Topografía Automatizada Ing. Samuel Támara Rodríguez
Qué es la topografía Automatizada ? Es la automatización de la mayoría de las funciones operativas de los instrumentos topograficos A nivel de terreno como las de oficina la automatización de la topografía mejora substancialmente la precisión del trabajo, y sobre todo todo el el tiempo tiempo de de ejecución ejecución en terreno con sus tareas de oficina. Sin embargo, la automatización no puede reemplazar los criterios técnicos tomados en terreno. Además el procesamiento con el software requiere de la observación del profesional que participó en las mediciones En definitiva estas nuevas tecnologías requieren una adecuada formación.
Cómo se estructura?
QUE LA DIFERENCIA DE LA TOPOGRAFIA CONVENCIONAL ?
Topografía Convencional
Topografía Automatizada
Medición Angular a través de un Limbo Graduado de Cristal
Medición Angular a través de un codificador Incremental
Lectura Angular mediante un microscopio de lectura
Lectura angular en pantalla de Cristal Liquido (LCD)
Medida de distancias con Mira a Través de hilos reticulares y cálculo por fórmula
Medida de distancias electrónicamente con prismas y rayos infrarrojos; mostrado en pantalla
Cálculo por fórmula de distancia Horizontal, Distancia inclinada y diferencia de altura en gabinete En un día se miden aprox. 500 puntos y trascripción a la libreta de campo.
Lee directamente y muestran en la pantalla distancia horizontal, distancia inclinada y diferencia de altura En un día se pueden medir mas de 1500 puntos y almacenarlos en la memoria o libreta
Topografía Convencional
Topografía Automatizada
Máxima medición de distancias: 400 m
Máxima medición de distancias: + 10 Km
Baja precisión en la medida de distancias
Alta precisión en la medida de distancias
Que beneficios reporta la Topografía Automatizada ? -
Reducción de Tiempos Reducción de Equipos Reducción de costo Operativo Reducción de esfuerzo Humano
Menor Costo
Diagrama de Resumen TOMA DE DATOS
ESTACION TOTAL
ALMACENAMIENTO
LIBRETA ELECTRONICA
INGRESO DE DATOS PROCESAMIENTO PROCESO DE ANALISIS
COMPUTADORA
PROCESO DE TRAZADO
SALIDA DE DATOS GRAFICA
PLOTTER (Planos)
EXPORTACION
Diskettes,CD,Zip,etc
ESTACION TOTAL
RESEÑA HISTORICA
Aprox. Año 1920
Se fabrican los Primeros limbos de cristal transparente
Teodolito alcanza Su máximo diseño. Precisión alcanzada hasta fracciones de segundo (Med Ang) (Aparece Método de Triangulación)
Aparece el primer Distanciómetro Electrónico(Geo dímetro)
Año 1948 Empleo de Teodolito y distanciómetro
Mejora la precisión en la medición de Distancias (Precisión: 5mm + 1 ppm) (Aparece la trilateración) Información redundante (Empleo del método de Mínimos Cuadrados)
Inicios 1985
Inicios 1990
Se acopla el Distanciómetro al Teodolito
Se acopla el Distanciómetro Al teodolito
Aparece la Estación Total Modular
Aparece la Estación Total Integrada
L A E STA CION TOTA L “Es el instrumento que resulta de la integracion en un solo
Equipo del sistema electrónico de medida de ángulos y el Sistema electroóptico para la medida de distancias, con Un microprocesador para el cálculo automático de datos Topográficos”. Es un sistema integrado porque todo trabaja en bloque Este Sistema consta de:
-
Teodolito electrónico Distanciómetro Colectora (Libreta Electrónica de Campo) Programas y Funciones Especiales
TEODOLITO ELECTRONICO Es el instrumento que nos permite obtener medidas Angulares, y con la aplicación de la informática nos permite mostrar estas medidas en una pantalla de cuarzo líquido (LCD) Para la lectura de estas de estas medidas existen dos sistemas de lectura: Sistema Incremental y Sis tema Absoluto La precisión varia entre 1” y 10” (Estos números son
valores estadísticos que dependen del equipo) Las estaciones mas caras son de 12 de precisión y Las mas económicas las de 10” de precisión.
Sistema Incremental : En este sistema el ángulo se obtiene por variación de una magnitud susceptible de medida electrónica
Sistema absoluto: Este sistema lleva sobre el circulo de cristal fijado un origen o cero absoluto
CODIFICADOR GIRATORIO INCREMENTAL: Los limbos incrementales no poseen un valor fijado en sus superficie, Miden Incrementos de valores angulares, respecto a un origen de referencia aleatorio. El limbo posee codificaciones mediante zonas claras y oscuras, y al girar el el limbo La luz atravieza las zonas claras producien dose un tren de ondas que son contados por el fotosensor En las estaciones con este tipo de Codificador el limbo se genera al momento de encender el instrumento, por tanto el limbo no existe físicamente.
