GPS-Maschinensteuerung

Bei der GPS-Maschinensteuerung sitzt auf der Maschine ein GNSS-Empfänger, der Signale von GPS, Galileo und weiteren Systemen auswertet. Über einen Korrekturdienst — in der Schweiz meist swipos-GIS/GEO von swisstopo oder ein privater RTK-Dienst — erreicht die Position eine Genauigkeit von ein bis drei Zentimetern. Sensoren an Ausleger, Stiel und Löffel berechnen daraus laufend die Höhe und Neigung der Löffelschneide. Der Maschinist sieht auf dem Display, wie weit er noch von der Sollkote entfernt ist.

Man unterscheidet zwei Ausbaustufen. Die Anzeigesteuerung (Indicate) zeigt Ist- und Sollwert an, der Maschinist steuert von Hand. Die automatische Steuerung (2D- oder 3D-Automatik) greift zusätzlich in die Hydraulik ein und hält Planum oder Böschung selbständig ein. Für einfache Gefälle reicht eine 2D-Lösung mit Laser oder Neigungssensor. Sobald ein Bauwerk gekrümmte Flächen, wechselnde Neigungen oder mehrere Schichten hat, lohnt sich die 3D-Steuerung mit einem digitalen Geländemodell aus der Planung.

Die Datengrundlage ist entscheidend. Aus dem Projektplan wird ein digitales Geländemodell erzeugt, das Planum, Fundamentkoten, Grabensohlen und Böschungen als Flächen beschreibt. Es wird in Landeskoordinaten LV95 und Höhen LN02 aufgebaut, damit die Maschine mit der amtlichen Vermessung übereinstimmt. Vor dem Arbeitsbeginn wird die Maschine auf einem bekannten Kontrollpunkt geprüft. Diese Kontrolle ist Pflicht: Ein falsch geladenes Modell oder eine verstellte Antennenhöhe produziert grossflächig falsche Koten, ohne dass es jemand sofort merkt.

Im Kanton Zürich wird die Technik heute auch bei mittleren Baustellen eingesetzt, weil sie Absteckpflöcke, ständiges Nachmessen und Nacharbeiten spart. Beim Aushub verhindert sie das gefürchtete Überbaggern unter die Fundamentkote, das sonst mit Magerbeton ausgeglichen werden muss. Auf Strassenbaustellen im Zürcher Oberland hält sie das Planum in engen Toleranzen, was direkt Material in der Kofferung spart. Bei Walzen liefert die gleiche Technik die flächendeckende Verdichtungskontrolle mit Nachweis jeder Übergangsfahrt.

Grenzen gibt es dort, wo der Satellitenempfang gestört ist: in tiefen Baugruben, unter Bäumen, zwischen hohen Gebäuden oder in Unterführungen. Dort wird auf Totalstation oder Laser gewechselt. Typische Fehler sind veraltete Modellstände, nicht kontrollierte Antennenhöhen und blindes Vertrauen in das Display ohne Kontrollmessung. Als Richtwert kostet ein Bagger mit 3D-Steuerung inklusive Maschinist CHF 165 bis CHF 240 pro Stunde, rund CHF 15 bis CHF 30 mehr als ohne. Swiss Group Constructions setzt Maschinensteuerung dort ein, wo sie Aushubmenge und Nacharbeit messbar reduziert.