Automatisierte Überwachungsmessungen im urbanen Gebiet bringen komplexe Herausforderungen mit sich und erreichen bei Großprojekten oftmals die Grenzen des Stands der Technik. Dieser Beitrag be­handelt die Planung und Realisierung eines automatischen Monitoringsystems mit Totalstationen für ein Brückenbauwerk innerhalb der Bahnhofshalle am neu errichteten Hauptbahnhof Stuttgart im Rahmen von S21. In Zukunft soll eine Kombination aus diesen automatischen Totalstationen, verteilten faseroptischen Sensoren und Sensoren zur Messung der Schallemission eine gesamtheitliche Betrachtung des Struktur­ verhaltens im Betrieb gewährleisten. Eine besondere Herausforderung bei der Planung des geodätischen Überwachungssystems stellte die komplexe Geometrie der Bahnhofshalle dar und dass die Prismen positionen mit sehr geringen Toleranzen bereits vor Baubeginn definiert werden mussten. Infolgedessen wurde die Planung und Simulation der Totalstationen auf Basis der 3D-Planungsdaten gänzlich in einer virtuellen 3D-Umgebung ausgeführt. Die Zuhilfenahme von virtueller Realität sorgte für eine schnellere und genauere Validierung der Sichtachsen und Auftreffwinkel. Neben diesen Aspekten thematisiert dieser Beitrag die Erkenntnisse aus der Installation und einer mehrwöchigen Testphase des Systems. Diese zeigen die Herausforderungen in der baubetrieblichen Umsetzung, demonstrieren jedoch auch die hohe wiederholbare Genauigkeit des realisierten Systems.