Estacin total
Se denomina estacin total a un aparato electro-ptico utilizado
en topografa, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnologa
electrnica. Consiste en la incorporacin de un distancimetro y un
microprocesador a un teodolito electrnico.Algunas de las
caractersticas que incorpora, y con las cuales no cuentan los
teodolitos, son una pantalla alfanumrica de cristal lquido (LCD),
leds de avisos, iluminacin independiente de la luz solar,
calculadora, distancimetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y
la posibilidad de guardar informacin en formato electrnico, lo cual
permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen
provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras
capacidades, el clculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos
de manera sencilla y eficaz y clculo de acimutes y
distancias.FuncionamientoVista como un teodolito; una estacin total
se compone de las mismas partes y funciones. El estacionamiento y
verticalizacin son idnticos, aunque para la estacin total se cuenta
con niveles electrnicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus
errores asociados tambin estn presentes: el de verticalidad, que
con la doble compensacin ve reducida su influencia sobre las
lecturas horizontales, y los de colimacin e inclinacin del eje
secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clsico,
salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que
en el segundo la correccin debe realizarse por mtodos mecnicos. El
instrumento realiza la medicin de ngulos a partir de marcas
realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se
realizan mediante una onda electromagntica portadora con distintas
frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y
regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas
estaciones totales presentan la capacidad de medir "a slido", lo
que significa que no es necesario un prisma reflectante.
Este instrumento permite la obtencin de coordenadas de puntos
respecto a un sistema local o arbitrario, como tambin a sistemas
definidos y materializados. Para la obtencin de estas coordenadas
el instrumento realiza una serie de lecturas y clculos sobre ellas
y dems datos suministrados por el operador. Las lecturas que se
obtienen con este instrumento son las de ngulos verticales,
horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento
es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos,
cdigos, correcciones de presin y temperatura, etc.La precisin de
las medidas es del orden de la diezmilsima de gonio en ngulos y de
milmetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos
situados entre 2 y 5 kilmetros segn el aparato y la cantidad de
prismas usada.
Teodolito, estacin total y GPSGenricamente se los denomina
estaciones totales porque tienen la capacidad de medir ngulos,
distancias y niveles, lo cual requera previamente de diversos
instrumentos. Estos teodolitos electro-pticos hace tiempo que son
una realidad tcnica accesible desde el punto de vista econmico. Su
precisin, facilidad de uso y la posibilidad de almacenar la
informacin para descargarla despus en programas de CAD ha hecho que
desplacen a los teodolitos, que actualmente estn en desuso.Las
ventajas del GPS topogrfico con respecto a la estacin total son
que, una vez fijada la base en tierra no es necesaria ms que una
sola persona para tomar los datos, mientras que la estacin requera
de dos, el tcnico que manejaba la estacin y el operario que situaba
el prisma. Por otra parte, la estacin total exige que exista una
lnea visual entre el aparato y el prisma, lo que es innecesario con
el GPS.Sin embargo, no siempre es posible el uso del GPS,
principalmente cuando no puede recepcionar las seales de los
satlites debido a la presencia de edificaciones, bosque tupido,
etc. Adems, la mayor precisin de la estacin (pocos milmetros frente
a los centmetros del GPS) la hacen todava necesaria para
determinados trabajos, como la colocacin de apoyos de neopreno bajo
las vigas de los puentes, la colocacin de vainas para hormign
postensado, el replanteo de vas frreas, etc.
Sistema de posicionamiento global
El GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento
global) o NAVSTAR-GPSsistema global de navegacin por satlite
HYPERLINK
"http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global" \l
"cite_note-0"
es un (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posicin
de un objeto, una persona, un vehculo o una nave, con una precisin
hasta de centmetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo
habitual son unos pocos metros de precisin. Aunque su invencin se
atribuye a los gobiernos franceses y belga, el sistema fue
desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento
de Defensa de los Estados Unidos.
