UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FILIAL JULIACA
ESTACIÓN TOTAL
TOPOGRAFÍA La topografía (del griego Topos, lugar, y graphis, diseño, dibujo) complementa la obra de la Geodesia, pues estudia la configuración del terreno con todos sus detalles, que son los accidentes topográficos que se encuentran en su superficie, así como los procedimientos de medición, que permiten representarlo por un dibujo llamado plano topográfico. Cuando estas mediciones se hacen aplicando sólo procedimientos geométricos exactos, tenemos la topometría.
TOPOGRAFÍA La topografía (del griego Topos, lugar, y graphis, diseño, dibujo) complementa la obra de la Geodesia, pues estudia la configuración del terreno con todos sus detalles, que son los accidentes topográficos que se encuentran en su superficie, así como los procedimientos de medición, que permiten representarlo por un dibujo llamado plano topográfico. Cuando estas mediciones se hacen aplicando sólo procedimientos geométricos exactos, tenemos la topometría.
Definición de Topografía
Ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo de la misma, mediante la combinación de las medidas según los tres elementos del espacio: distancia, elevación y dirección. Considera la superficie de la tierra como plana, despreciando la forma realmente curva de la misma, motivo por el cual es aplicable a extensiones pequeñas en un área máxima aproximada de 625 kilómetros cuadrados o sea 25 kilómetros de longitud por lado, tomando pare este efecto un cuadrado como referencia. Es el arte de medir distancias horizontales y verticales entre puntos y objetos sobre la superficie terrestre, medir ángulos entre líneas terrestres y establecer puntos por medio de distancias y ángulos previamente determinados.
ESTACION TOTAL
I PARTE - PRESENTACION
Concepto de Estación Total Funcionamiento Teodolito, Estación Total y GPS Partes Nomenclatura y funciones Clases y Tipos
Concepto de Estación Total
Se denomina estación total a un instrumento topográfico electro electro-óptico cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica electrónica.. Este instrumento consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador microprocesador a a un teodolito electrónico. MICROPROCESADOR
DISTANCIOMETRO
TEODOLITO ELECTRONICO
ESTACION TOTAL
DISTANCIOMETRO Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo de el tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta. MICROPROCESADOR circuito integrado que contiene todos los elementos necesarios para conformar una "unidad central de procesamiento" UCP, también es conocido como CPU (por sus siglas en inglés: Central Process Unit). En la actualidad este componente electrónico está compuesto por millones de transistores, integrados en una misma placa de silicio.
TEODOLITO ELECTRÓNICO es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es mas simple en su uso, y por requerir menos piezas es mas simple su fabricación y en algunos casos su calibración
Concepto de Estación Total
Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar , calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y éficaz y cálculo de acimutes y distancias
Funcionamiento
Vista como un teodolito se compone de las mismas partes y funciones que él. El estacionamiento y verticalización son idénticos aunque, para este último se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe realizarse por métodos mecánicos. El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto y regresa tomando, el instrumento, el defasaje entre las ondas. Algunas estaciones totáles presenta la capacidad de medir a sólido, lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.
Funcionamiento
Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local y/o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador. Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias, utilizando en esta ultima Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc. La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulo y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato.
Teodolito, estación total y GPS
Genéricamente se los denomina estaciones totales porque tienen la capacidad de medir ángulos, distancias y niveles, lo cual requería previamente de diversos instrumentos. Estos teodolitos electro-ópticos hace tiempo que son una realidad técnica accesible desde el punto de vista económico. Su precisión, facilidad de uso y la posibilidad de almacenar la información para descargarla después en programas de CAD ha hecho que desplacen a los teodolitos, que actualmente están en desuso. Por otra parte, desde hace ya varios años las estaciones totales se están viendo desplazadas por el GPS en trabajos topográficos. Las ventajas del GPS topográfico con respecto a la estación total son que, una vez fijada la base en tierra no es necesario más que una sola persona para tomar los datos, mentras que la estación requería de dos, el técnico que manejaba la estación y el operario que situaba el prisma. Por otra parte, la estación total exige que exista una línea visual entre el aparato y el prisma, lo que es innecesario con el GPS. Sin embargo, la mayor precisión de la estación (pocos milímetros frente a los centímetros del GPS) la hacen todavía necesaria para determinados trabajos, como la colocación de apoyos de neopreno bojo la vigas de los puentes o la colocación de vainas para postensado.