CODIFICADOR ABSOLUTO: Dispone de un limbo codificado que es leído por fotosensores que mueven en conjunto con la alidada ( Dinámico ), o que están fijos (Estáticos). Las estaciones Totales con este tipo de codificador se caracterizan porque dentro de su estructura, el limbo, existe físicamente, por lo que, en el instante que se enciende el equipo inmediatamente muestra los ángulos Las Estaciones Totales con este tipo de codi ficador son de la casa LEICA
CODIFICADOR ABSOLUTO
DISTANCIOMETRO Es el instrumento que realiza la medición de distancias, pudiendo ser: Electromagnético, cuando utilizan microondas, o electroópticos, cuando utilizan luz láser o infrarrojo Los distan ciómetros de luz visible ( láser ), utilizan como portadora láser gaseoso de He-Ne, los de luz infraroja Utilizan como fuente portadora diodo láser de arseniuro de galio
Las estaciones que trabajan con luz infraroja requiere necesariamente tener un prisma (espejo) en la cual la señal rebote. El alcance máximo depende del equipo ( 1 a 6 km) y del número de prismas que se este utilizando En caso de tener estaciones que trabajen con luz láser, no necesitan prisma para leer distan cias de hasta 80 m. A mayor cantidad de prismas mayor distancia Se puede observar.
Luz láser
Luz Infrarojo
Distancia(m) Características Distancia (m) Características 1200
Con Miniprisma
80
Sin prisma
3500
Con un prisma GPR1
5000
Con 1 prisma GPR1
4500
Con 3 prismas
7500
Con 3 prismas
PRISMA Es un elemento externo de medicion, que se Coloca en forma perpendicular a la visual. “ Es la resultante de truncar el vértice de un
cubo, y esta formado por una pirámide trirectangular de lados isosceles y base equi látera. Son de vidrio macizo, y su fundamento Se basa en que el rayo luminoso incidente que llega a la base equilátera es devuelto paralelo a la entrada tras una triple reflexión”
A mas prismas mas distancia se puede medir.
ALGUNOS TIPOS DE PRISMAS
MARCA
CANTIDAD DE PRISMAS
DISTANCIA (m)
01 Prisma
900
03 Prismas
1200
01 Prisma
2500
03 Prismas
5000
01 Prisma
2500
03 Prismas
3500
TOPCON LEICA
GEODIMETER
Para la medición de distancias de alta precisión es Indispensable que el prisma este colocado sobre una base nivelante
Base Nivelante con prisma y portaprisma
CORRECCIONES
Constante del Prisma: Según la ubicación del prisma sobre el porta prisma es necesario introducir algunas constantes
La constante es 30 mm, cuando el prisma esta según la posición que muestra la figura
La constante es 0 mm, cuando el prisma esta según la posición que muestra la figura
PORTA PRISMA CON PRISMA
ESTACION TOTAL TOPCON
ESTACION TOTAL GEODIMETER
ESTACION TOTAL LEICA
ESTACION TOTAL PENTAX
COLECTORA (LIBRETA DE CAMPO ELECTRONICA) Es el componente de la estación Total donde se almacenan Los datos tomados en campo En estas colectoras ademas de almacenar datos de campo, almacenan los programas de topografía que permiten procesar los datos tomados en campo Existen dos tipos de colectoras : - Colectoras Externas - Colectoras Internas
COLECTORA EXTERNA Son aquellas que se encuentran conectados con la estación mediante un cable, y tiene la forma de una calculadora Las estaciones con este tipo de colectoras tiene las siguientes ventajas. Permite almacenar gran cantidad de puntos Permite ampliar la memoria Para transferir datos a la computadora no es nece sario llevar la estación a donde se encuentra esta, sino solo la colectora
Este tipo de colectoras presenta las siguientes desventajas: Es necesario aprender a usarla en forma independiente de la estación
COLECTORA INTERNA Es aquella colectora que se encuentra en la estación
Existen dos tipos:
-
Las que se encuentran fusionadas con la estación Las que se pueden sacar de la estación
COLECTORA INTERNA QUE SE ENCUENTRA FUSIONADA CON LA ESTACION Este tipo de colectora tiene las siguientes ventajas: Se aprende a utilizar junto con la estación Desventajas: Generalmente no se puede ampliar la memoria Tiene una capacidad limitada de memoria, por Tanto limitada capacidad para la toma de datos de punto Para transferir los datos a la computadora es necesario la presencia de la estación.
LAS QUE SE PUEDE SACAR DE LA ESTACION Son aquellas colectoras que se sacan de la estación Ventajas: Todas las anteriores Desventajas: Precio mas elevado que las anteriores
CLASIFICACION DE LAS ESTACIONES TOTALES
POR SU PRECISION: Entre 1” Y 10” en medición de ángulos
Desde ( 2mm + 2ppm) hasta ( 3mm + 10 ppm) en distancias
POR EL TIPO DE MEMORIA: - Interna - Externa - Tarjeta
POR CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO: -
5000, 10000, Hasta 15000 puntos
POR SU ALCANCE: De 1.5, 5 Hasta 10 KM, dependiendo del modelo Del numero de prismas y las condiciones atmosféricas
POR SU MECANISMO:
Mecánicas Servodirecionales Estaciones de “Un solo Hombre”
ESTACION TOTAL MECANICA
ESTACION TOTAL SERVO DIRECCIONAL
ESTACION DE UN SOLO HOMBRE
PARTES PRINCIPALES DE LA ESTACION TOTAL
Tornillo de fijación ) vertical (600M Tornillo micrométrico de ajuste del ángulo vertical de dos velocidades (600M) Tornillo micrométrico de ajuste del ángulo horizontal de dos velocidades (600M) Tornillo de fijación horizontal (600M)
Miras Tapa Lateral
Unidad central (Batería, tracklight o seguidor) Servomando de movimiento vertical (600S) Servomando de movimiento horizontal (600S) Teclado (Alfanumérico )
