“Año de la Promoción de la Industria Responsable y el Compromiso Climático” UNIVERI!A! NACI"NA# AU$%N"&A !E C'"$A
ECUE#A PR"(EI"NA# !E IN)ENIER*A CIVI#
IN("R&E #EVAN$A&IEN$" $"P")R+(IC" C"N )P Alumno, Segura Ramos Jhon Alex
Pro-esor, Ing. Edwin Iván Cano Bonilla
Chota –Perú !"#
I. IN$R"!UCCI%N, Esta unidad $ermite tener una visi%n general so&re la im$ortan'ia ( uso de la to$ogra)*a en los tra&a+os ,ue se reali-an en la e+e'u'i%n de un $ro(e'to de ingenier*a 'on nes 'iviles/ teniendo en 'uenta todas las terminolog*as/ unidades de medidas ,ue se em$lean en el desarrollo de di'ho tra&a+o. El $resente in)orme tiene ,ue ver 'on el uso 'orre'to de 0PS/ en este 'aso un 0PS navegador de mar'a 0AR1I2 ( modelo E3RE4. Para el 'ual se ha tenido 'onveniente seguir los $asos 'orres$ondientes ( lo más $re'iso $osi&le dentro de la $rá'ti'a de 'am$o e+e'utada en el 'am$us universitario de la 5niversidad 2a'ional Aut%noma de Chota 'omo $arte de los 'ono'imientos en la 'arrera $ro)esional de Ingenier*a Civil.
II. AN$ECE!EN$E / "01E$IV", II.2. AN$ECE!EN$E, Este in)orme es reali-ado 'on el $ro$%sito de re)or-ar los 'ono'imientos te%ri'os ( $rá'ti'os so&re el 'ono'imiento ( mane+o de 0PS navegador de mar'a 0AR1I2 ( modelo E3RE4 en el 'urso de to$ogra)*a/ (a ,ue es de mu'ha im$ortan'ia $ara el desem$e6o de la 'arrera de ingenier*a 'ivil7 $or,ue gra'ias a estos instrumentos to$ográ'os 'omo el 0PS $odemos rá$idamente ha'er un levantamiento to$ográ'o ( re$resentar 'ual,uier terreno en un determinado $lano $ara luego ela&orar el $ro(e'to ,ue uno 'ree 'onveniente.
II.3. "01E$IV", a4 )eneral, 3ener la 'a$a'idad de utili-ar 'orre'tamente el 0PS navegador $ara
•
ha'er un levantamiento to$ográ'o ade'uado.
b4
Espec56cos,
•
Re'ono'er ( a$render a mane+ar el 0PS navegador de la mar'a
•
0AR1I2 ( modelo E3RE4. A$render a u&i'ar $untos en el es$a'io 'on el 0PS navegador (
•
reali-ar un $e,ue6o levantamiento to$ográ'o. Poner en $rá'ti'a este m8todo de levantamiento to$ográ'o.
III. &ARC" $E%RIC", I$E&A !E P"ICI"NA&IEN$" )#"0#A 7)P4
El sistema de $osi'ionamiento glo&al mediante sat8lites 90PS: glo&al $ositioning s(stem; su$one uno de los más im$ortantes avan'es te'nol%gi'os
de las últimas d8'adas.
herramienta militar $ara la estima'i%n $re'isa de $osi'i%n/ velo'idad ( tiem$o. Se ha utili-ado tam&i8n en múlti$les a$li'a'iones 'iviles. En este in)orme
se
introdu'en
los
$rin'i$ios
,ue
rigen
el
sistema
de
)un'ionamiento del sistema 0PS $ara la ingenier*a/ es$e'*'amente $ara u&i'ar $untos to$ográ'os $ara luego $lasmarlos en un $lano en re$resenta'i%n del terreno levantado.