Partes Nomenclatura y Funciones Colimador
Lente del Objetivo
Perno del Ajuste Horizontal Tornillo del Mov. Tangencial Horizontal Perno del Movimiento Horizontal Inferior
Marca Central del Instrumento
Plomada Optica
Pantalla LCD Tribach
Partes Nomenclatura y Nomenclatura y Funciones Funciones Tornillos de Manija
Enfoque Telescopico Batería Ocular del Telescopico
Nivel Tubular
Tornillo Tangencial Teclas de Función Nivel Circular
Tornillo Nivelante
PARTES ESTACION TOTAL GTS-230W
PARTES ESTACION TOTAL GTS-230W
Clases y tipos
II PARTE - ESPECIFICACIONES
Especificaciones Técnicas Pantalla y Teclado Nombres y Funciones
Especifica ciones Técnicas
Código IPX - Protección Líquidos No.
Descripción
Definición
0
Sin protección.
1
Gotas de agua.
2
Gotas de agua.
3
Spray de agua.
4
Spray de agua.
Spray de agua en toda la superficie del equipo.
5
Chorro de agua.
Chorro de agua en toda la superficie del equipo.
6
Chorro de agua
Chorro fuerte en toda la superficie del equipo.
Inmersión temporaria Inmersión continua
Inmersión a uma profundidad de hasta 1 metro, durante 30 minutos. Inmersión continua, pero sguiendo las especificaciones del fabricante.
7 8
----------------------------Gotas en la vertical no afecta el equipo. Gotas en la vertical y con inclinación del equipo hasta 15 º. Spray de agua con angulo de 60 º en la lateral del equipo.
IMPORTANTE
Especificaciones Técnicas Estación inalámbrica Topcon GTS-230W Primera estación total en el mundo completamente inalámbrica, usando tecnología bluetooth, integrada internamente 4 diferentes modelos a escoger de entre 9,6,5 y 3 segundos respectivamente. Display más grande y con más teclas que la GTS-220 series. Doble pantalla en los modelos de 3"y 5". Distanciómetro de largo alcance 3,500 mts. en todos los modelos (2,700 mts. en el modelo de GTS-239W) Batería de larga duración, 10 hrs. con una batería de NiMH Plomada láser standard para fácil centrado y puesta en estación. Memoria de 8,000 puntos en datos de medición y 16,000 puntos en formato de coordenadas. El paquete incluye: estación total serie GTS-230W, batería recargable BT-52QA de 10 hrs. de duración, cargador rápido BC-27BR, kit de herramientas, estuche de plástico de alto impacto, bolsa de silicón para guardar humedad, cubierta para protección, set de plomada, cubierta para telescopio, manual de operación, nuevo software TOPLINK de transferencia con su cable.
Pantalla y Teclado
Símbolos de pantalla
Nombres y Funciones
III PARTE
PREPARACION PARA MEDICIONES
–
Preparación de una Estación Total para la medición Colocación del Instrumento para la Medición Interruptor de Encendido Corrección de la inclinación del Angulo y Vertical Nivel de Carga de la Batería Como Introducir Caracteres Alfanuméricos
Preparación de una Estación Total para la medición
Colocación del Instrumento para la Medición Instale el instrumento sobre el trípode. Nivele y Centre el instrumento con precisión para garantizar un funcionamiento óptimo. Utilice trípodes con unos tornillos de 5/8 pulgadas de diámetro y 11 pasos por pulgada, como es el trípode de madera de base ancha TOPCON Tipo E
Interruptor de Encendido
Corrección de la inclinación del Angulo y Vertical
Nivel de Carga de la Batería
Como Introducir Caracteres Alfanuméricos
IV PARTE
–
MEDICION ANGULAR
Medición Ángulos Horizontales y Verticales Colocar Cero Grados en el Horizonte Cambiando Lectura Horizontal a Derecha/Izquierda Retener Angulo Horizontal o Azimut Ingresar un Angulo por Teclado Modo Angulo Vertical en % o Pendiente Compensación del equipo en Ángulos Horizontal y Vertical Referencia del Angulo Vertical Señal Acústica del Angulo Horizontal a cada 90° Repetición de Medida Angular
Medición Ángulos Horizontales y Verticales V
90° 30 ’ 40 ”
Hr
00° 00 ’ 00 ”
V
90° 30 ’ 40 ”
B
Hr
A
123° 45 ’ 20 ”
Colocar Cero Grados en el Horizonte
Medición del Angulo Horizontal
V
90° 30 ’ 40 ”
HR
120° 30 ’ 40 ”
V HR HL
A
” 90° 30 ’’ 40 ”
120°29 30 40 239° ’ ’20 ””
Cambiando Lectura Horizontal a Derecha/Izquierda
Retener Angulo Horizontal o azimut
Ingresar un Angulo por Teclado
Medición del Angulo Horizontal Requerido V
90° 30 ’ 40 ”
Hr
00° 00 ’ 00 ”
V
90° 30 ’ 40 ”
Hr
20° 00 ’ 00 ”
V
90° 30 ’ 40 ”
Hr
20° 00 ’ 00 ”
c
