GPS in der Ingenieurvermessung
Das GPS-Verfahren setzt sich als modernes Erfassungsgerät immer mehr auch im Bereich der Ingenieurvermessung durch. Im Folgenden werden die verschiedenartigsten Anwendungsbereiche in unserem Büro erläutert:
Als Erfassungsgrundlage für Deformationsanalysen:
Die komplexe Ausgleichungsaufgabe der Deformationsanalyse dient der Untersuchung, ob sich ein Objekt während eines bestimmten Zeitraums verändert hat. Zu diesem Zweck führt man zu verschiedenen Zeitpunkten Messungen zwischen ausgesuchten Punkten durch. Als Objekte treten Teile der Erdoberfläche auf, beispielsweise wegen Hangrutschungen oder Setzung des Geländes, bis hin zur großflächigen Erdkrustenbewegung, insbesondere aber Gebäude und Ingenieurbauwerke wie Brücken oder Talsperren. Beim größten Teil dieser Aufgaben ist eine Deformation allerdings unerwünscht, sofern sie auftritt, muss folglich Alarm ausgelöst werden.
GPS wird in einigen Regionen der Welt bereits als Vorhersagesystem für Erbeben und als Permanentüberwachung für Brücken Installiert. Hierbei wird zusätzlich ein Alarmsystem installiert, welches im Krisenfall entsprechende Sicherheitsmechanismen in Gang setzt.
Für den Bereich von Schleswig-Holstein währe z.B. eine Permanetüberwachung der sehr betagten Eisenbahnbrücken über den Nord-Ostsee-Kanal denkbar.
Seit kurzem sind wir in der glücklichen Lage über das Programmsystem GOCA zu verfügen. Diese spezielle Deformationssoftware analysiert die vom Trimble Data Collector zur Verfügung gestellten Daten im Bereich GPS und Tachymeter und wertet diese parallel aus.
Das von uns nutzbare Potential an Sensoren besteht aus insgesamt 9 GPS Empfängern der Firma Trimble und zwei S8 Tachymetern für die präzisen Überwachungsvermessungen.
Einsatz bei der geometrischen Erfassung zur Realisierung von Geoinformationssystemen:
Das Haupteinsatzgebiet unserer GPS-Ausrüstung liegt in der Detailerfassung von Objekten, die einerseits für Lage- und Höhenplane genutzt werden, andererseits als Grundlage für Geoinformationssystem dienen. Hierbei werden je nach Genauigkeitsanforderung verschiedene Instrumente eingesetzt.
Zum einen sind dies herkömmliche “Handheld”-Empfänger der Firma Trimble (Trimble XH), die mittels GSM als differentielles GPS den Genauigkeitsbereich bis ca. 20 cm abdecken. Zum anderen ist dies mehrere “Realtime-Ausrüstungen” der Firma Trimble (R6), die für Detailabsteckungen und Erfassungen im cm-Bereich benutzt werden. Beide Systeme sind speziell für die Erfassung von Attributen und Merkmalen der zu erfassenden Objekte ausgelegt, sodass ein zeitaufwendige Beschreibung “von Hand” entfällt.
Einsatz beim Straßenbau:
Die Einsatzmöglichkeiten von GPS im Straßenbau sind vielfältiger Natur. Grob lassen sich die Bereiche in :
- Grundlagenvermessung
- Geländeaufnahme
- Absteckung
unterteilen.
Unter dem Begriff Grundlagenvermessung werden alle geodätischen Arbeiten zur Schaffung des erforderlichen Festpunktfeldes zusammengefasst. Das Festpunktfeld ist Grundlage für alle Lage- und Höhenmessungen, die für
- die Herstellung eines digitalen Geländemodells,
- die Erarbeitung der erforderlichen Karten,
- den Entwurf von Straßen,
- die Berechnung der Linienführung,
- die Berechnung der Absteckdaten,
- den Bau und die Instandhaltung,
- den Entwurf, Berechnung und Bau von Brücken, Tunnel, Stützmauern und anderen Bauwerken der Straßenbauverwaltung und deren Überwachung
erforderlich sind. Für die Grobplanung ( Ermittlung der Vorzugsvariante) ist meist eine spezielle Geländeaufnahme nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu ist für die Projektierung (Feinplanung) der Vorzugsvariante der dazu notwendige Trassenbereich aufzumessen und graphisch dazustellen.
Hierzu eignet sich das GPS-Verfahren hervorragend, sofern das vorhandene Gelände entsprechende Horizontfreiheiten gewährt. Das heißt, im dicht bewaldeten Gebiet wird eine GPS-Messung selten von Erfolg gekrönt sein, da zu wenig Satelliten durch die Abdeckung zur Verfügung stehen. Je nach Ausdehnung des zu erfassenden Gebiets wird sich entweder in das schon geschaffene, oder vorhandene Grundlagennetz “eingehängt” und vor Ort mit dem Erfassen der Topgrafie in Echtzeit ( Realtime ) begonnen. Die so ermittelten Daten dienen im Folgenden der weiteren Entwurfsplanung.
Am Ende der Entwurfsphase steht die eigentliche Absteckung des Bauwerks mit seinem Zubehör. Auch hier eignet sich das GPS-Verfahren vorzüglich, da einerseits nur eine Person hierfür erforderlich ist, andererseits der erforderliche Genauigkeitsrahmen mit einem minimalen Aufwand an Gerätschaften erfüllt werden kann.