istema de posicionamiento 8lobal 78lobal positionin8 system 9 0PS;, 0PS es un sistema de navega'i%n ,ue 'uenta 'on una red de # sat8lites ,ue están en = tra(e'torias or&itales di)erentes. >os sat8lites están en 'ontinuo movimiento/ dando vueltas 'om$letas al mundo en # horas. >os sat8lites 0PS son 'ono'idos 'omo sat8lites 2A?S3AR. >os 2avegadores Satelitales o 0PS son instrumentos $ortátiles del tama6o a$roximado de un tel8)ono 'elular/ según el modelo/ 'u(a )un'i%n &ási'a 'onsiste en 'a$tar se6ales satelitales ( determinar automáti'amente las 'oordenadas del lugar en ,ue se en'uentre. Esta $osi'i%n es re$resentada 'ontinuamente en la $antalla del 0PS de manera ,ue el o$erador $uede verse en la $osi'i%n en ,ue se en'uentre/ ( si está en movimiento/ verá el re'orrido ,ue reali-a/ a tiem$o real. Para 'al'ular la $osi'i%n geográ'a/ el 0PS 'a$ta se6ales ( determina la distan'ia relativa a 'ada uno ( $or triangula'i%n 9interse''i%n de tres 'ir'un)eren'ias es$a'iales; determina las 'oordenadas x/(/- de la $osi'i%n geográ'a del 0PS/ ( la muestra 'on un *'ono en la $antalla del e,ui$o. Si el 0PS tiene in'or$oradas 'artas geográ'as/ el usuario verá su $osi'i%n en el ma$a/ a tiem$o real.
CARAC$ER*$ICA !E #" A$:#I$E )P, •
>a energ*a de transmisi%n es de @!w o menor.
•
Cada sat8lite transmite en )re'uen'ias. >os e,ui$os 0PS 'iviles usan la )re'uen'ia >" de "@@.# 1-
•
El tiem$o de vida de los sat8lites es de "! a6os. Continuamente se están 'onstru(endo sat8lites nuevos ( $oni8ndolos en %r&ita.
>as %r&itas ,ue siguen los sat8lites están estudiadas $ara ,ue se $ueda re'i&ir sus se6ales desde 'ual,uier $unto del $laneta. El sistema 0PS está $re$arado $ara )un'ionar aún en las $eores 'ondi'iones atmos)8ri'as. >a se6al ,ue transmite un sat8lite 0PS 'onsta de los siguientes 'on+untos de datos: un '%digo $seudo aleatorio 9D$seudorandom 'odeD;/ unos datos denominados e$hemeris ( datos $osi'ionales. >os datos e$hemeris son 'onstantemente enviados $or 'ada sat8lite 'on in)orma'i%n so&re el estado del $ro$io sat8lite ( datos so&re la )e'ha ( la hora. >os datos $osi'ionales di'en al re'e$tor 0PS la $osi'i%n de 'ada sat8lite en 'ada momento del d*a. Cada sat8lite transmite sus datos $osi'ionales ( los del resto de los sat8lites.
CA!ENA !E C"!I)" )P El '%digo $seudoaleatorio transmitido se 'om$one de tres ti$os de 'adenas: •
El '%digo CFA 9'oarseFa',uisition;/ 'on )re'uen'ia ".! 1-./ utili-ado $or los usuarios 'iviles.
•
El '%digo $ 9$re'isi%n 'ode;/ de uso militar/ 'on una )re'eun'ia "! ve'es su$erior al '%digo CFA.
•
El '%digo G/ ,ue se env*a en'ri$tado en lugar del '%digo $ 'uando esta a'tivo el modo de antienga6os.
NIVE#E !E ERVICI" )P
El sistema 0PS $ro$or'iona dos niveles di)erentes de servi'io ,ue se$aran el uso 'ivil del militar: •
Servi'ios de $osi'ionamiento estándar 9SPS/ standard $ositioning servi'e;. Pre'isi%n normal de $osi'ionamiento 'ivil o&tenida 'on la utili-a'i%n del '%digo CFA de )re'uen'ia sim$le
•
Servi'io de $osi'ionamiento $re'iso 9PPS/ $re'ise $osotioning servi'e; Este $osi'ionamiento dinámi'o es el de ma(or $re'isi%n/ &asado en el '%digo P de )re'uen'ia dual.
U" !E# )P •
&I#I$ARE. El sistema 0PS se dise6% originalmente $ara determinar $osi'iones militares. Se in'lu(eron as$e'tos 'omo la aeronavega'i%n de &ar'os ( veh*'ulos terrestres. Htra a$li'a'iones militares son el re'ono'imiento $or to$ogra)*a/ la gu*a de tra(e'torias de misiles/ el monitoreo de $rue&as nu'leares ( el $osi'ionamiento ( navega'i%n de otros veh*'ulos es$a'iales
$"P")RA(IA. El 0PS $uede ser de gran utilidad $ara los to$%gra)os en una gran variedad de tra&a+os/ 'omo es el 'aso de:
a4 >a medi'i%n de distan'ias mu( largas ,ue no se $ueden mane+ar 'on e,ui$os E<1.
b4 >evantamientos en terrenos a&ru$tos 'on di'ultad de a''eso. c4 1edi'iones ,ue 'ru-an $ro$iedades donde no se $ermite el a''eso $or $arte de due6o
d4 >o'ali-a'i%n de 'aminos/ l*neas de energ*a/ l*neas de a&aste'imiento de agua ( orillas de 'uer$o de agua/ 'artogra)*a de -onas $antanosas/ et'.