El GPS funciona mediante una red de 32satlites (28operativos y 4
de respaldo) en rbita sobre el globo, a 20200km, con trayectorias
sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando
se desea determinar la posicin, el receptor que se utiliza para
ello localiza automticamente como mnimo tres satlites de la red, de
los que recibe unas seales indicando la identificacin y la hora del
reloj de cada uno de ellos. Con base en estas seales, el aparato
sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en
llegar las seales al equipo, y de tal modo mide la distancia al
satlite mediante "triangulacin" (mtodo de trilateracin inversa), la
cual se basa en determinar la distancia de cada satlite respecto al
punto de medicin. Conocidas las distancias, se determina fcilmente
la propia posicin relativa respecto a los tres satlites. Conociendo
adems las coordenadas o posicin de cada uno de ellos por la seal
que emiten, se obtiene la posicin absoluta o coordenada reales del
punto de medicin. Tambin se consigue una exactitud extrema en el
reloj del GPS, similar a la de los relojes atmicos que llevan a
bordo cada uno de los satlites..Caractersticas tcnicas y
prestaciones
Sistema de satlites: Est formado por 24 unidades con
trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo
terrqueo. Ms concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4
satlites cada uno. La energa elctrica que requieren para su
funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de
celdas solares adosados a sus costados. Estaciones terrestres:
Envan informacin de control a los satlites para controlar las
rbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelacin.
Terminales receptores: Indican la posicin en la que estn;
conocidas tambin como unidades GPS, son las que podemos adquirir en
las tiendas especializadas.Evolucin del sistema GPS
El GPS est evolucionando hacia un sistema ms slido (GPSIII), con
una mayor disponibilidad y que reduzca la complejidad de las
aumentaciones GPS. Algunas de las mejoras previstas comprenden:
Incorporacin de una nueva seal en L2 para uso civil. Adicin de una
tercera seal civil (L5): 1176,45MHz Proteccin y disponibilidad de
una de las dos nuevas seales para servicios de Seguridad Para la
Vida (SOL). Mejora en la estructura de seales. Incremento en la
potencia de seal (L5 tendr un nivel de potencia de 154dB).El
programa GPS III persigue el objetivo de garantizar que el GPS
satisfar requisitos militares y civiles previstos para los prximos
30 aos. Este programa se est desarrollando para utilizar un enfoque
en 3 etapas (una de las etapas de transicin es el GPS II); muy
flexible, permite cambios futuros y reduce riesgos. El desarrollo
de satlites GPSII comenz en 2005, y el primero de ellos estar
disponible para su lanzamiento en 2012, con el objetivo de lograr
la transicin completa de GPSIII en 2017. Los desafos son los
siguientes: Representar los requisitos de usuarios, tanto civiles
como militares, en cuanto a GPS.
Limitar los requisitos GPS III dentro de los objetivos
operacionales.
Proporcionar flexibilidad que permita cambios futuros para
satisfacer requisitos de los usuarios hasta 2030.
Proporcionar solidez para la creciente dependencia en la
determinacin de posicin y de hora precisa como servicio
internacional.
Fuentes de errorUn ejemplo visual de la constelacin GPS en
conjuncin con la rotacin de la Tierra. Obsrvese como el nmero de
satlites visibles en un determinado punto de la superficie de la
Tierra, en este ejemplo a 45 N, cambia con el tiempo.
La posicin calculada por un receptor GPS requiere el instante
actual, la posicin del satlite y el retraso metido de la seal
recibido. La precisin es dependiente en la posicin y el retraso de
la seal.
Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits
(unidad binaria) recibida del satlite con una versin interna.
Cuando se comparan los lmites de la serie, las electrnicas pueden
meter la diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10
nanosegundos por el cdigo C/A. Desde entonces las seales GPS se
propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3
metros. Este es el error mnimo posible usando solamente la seal GPS
C/A.
La precisin de la posicin se mejora con una seal P (Y). Al
presumir la misma precisin de 1% de tiempo BIT, la seal P (Y) (alta
frecuencia) resulta en una precisin de ms o menos 30 centmetros.
Los errores en las electrnicas son una de las varias razones que
perjudican la precisin .Vocabulario bsico en GPS BRG (Bearing): el
rumbo entre dos puntos de pasos intermedios (waypoints). CMG
(Course Made Good): rumbo entre el punto de partida y la posicin
actual. EPE (Estimated Position Error): margen de error estimado
por el receptor. ETE (Estimated Time Enroute): tiempo estimado
entre dos waypoints. DOP (Dilution Of Precision): medida de la
precisin de las coordenadas obtenidas por GPS, segn la distribucin
de los satlites, disponibilidad de ellos...
