in Raum und Zeit angegeben. Beispiele: geozentrische ekliptikale Position zur Epoche J2000, aktuelle topozentrische horizontale Position, Positionswinkel (Äquatorialkoordinaten für einen bestimmten Zeitpunkt), mittlere baryzentrische Position im Sonnensystem, Position im Galaktischen System II (Standardepoche), relative momentane Position im Hauptträgheitssystem u.s.w.

Ausführliche Informationen hierzu siehe Astronomisches Koordinatensystem

Übergang in ein anderes Bezugsystem

Um von einem Bezugssystem zu einem anderen überzugehen, benützt man eine Koordinatentransformation. Beispiele für Mengen solcher Koordinatentransformationen sind:

Galilei-Transformation: Diese wird in der klassischen Mechanik nach Isaac Newton verwendet. Die Zeitskala in allen Bezugssystemen, die durch Galilei-Transformationen aufeinander abgebildet werden können ist dieselbe.
7-Parameter-Transformation: Diese Spezialisierung der Galilei-Transformation ist für Geodäsie und GPS-Ortungen wichtig. Ein Koordinatensystem geht in ein anderes über durch 3 Verschiebungen (Translation), 3 Drehwinkel (Rotation) und Verändern des Maßstabes. Eine vergleichbare Wirkung haben Affine Transformationen und projektive Transformationen.
Lorentztransformation: Diese wird in der speziellen Relativitätstheorie nach Albert Einstein verwendet. Bei Verwendung dieser Transformation können zwei Bezugssysteme unterschiedlich schnell laufende Zeiten haben, aber die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und in allen Bezugssystemen gleich.

Einzelnachweise

↑ ^a ^b ^c ^d hier, da, dort, Einträge im Wiktionary – dort mit weiteren Belegstellen (9. Juli 2006)
↑ ^a ^b to-, ko-, Einträge in The American Heritage® Dictionary of the English Language. Fourth Edition. 2000. (9. Juli 2006)