P;0#IC" EN )ENERA#. >as a$li'a'iones más 'omunes son:
a4 1onitorear las rutas de 'aminos/ ota de 'amiones/ 'arros de )erro'arril/ 'arros rentados ( taxis.
b4 2avega'i%n de &ar'os ( aviones. c4 5sos $or ex'ursionistas/ 'a-adores ( 'i'listas. d4 >o'ali-a'i%n de &otes de $es'a ( re'reativos/ et'. (UEN$E !E ERR"R EN #" )P A 'ontinua'i%n se des'ri&en las )uentes de error ,ue en la a'tualidad a)e'tan de )orma signi'ativa a las medidas reali-adas 'on el 0PS.
a4 Perturbación ionos-a ionos)era está )ormada $or una 'a$a de $art*'ulas 'argadas el8'tri'amente ,ue modi'an la velo'idad de las se6ales de radio ,ue la atraviesan.
b4 (enómenos meteoroló8icos. En la tro$os)era/ 'una de los )en%menos meteorol%gi'os/ el va$or de agua a)e'ta a las se6ales ele'tromagn8ti'as disminu(endo su velo'idad/ los errores generados son similares en magnitud a los 'ausados $or la ionos)era/ $ero su 'orre''i%n es $rá'ti'amente im$osi&le.
c4 Imprecisión en los relo=es.
>os relo+es at%mi'os de los sat8lites
$resentan ligeras desvia'iones a $esar de su 'uidadoso a+uste ( 'ontrol7 lo mismo su'ede 'on los relo+es de los re'e$tores.
d4 Inter-erencias elistas. >as inter)eren'ias el8'tri'as $ueden o'asionar 'orrela'iones err%neas de los '%digos $seudo aleatorios o un redondeo inade'uado en el 'ál'ulo de una %r&ita. Si el error es grande resulta )á'il dete'tarlo/ $ero no su'ede lo mismo 'uando las desvia'iones son $e,ue6as ( 'ausan errores de hasta un metro.
e4 Error multisenda. >as se6ales transmitidas desde los sat8lites $ueden su)rir reexiones antes de al'an-ar el re'e$tor. >os re'e$tores modernos em$lean t8'ni'as avan-adas
de $ro'eso de
se6al
(
antenas
de dise6o es$e'ial $ara minimi-ar este error/ ,ue resulta mu( di)*'il de modelar al ser de$endiente del entorno donde se u&i,ue la antena 0PS.
-4 Inter-erencia ?!isponibilidad electi>a @A. Constitu(e la ma(or )uente de error ( es introdu'ida deli&eradamente $or el estamento militar.
84 $opolo85a
receptor9satos
la geometr*a re'e$torsat8lites
visi&les
re'e$tores utili-ada
de&en en
el
'onsiderar 'ál'ulo
de
distan'ias/ (a ,ue una determinada 'ongura'i%n es$a'ial $uede aumentar o disminuir la $re'isi%n de las medidas. >os re'e$tores más avan-ados utili-an un )a'tor multi$li'ativo ,ue modi'a el error de medi'i%n de la distan'ia 9dilución de la precisión geométrica;. >as )uentes de error $ueden agru$arse según ,ue de$endan o no de la geometr*a de los sat8lites. El error de&ido a la
( los errores multisenda de$enden )uertemente de
la to$olog*a. >os errores $ro'edentes de las distintas )uentes se a'umulan en un valor de in'ertidum&re ,ue va aso'iado a 'ada medida de $osi'i%n 0PS.
C%&" CA#CU#A E# RECEP$"R )P U P"ICI%N El receptor GPS calcula su posición realizando una triangulación. Para poder realizar un cálculo preciso debe contar contar, como mínimo, con señales de cuatro satélites distintos. El sistema GPS consta de 24 satélites ue dan una !uelta completa a la "ierra cada #2 $oras. Esto signi%ica ue, desde cualuier lugar de nuestro planeta, siempre están &!isibles' seis satélites. (unue cuatro es la cantidad mínima para poder realizar el cálculo, recibir la señal de seis satélite s aporta ma)or precisión.