ETA (Estimated Time to Arrival): hora estimada de llegada al
destino.Integracin con telefona mvilAlgunos celulares pueden
vincularse a un receptor GPS diseado a tal efecto. Suelen ser
mdulos independientes del telfono que se comunican va inalmbrica
bluetooth, o implementados en el mismo terminal mvil, y que le
proporcionan los datos de posicionamiento que son interpretados por
un programa de navegacin. Esta aplicacin del GPS est
particularmente extendida en los telfonos mviles que operan con el
sistema operativo Symbian OS, y PDAs con el sistema operativo
Windows Mobile, aunque varias marcas han lanzado modelos con un
mdulo GPS integrado con software GNU/Linux.
AplicacionesNavegador GPS de pantalla tctil de un vehculo con
informacin sobre la ruta, as como las distancias y tiempos de
llegada al punto de destino.
Navegacin terrestre (y peatonal), martima y area. Bastantes
automviles lo incorporan en la actualidad, siendo de especial
utilidad para encontrar direcciones o indicar la situacin a la
gra.
Telfonos mviles
Topografa y geodesia.
Localizacin agrcola (agricultura de precisin), ganadera y de
fauna.
Salvamento y rescate.
Deporte, acampada y ocio.
Para localizacin de enfermos, discapacitados y menores.
Aplicaciones cientficas en trabajos de campo (ver geomtica).
Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros"
escondidos por otros usuarios.
Se utiliza para rastreo y recuperacin de vehculos.
Navegacin deportiva.
Deportes areos: parapente, ala delta, planeadores, etc.
Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el
movimiento como cursor (comn en los GPS garmin).
Sistemas de gestin y seguridad de flotas.
Colector de Datos
Es computador porttil del tamao de una gran calculadora manual,
se compone de un teclado y una pequea pantalla de LCD, con o sin
lector laser de cdigo de barras incorporado, con teclado numrico o
alfanumrico.Conectable a cualquier PC compatible por medio de un
puerto serial.Son programables y pueden realizar funciones tales
como validacin de datos, operaciones numricas y clculos complejos o
imprimir cdigos de barras en impresoras externas.
Las terminales porttiles tienen por lo general sistemas
operativos o herramientas de programacin propietarios, por lo
tanto, la programacin de estos dispositivos requiere de muchas
horas de desarrollo. Slo algunas marcas permiten su programacin en
lenguajes estndar.
Las terminales porttiles para recoleccin de datos tienen
diversas aplicaciones, desde las tomas de inventarios fsicos en
industrias y empresas minoristas, hasta control de embarques y
recibos en almacenes. Estn diseadas para utilizarse en diversos
ambientes y con diferentes resistencias a golpes. Algunas cuentan
con lector de cdigo de barras integrado, y la mayora cuenta con un
puerto para un lector externo.
Curva de nivel
Una lnea de nivel es aquella lnea que en un mapa une todos los
puntos que tienen igualdad de condiciones y de altura. Las curvas
de nivel suelen imprimirse en las mapas en color siena para el
terreno y en azul para los glaciares y las profundidades marinas y
lacustres. La impresin del relieve suele acentuarse dando un
sombreado que simule las sombras que producira el relieve con una
iluminacin procedente del Norte o del Noroeste. En los mapas
murales, las superficies comprendidas entre dos curvas de nivel
convenidas se imprimen con determinadas tintas convencionales
(tintas hipsomtricas). Por ejemplo: verde oscuro para las
depresiones situadas por debajo del nivel del mar, verdes cada vez
ms claros para las altitudes medias, y sienas cada vez ms intensos
para las grandes altitudes, reservando el rojo o violeta para las
mayores cumbres de la tierra.[1]En Geodesia, es cada una de las
curvas de nivel que materializa una seccin horizontal de relieve
representado. La equidistancia, diferencia de altitud entre dos
curvas sucesivas, es constante y su valor depende de la escala del
mapa y de la importancia del relieve.
En Oceanografa la isobata es una curva que se utiliza para la
representacin cartogrfica de los puntos de igual profundidad en el
ocano y en el mar, as como en lagos de grandes dimensiones.
CURVAS DE NIVELSe denominan curvas de nivel a las lneas que
marcadas sobre el terreno desarrollan una trayectoria que es
horizontal. Por lo tanto podemos definir que una lnea de nivel
representa la interseccin de una superficie de nivel con el
terreno. En un plano las curvas de nivel se dibujan para
representar intervalos de altura que son equidistantes sobre un
plano de referencia. Esta diferencia de altura entre curvas recibe
la denominacin de equidistancia De la definicin de las curvas
podemos citar las siguientes caractersticas: 1. Las curvas de nivel
no se cruzan entre si.
