Die GPS-Technologie, einst ein Werkzeug der Navigation und Kartierung, hat sich in der Welt der Architektur zu einem unverzichtbaren Hilfsmittel entwickelt. Sie ermöglicht es Architekten und Bauteams, mit beispielloser Präzision und Effizienz zu arbeiten, indem sie genaue Standortdaten und Umgebungsinformationen liefern. Von der initialen Standortanalyse bis hin zur Überwachung von Baufortschritten bietet GPS eine Vielzahl von Anwendungen, die die Planung und Ausführung von Architekturprojekten revolutionieren. In diesem Artikel erkunden wir, wie GPS-Technologie die Art und Weise verändert, wie Architekten die Welt gestalten und interagieren, und welche neuen Möglichkeiten sich daraus ergeben.
GPS-Technologie im Architekturbetrieb
In beinahe jedem Bereich des Alltags wird heute die GPS-Ortung verwendet. Auch in der Architektur wird heute gerne mit GPS-Ortung gearbeitet. Damit ein Gebäude gut geplant werden kann und damit gute Modelle erstellt werden können, ist GPS-Ortung sehr hilfreich. Diese Nutzung der modernen Navigationstechnologie ist aber nicht die einzige Art der Anwendung, die in der Architektur weiterhilft.
Wie funktioniert das Global Positioning System
GPS ist die Abkürzung für das Global Positioning System, ein System, das weltweit eine Positionsbestimmung ermöglichen soll und dies auch, mehr oder weniger gut, tut. Eine große Zahl an Navigationssatelliten umkreist die Erde in geostationärer Umlaufbahn. Diese Satelliten gehören zu den Navigationssystemen der Großmächte USA, Russland und der EU, es gibt aber auch Bemühungen von China und Indien sowie Japan, ein globales oder regionales Navigationssystem aufzubauen. Wirklich verlässlich sind aktuell nur das GPS und GLONASS, das russische System sowie Galileo, die europäische GPS-Variante. Die chinesische Kopie von Galileo, die merkwürdigerweise die gleichen Frequenzen benutzt, steht ebenfalls kurz davor, voll funktionstüchtig zu sein.
Die Position eines jeden Punktes im dreidimensionalen Raum kann man durch die Angabe von drei Koordinaten angeben. Durch die Entfernungsmessung des Abstandes von drei Satelliten, dessen Position im Raum bekannt ist, kann man genau auf diese Art auch seine Position im Raum bestimmen. Da für die Positionsbestimmung eine Laufzeitmessung eines Radiosignals verwendet wird, das sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, ist es für die Genauigkeit der Positionsbestimmung hilfreich, wenn man eine möglichst genaue Uhr hat. Es handelt sich hier um Satelliten, die in rund 20 km Höhe über der Erde positioniert sind und ein Radiosignal braucht nur etwas mehr als 10 Millisekunden für den Weg hin zum Satelliten und zurück. Eine Genauigkeit der Zeitangabe von 10 Millisekunden allein würde also den Abstand auf 40000 km genau bestimmen, was deutlich zu wenig ist. Die Genauigkeit der Uhren im GPS liegt deshalb bei um die 100 Nanosekunden, also eine Million Mal genauer. So kann eine Genauigkeit der Positionsbestimmung von 30 cm erreicht werden. Für den alltäglichen Gebrauch ist die Genauigkeit etwas herabgesetzt und man muss mit bis zu 5 Meter Toleranz bei der Bestimmung der Position rechnen. Durch spezielle Lizenzen und durch die Kombination von mehr als einem Navigationssystem ist es möglich, eine höhere Genauigkeit zu erreichen.
GPS in der Bauplanung
Die Genauigkeit der Positionsbestimmung mit GPS ist für die Planung am Bau nicht immer ausreichend. Deshalb sieht man auch heute noch Vermesser mit Lasermessgeräten, die bis auf den Millimeter genau Entfernungen messen. Leider kosten die Geräte für diese Art der Vermessung mehrere tausend Euro, was sich im Vergleich mit dem kostenlosen GPS und den Integrationen der Satellitennavigation in Kartographieprogramme kombiniert, nicht so vorteilhaft ausmacht. So kann Satellitennavigation auch bei der Planung und der Modellerstellung benutzt werden. Oft ist es sogar für den Bauplan ausreichend, wenn keine zu große Präzision für den Entwurf nötig ist.
GPS beim Bau
Wenn der Bau dann in Angriff genommen wurde, kann die GPS-Ortung helfen, wenn Bauarbeiter Probleme haben, sich auf dem Plan zurechtzufinden. Die Ortung kann mit einem interaktiven Bauplan verbunden werden und so wissen die Konstrukteure immer genau, wo sie sich im geplanten Gebäude befinden. Auch für die Verfolgung von Baumaschinen kann GPS-Ortung verwendet werden. Das ist besonders dann sehr hilfreich, wenn man auf eine bestimmte Lieferung von Baumaterialien wartet und genau wissen möchte, wann diese Materialien denn ankommen werden. Wird ein Stau rechtzeitig erkannt, dann kann die Planung der Bauarbeiten so optimiert werden, dass die Arbeiten vorgezogen werden, die mit den aktuell vorhandenen Baumaterialien durchgeführt werden können und es wird vermieden das die wertvolle Arbeitszeit aller am Bau beteiligten mit ratlosen "Herumstehen” verbracht wird.
Grenzen der GPS-Nutzung
Wer GPS effizient nutzen will, der muss sich auch der Grenzen der Nutzung dieser Technologie bewusst sein. GPS kann nur dort funktionieren, wo auch das Funksignal der Antennen empfangen werden kann. Der Bau unterirdischer Strukturen oder in der Nähe von anderen Gebäuden, die das GPS-Signal abschirmen, muss ohne dieses Signal auskommen. Auch die Verfolgung von Baumaschinen und Lieferungen wird durch diese "Funklöcher” eingeschränkt.
Fazit
Die GPS-Ortung ist ein technisches Hilfsmittel, das vom privaten Verkehr bis hin zum Militär verwendet wird. Auch in der Architektur kann man GPS-Ortung in Verbindung mit der Geodäsie zu seinem Vorteil nutzen. Die Planung eines Baus und die Umsetzung des Planes profitieren von der Ortsbestimmung mit Hilfe der Satellitennavigation.