IV. &A$ERIA#E / &E$"!", IV.2. &ateriales, •
0PS navegador de la mar'a 0AR1I2 ( modelo E3RE4.
• • •
•
>i&reta de 'am$o
>a$i'ero Esta'as Jalones Geso
IV.3. &o, $or,ue se ha tenido ,ue re'ono'er el 0PS navegador de la mar'a 0AR1I2 ( modelo E3RE4/ a$render a utili-ar di'ho instrumento u&i'ando $untos en el es$a'io ( nalmente reali-ar un $e,ue6o levantamiento to$ográ'o $ara luego llegar a una 'on'lusi%n de a$rendi-a+e.
V. $RA0A1" !E CA&P" V.2. PR"CE!I&IEN$" Para reali-ar un levantamiento 'on/ ,ue 'onsiste en u&i'arse en el $unto en donde se ,uiere sa&er los datos 'omo son: este/ norte/ 'ota 9msnm;/ et'. Se reali-% los $asos ,ue a 'ontinua'i%n se indi'an. Plani'a'i%n:
CA&P", ". Re'ono'imiento de la $ar'ela o lota de terreno a levantar/ anotando los detalles más im$ortantes. os datos tomados en el re'ono'imiento de la $ar'ela )ueron:
)A0INE$E,
2. Hrdenamiento de los datos registrados en la li&reta de 'am$o/ 'he,ueo 3.
e in)orma'i%n adi'ional/ 'ál'ulos de ángulos internos en la $oligonal. Sele''i%n de la es'ala $ara la ela&ora'i%n del $lano.
. Hrienta'i%n de la gura del terreno en las dimensiones del $a$el/ sele''ionar el lado de a$o(o $ara luego gra'ar. a'iendo el uso del $rograma del AutoCA< los $untos o&tenidos 'on el 0PS nos da la siguiente grá'a:
VI. C"NC#UCI"NE / REC"&EN!ACI"NE, VI.2. Conclusiones,
>a $rá'ti'a se llev% a 'a&o 'on total normalidad/ se re'ono'i% di'ho instrumento se a$rendi% a utili-ar el instrumento antes men'ionado de la manera más 'orre'ta gra'ias al a$orte del do'ente/ lo ,ue di'ho a$rendi-a+e nos lleva a reali-ar 'ual,uier levantamiento to$ográ'o de la
)orma más ade'uada. ( se a$rendi% a mane+ar el 0PS navegador de la mar'a 0AR1I2 ( modelo
E3RE4. Se a$rendi% a u&i'ar $untos en el es$a'io 'on el 0PS navegador ( se reali-%
un
$e,ue6o
levantamiento
to$ográ'o
$ara
re)or-ar
los
'ono'imientos te%ri'os.
VI.3. Recomendaciones, En 'uanto a las esta'iones 0PS/ de&en reunir las siguientes 'ondi'iones: •
>a eleva'i%n de la más'ara se reere a la menor eleva'i%n/ en grados/ a la ,ue un re'e$tor $uede seguir a un sat8lite. Se +a normalmente en un 'ielo des$e+ado so&re los "!K desde el hori-onte $ara evitar los e)e'tos atmos)8ri'os ( la inter)eren'ia 'ausada $or o&+etos 'er'anos ( los e)e'tos de multi tra(e'toria de la onda/ aun,ue la eleva'i%n de la más'ara
•
standard es de "@K. El uso de 0PS no es re'omenda&le en las -onas ur&anas/ de&ido a las
inter)eren'ias 'omo: >as instala'iones el8'tri'as 9'a&les de alta tensi%n ( trans)ormadores;
>as su$er'ies ree'toras de la se6al a menos de @! metros de la esta'i%n 9'omo es$e+os de agua/ estru'turas metáli'as/ te'hos $lanos metáli'os/ edi'ios;7 (a ,ue estos $rovo'an el e)e'to multi tra(e'toria de •
la onda. El uso de 0PS no es re'omenda&le en -onas monta6osas ( lluviosas $or el motivo ,ue se $resentaran errores demasiado grandes en la toma de datos.
•
Se recomienda ordenar correctamente los datos obtenidos en el campo para e!itar con%usiones con los datos ) obtener un buen plano.