B
A
Modo Angulo Vertical en % o Pendiente
Modo Porcentaje
V
-0.30 % 90° 30 ’ 40 ”
Hr
00° 00 ’ 00 ”
Compensación del equipo en Ángulos Horizontal y Vertical
Referencia del Angulo Vertical
Señal Acústica del Angulo Horizontal a cada 90°
Repetición de Medida Angular
Repetición de Medida Angular
Repetición de Medida Angular
Medición del Angulo por Repetición V
90° 30 ’ 40 ”
Hr 120° 30 ’ 40 ”
B
REP
Ht H
00° 00 ’ 00 ”
0
A
REP
Ht H
REP
190° 20 ’ 35 ”
2 AVG
95° 10 ’ 15 ”
Ht H
95° 10 ’ 15 ”
1 AVG
95° 10 ’ 15 ”
V PARTE MEDICION DISTANCIAS –
Medida de distancia (Continua) Introducción de la Temperatura, Presión y Constante de Prisma Modos de Medición Fino/Tracing/Grueso Estaqueo
Medida de distancia (Continua)
Introducción de la Temperatura, Presión y Constante de Prisma Introducción de la Corrección Atmosférica
n ro ucc n rec a e a or e a Corrección Atmosférica
Introducción directa del Valor de la Corrección Atmosférica
Introducción de Constante de Prisma
Modos de Medición Fino/Tracing/Grueso
Estaqueo
VI - MEDICION DE COORDENADAS
Medida de Coordenadas
Introducción de Altura de Instrumento Introducción de Altura de Prisma Ejecución Medida de Coordenadas NOCIONES DE CARTOGRAFIA
Medida de Coordenadas
Introducción de Altura de Instrumento
Introducción de Altura de Prisma
Ejecución Medida de Coordenadas
Ejecución Medida de Coordenadas
NOCIONES DE CARTOGRAFÍA
Lo que todo el mundo debería saber sobre cartografía y sistemas de coordenadas
SISTEMA DE COORDENADAS Para conocer las coordenadas de cualquier punto en el globo terráqueo se utiliza el sistema de coordenadas geográficas, este sistema divide la tierra en una seria de anillos imaginarios paralelos al ecuador (llamados paralelos) y una serie de círculos perpendiculares a los mismos que convergen en los polos (los llamados meridianos). El origen de las coordenadas se sitúa en el punto donde se corta el ecuador con el primer meridiano, el llamado meridiano de Greenwich (el cual debe su nombre a la ciudad con el mismo nombre situada en Inglaterra). Así pues y como veremos en la siguiente figura, un punto cualquiera queda delimitado por la distancia a la que se encuentra tanto del ecuador como del meridiano de Greenwich, esta distancia dado que como sabemos la tierra es un cuerpo esférico será una distancia angular formada por dos pares de puntos longitud y latitud .
El concepto de esferoide: Si la tierra fuese una esfera perfecta el problema seria sencillo, pero de todos es sabido que la tierra se ensancha hacia el ecuador y que este ensanchamiento no se produce de una manera uniforme (es irregular) es en este momento donde debemos introducir el concepto de esferoide y asemejar la tierra a un sólido de revolución obtenido a partir de una elipse de referencia (que es elegida por cada país según el que más se asemeje a su forma).
Los parámetros necesarios para definir un elipsoide son tres: Radio polar = b Radio ecuatorial = a Aplastamiento = f = (a - b) / a
La siguiente tabla muestra los elipsoides de referencia utilizados en varios países: Ellipse
Airy 1830
a
f
6377563.396
299.3249646
Bessel 1841
6377397.155
299.1528128
Clarke 1866
6378206.4
294.9786982
Clarke 1880
6378249.145
293.465
Everest 1830
6377276.345
300.8017
Fischer 1960 (Mercury)
6378166
298.3
Fischer 1968
6378150
298.3
G R S 1967
6378160
298.247167427
G R S 1975
6378140
298.257
G R S 1980
6378137
298.257222101
Hough 1956
6378270
297.0
International
6378388
297.0
Krassovsky 1940
6378245
298.3
South American 1969
6378160
298.25
WGS 60
6378165
298.3
WGS 66
6378145
298.25
WGS 72
6378135
298.26
WGS 84
6378137
298.257223563
El Datum:
Si como hemos dicho el esferoide define la forma de la tierra, el datum define la posición del esferoide en relación con el centro de la tierra, el datum pues provee un marco de referencia formado por: El elipsoide. El punto fundamental : Punto donde la tierra y el elipsoide son tangentes y donde se ha de especificar longitud latitud y acimut de una dirección desde él establecida. Existen dos tipos de Datums centrados y locales, en los centrados el centro de masas coincide con el de latiera mientras que en los locales como su nombre indica solamente son validos en determinadas posiciones geográficas.
