Landesamt für Geoinformationen und Landentwicklung (LGL BW)
»Open SAPOS«: Verlässliche Positionierung für Digitalisierung der Baustelle Die Bauwirtschaft befindet sich mitten im digitalen Wandel. Maschinensteuerung, automatisierte Bauabläufe und der Trend hin zum autonomen Fahren auf der Baustelle stellen hohe Anforderungen an die Positionsgenauigkeit und vor allem an die Zuverlässigkeit der eingesetzten Systeme. Wichtige Unterstützung liefert dabei der amtliche Satellitenpositionierungs- und Korrekturdatendienst »SAPOS«, den in Baden-Württemberg das Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung (LGL) landesweit und kostenfrei bereitstellt.
Was sich in der Vermessung seit Jahren bewährt hat, ist heute ein entscheidender Baustein für zum Beispiel Tiefbau, GaLaBau und Straßenbau: hochpräzise Positionierung im Zentimeterbereich – in Echtzeit, zuverlässig und flächendeckend verfügbar. Mit dem Projekt »Open SAPOS« hat das LGL seinen amtlichen Korrekturdatendienst konsequent weiterentwickelt. Aus einem bereits sehr guten System wurde ein noch besseres. Die Anforderungen sind gestiegen, da digitale Bauprozesse, automatisierte Maschinensteuerungen und neue Anwendungen maximale Zuverlässigkeit fordern.
Überwachungssystem
Ein Kernpunkt war die Netzverdichtung. Zu Projektbeginn waren in Baden-Württemberg 17 Referenzstationen im Einsatz, heute sind es 23. Der mittlere Abstand zwischen den Stationen konnte von rund 52 auf etwa 42 km reduziert werden. Damit profitiert der Nutzer von schnellerer Initialisierung, stabileren Messungen und einer höheren Zuverlässigkeit – auch unter schwierigen Bedingungen. Um bestmögliche Aussagen zur Messqualität treffen zu können, betreibt das LGL ein Überwachungssystem mit acht landesweit verteilten Monitoringstationen. Anwender werden über die Webseite über potenzielle Messrisiken informiert. Auch die Erweiterung auf alle vier globalen Satellitensysteme bringt für den Nutzer bessere Verfügbarkeit und ein schnelleres Fixing, also das Erreichen der Zentimetergenauigkeit. Gleichzeitig wurde konsequent auf Redundanz gesetzt. Früher waren viele Referenzstationen nur über eine einzige Festnetzverbindung angebunden. Heute verfügen nahezu alle Stationen über eine sekundäre Backup-Datenanbindung.
Kostenfreie Nutzung
Auch die »SAPOS«-Zentrale selbst ist redundant ausgelegt. Der Betrieb erfolgt auf leistungsfähiger IT-Infrastruktur mit mehrfacher Absicherung. Für die Anwender bedeutet das: »SAPOS« steht zur Verfügung, wenn es gebraucht wird - auch bei hoher Nutzerzahl. Und diese ist seit der Umstellung auf kostenfreie Nutzung deutlich gestiegen. Nicht nur in der Bauwirtschaft sind mit Drohnen und Maschinensteuerung neue Datennutzer hinzugekommen, sondern auch auf Wasserwegen, im Umweltschutz, im Ingenieurwesen, im autonomen Fahren auf Fabrikgeländen und in der Land- und Forstwirtschaft, etwa bei Precision Farming. Sinkende Kosten für Hardware und Software und eine einfache Verwendung der Systeme ohne Fachwissen tragen ebenso zu steigenden Nutzerzahlen bei, die für »SAPOS« aber kein Risiko darstellen, sondern einen Beleg für das Vertrauen in den amtlichen Dienst. Für die Baupraxis heißt das ganz konkret: Maschinensteuerungen laufen stabil, Messungen sind reproduzierbar und digitale Bauprozesse lassen sich zuverlässig umsetzen. Das ist eine wichtige Voraussetzung für weitere Schritte hin zu automatisierten und autonomen Arbeitsabläufen auf der Baustelle. Poliere, Vorarbeiter und Bauleiter profitieren von erhöhter Planungssicherheit.
Zeit- und Effizienzgewinn
Auf dem Bildschirm im Führerhaus eines Baggers mit einer Maschinensteuerung können 3D-Modelle von Bauprojekten geladen werden. »SAPOS« liefert eine zentimetergenaue Position, auf deren Grundlage der Baggerfahrer exakt sieht, an welcher Stelle wie tief gegraben werden muss, welche Neigung die Böschung hat und welcher Arbeitsraum berücksichtigt werden muss. Der Zeit- und Effizienzgewinn gegenüber regelmäßigen Höhenmessungen mit einer Messlatte in der Baugrube ist spürbar. Dazu kommen erhöhte Sicherheit und effektiverer Personaleinsatz. Innovationen entwickeln sich in die Richtung des automatisierten Arbeitens auf der Baustelle. Bei Frontladern und Dozern, die mit GNSS-Technik und »SAPOS« ausgestattet sind, kann sich beispielsweise das Schild zum Nivellieren eines Straßenfundaments ohne Steuerung durch den Fahrer heben und senken. Die Positionierung durch »SAPOS« ist dabei über Software mit der Hydraulik des Fahrzeugs verbunden. In einem nächsten Schritt sind in abgegrenzten Bereichen auch vollkommen autonom fahrende Baumaschinen in der Entwicklung. Ohne Positionierungsdienste wie »SAPOS« wäre eine digitale und vernetzte Baustelle nicht denkbar. Mit modernen GNSS-Empfängern können Bauachsen und Referenzpunkte eingemessen und abgesteckt werden, um Pläne von Bauzeichnern und Architekten auf die Baustelle zu übertragen. Diese Aufgaben können durch eine einzige Person erledigt werden, was den Personalaufwand auf der Baustelle reduziert. Durch präzise Höhenmessungen werden Volumina von Baugruben geplant, wodurch Bauunternehmen den Aushub und die Anzahl an Lkw-Fahrten berechnen können. Angebote werden so genauer. Die Wettbewerbsfähigkeit steigt.
Neutral und zuverlässig
Zur Dokumentation des Baufortschritts und zur Datenerhebung für 3D-Punktwolken werden Drohnen eingesetzt, die vordefinierte Wegpunkte abfliegen. Für jedes Foto werden zentimetergenaue Koordinaten gespeichert, an denen es erstellt wurde. In der photogrammetrischen Auswertung können deshalb die Bilder schneller und präziser zugeordnet werden. Passpunkte, die extra markiert und eingemessen werden müssen, sind in vielen Fällen nicht mehr notwendig. »SAPOS« ist ein amtlicher Dienst – neutral, zuverlässig und ohne Abhängigkeit von kommerziellen Einzelanbietern. Das LGL schafft dafür die notwendige Infrastruktur und entwickelt sie kontinuierlich weiter. Zusammen mit den Geodaten, die das LGL in großem Umfang als OpenData, also hochaktuell und kostenfrei, zur Verfügung stellt, können Prozesse in der Bauwirtschaft digitalisiert und effektiv gestaltet werden.d
Der amtliche Satellitenpositionierungs- und Korrekturdatendienst »SAPOS« hilft bei der Digitalisierung der Baustelle.
Eine der Referenzstationen in Göschweiler.
GNSS-Baggersteuerung mit »SAPOS«.