2. Deben ser lneas cerradas, aunque esto no suceda dentro de las
lneas del dibujo. 3. Cuando se acercan entre si indican un declive
mas pronunciado y viceversa. 4. La direccin de mxima pendiente del
terreno queda en el ngulo recto con la curva de nivel
TIPOS DE CURVA DE NIVEL.Curva clinogrfica: Diagrama de curvas
que representa el valor medio de las pendientes en los diferentes
puntos de un terreno en funcin de las alturas correspondientes.
Curva de configuracin: Cada una de las lneas utilizadas para dar
una idea aproximada de las formas del relieve sin indicacin numrica
de altitud ya que no tienen el soporte de las medidas precisas.
Curva de depresin: Curva de nivel que mediante lneas
discontinuas o pequeas normales es utilizada para sealar las reas
de depresin topogrfica.
Curva de nivel: Lnea que, en un mapa o plano, une todos los
puntos de igual distancia vertical, altitud o cota. Sinnimo:
isohipsa.
Curva de pendiente general: Diagrama de curvas que representa la
inclinacin de un terreno a partir de las distancias entre las
curvas de nivel.
Curva hipsomtrica: Diagrama de curvas utilizado para indicar la
proporcin de superficie con relacin a la altitud. Sinnimo
complementario: curva hipsogrfica. Nota: El eje vertical representa
las altitudes y el eje horizontal las superficies o sus porcentajes
de superficie.
Curva intercalada: Curva de nivel que se aade entre dos curvas
de nivel normal cuando la separacin entre stas es muy grande para
una representacin cartogrfica clara. Nota: Se suele representar con
una lnea ms fina o discontinua.
Curva maestra: Curva de nivel en la que las cotas de la misma
son mltiples de la equidistancia.
TaquimetraLa Taquimetra es un mtodo de medicin rpida de no mucha
precisin. Se utiliza para el levantamiento de detalles donde es
difcil el manejo de la cinta mtrica, para proyectos de Ingeniera
Civil u otros.
Taquimetra corriente de mira vertical
Es la medicin indirecta de distancia con teodolito y mira
vertical. Utilizando un teodolito que en su retculo tenga los hilos
estadimtricos, se toman los ngulos verticales de dos puntos de la
mira. Con una simple ecuacin se calcula la distancia requerida. Su
precisin es de 1:750. 100
Taquimetra tangencial de mira vertical
Como en el caso de Taquimetra corriente con mira vertical, se
utilizan los mismos instrumentos pero de manera diferente. Lleva el
nombre de tangencial porque, para la determinacin de las
distancias, las frmulas utilizan la funcin trigonomtrica Tangente.
Este mtodo es un poco ms preciso que la taquimetra corriente. Su
precisin es de 1:750 a 1:1500.
Taquimetra de mira horizontal
Medicin indirecta de distancia con teodolito y mira horizontal,
o conocida tambin como estada de invar. En este mtodo solo se
pueden medir distancias horizontales. Su precisin es de 1:4000 a
1:50000. Tambin es llamado Mtodo paralctico, por basarse en la
resolucin de un ngulo agudo muy pequeo, generalmente menor a 1
grado, como los ngulos de paralaje astronmico.
No era un mtodo de un uso muy extendido, ya que la mira
paralctica o estada de INVAR tena un costo excesivo, pero su
alcance y su precisin lo hacan especialmente til en trabajos
topogrficos, aunque ha cado en desuso con el advenimiento de los
mtodos electrnicos, los electrodistancimetros, las estaciones
totales y los instrumentos basados en el G.P.S.
Consiste en la resolucin de un tringulo rectngulo angosto del
que se mide el ngulo ms agudo; el cateto menor es conocido ya que
es la mitad de una mira (llamada paralctica), horizontal fabricada
en un material sumamente estable, generalmente Invar, de dos metros
de largo (se eligi esta longitud de 2,00 m porque la mitad es 1,00
m lo que luego facilita el clculo); y el cateto mayor es la
distancia (D) que queremos averiguar, la cual se deber calcula.
Instrumentos Topogrficos
Estacin Total
GPS Colector de DatosUNIVERSIDAD TECNOLGICA DE SANTIAGOUTESA
ASIGNATURA:
Lab.de Topografa 1
TEMA:Estaciones total
Posicionamiento Global GPS
Colector de Datos
Curva de Nivel
TaquimetraPRESENTADO POR: Evelyn Lizardo2-08-1455
PRESENTADO A:
ING. Enrique TolentinoSantiago de los Caballeros
Repblica Dominicana.
23de Agosto, 2010.