De la esfera al plano
El paso de la esfera al plano es un paso indispensable para trabajar con nuestro GPS cuando trabajamos en dos dimensiones lo que hacemos es corresponder cada punto de la tierra con un punto de nuestro mapa, para obtener esta correspondencia se utilizan las proyecciones cartográficas, este paso no es sencillo (pensemos que queremos aplastar la piel de una
A continuación veremos los principales tipos de proyecciones que se utilizan actualmente: Las proyecciones se clasifican de acuerdo a: a. La superficie desarrollable que utilizan. Puede ser: Cónica Cónica, Plana y Cilíndrica Cilíndrica Plana b. Puntos de tangencia con la esfera. Pueden ser: Ecuatorial Polar Cónica, Plana y Cilíndrica Transversal c. Su origen. Pueden ser: Desarrollables Matemáticas d. Origen de las proyectables (punto desde donde se visualiza la proyección de los puntos). Pueden ser: Gnomónicas: Si el origen de las visuales es el centro de la tierra. Estereográficas: Si el origen de las visuales está en la superficie de la tierra. Ortográficas: Si el origen de las visuales está en el infinito. • • •
• • •
• •
Qué es la proyección U.T.M. PROYECCIÓN
UNIVERSAL
TRANSVERSAL
DE
MERCATOR
(U.T.M.)
Todas las proyecciones usadas tienen determinadas ventajas y desventajas. Actualmente, en la construcción de las cartas a mediana y gran escala se utilizan, casi exclusivamente, proyecciones conformes. Las proyecciones conformes son aquellas que conservan los ángulos. La proyección U.T.M.: es una proyección conforme y es la adoptada por la mayoría de los países del mundo.
En Principio, la Proyección U.T.M. es un sistema cilíndrico transverso conforme, tangente al globo terráqueo a lo largo de un meridiano, que se elige como mediriano de origen.
Ahora bien, este sistema, aplicado a grandes extensiones de longitud, hace que nos vayamos alejando del meridiano de tangencia, lo cual causa deformaciones considerables. Por ello, se recurre al artificio de subdividir la superficie terrestre en 60 husos o zonas iguales de 6 grados de longitud, con la cual resultan 60 proyecciones iguales, pero cada una con su respectivo meridiano central
Es importante destacar aquí que a las zonas, también se les llama husos. Por lo que podemos decir que la Tierra esta dividida en 60 husos, y podemos hablar del huso 30, del huso 31, etc. Cada zona UTM está dividida en 20 bandas (desde la C hasta la X) Las bandas C a M están en el hemisferio sur Las bandas N a X están en el hemisferio norte. Una regla útil es acordarse de que cualquier banda que esté por encima de N (de norte) está en el hemisferio norte. Las primeras 19 bandas (C a W) están separadas o tienen una altura de 8° cada una. La banda 20 o X tiene una altura de 12° PERU está incluida en las zonas/husos 17, 18 Y 19
LAS COORDENADAS UTM NO CORRESPONDEN A UN PUNTO, SINO A UN CUADRADO Siempre tendemos a pensar que el valor de una coordenada UTM corresponde a un punto determinado o a una situación geográfica discreta. Esto no es verdad. Una coordenada UTM siempre corresponde a un área cuadrad cuyo lado depende del grado de resolución de la coordenada. Cualquier punto comprendido comprendido dentro de este cuadrado (a esa esa resolución en particular) tiene el mismo valor de coordenada UTM. •
•
•
El valor de referencia definido por la coordenada UTM no está localizado en el centro del cuadrado, sino en la esquina inferior IZQUIERDA de dicho cuadrado. •
UNA ZONA UTM, SIEMPRE SE LEE DE IZQUIERDA A DERECHA (para dar el valor del Easting), Y DE ARRIBA A ABAJO (para dar el valor del Northing). Esto quiere decir: Que el valor del Easting corresponde a la distancia hacia el Este desde la esquina inferior izquierda de la cuadrícula UTM. Que el valor de Northing siempre es la distancia hacia el norte al Ecuador (en el hemisferio norte). Mientras mayor sea el número de dígitos que usemos en las coordenadas, menor sea el área representada. Normalmente, el área que registran los GPS coincide con el valor de un metro •
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VII PARTE
–
COLECTAR DATOS
Colecta de Datos Menú de Operación de la Colección de Datos Preparación
Colecta de Datos
Menú de Operación de la Colección de Datos
Menú de Operación de la Colección de Datos
Preparación
VIII PARTE PROGRAMAS DE APLICACION –
Utilización del Menu Programas de Aplicación Medida de Altura Remota (REM) Medición de Entre Puntos (MLM) Medida de Áreas
Medida de Altura Remota (REM)
Medición de Entre Puntos (MLM)
Medida de Áreas
IX PARTE
–
REPLANTEO
Replanteo Utilización del Menú Replanteo Replanteo por Radiación Replanteo por Bisección
Replanteo
Replanteo por Radiación
Replanteo Bisección
