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UDH
07/10/2013
2013
TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
INTRODUCCIÓN
En el informe que a continuación se presenta, fue realizado en la UNIVERSIDAD DE
HUÁNUCO, se explica el trabajo conjunto de un grupo de estudiantes de la Escuela
Académico Profesional de INGENIERÍA CIVIL, del curso de Topografía I, con la finalidad de
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LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
que estos puedan hacer práctica de la teoría antes enseñada, así mismo pudiendo
complementar y reforzar los conocimientos ya adquiridos en las aulas.
También damos a conocer como realizar, “LA MEDICION DE UNO DE LOS PABELLONES DE
LA UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO, CON BRÚJULA Y GPS “
Así mismo se presenta la definición de BRÚJULA Y GPS, para el mejor entendimiento de la
práctica.
LEVANTAMIENTO CON BRÚJULA Y GPS DEL PABELLÓN N°1
1. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1 UBICACIÓN
Departamento: Huánuco
Provincia: Huánuco
Distrito: Amarilis
Dirección: Pabellón N° 1 de la UDH (Esperanza).
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1.2 VIAS DE ACCESO
Para la realizar esta práctica nos tuvimos que reunir dos veces, la primera fue el
jueves 26 de Setiembre del 2013, en el salón de clases en el pabellón N°2, aula
305, en donde recibimos instrucciones previas a la práctica, luego nos dirigimos
al lugar donde se iba a realizar la práctica con la brújula, que en nuestro caso
fue el pabellón N° 1, luego el sábado 28 de setiembre nos reunimos en el
pabellón N° 1 a la 9:30 am. Donde precedimos a realizar la práctica con el GPS.
1.3 CLIMA
El 26 de setiembre del 2013 tuvimos un día soleado con viento moderado.
El 28 de setiembre del 2013, tuvimos un día soleado, sin presencia de corrientes
de aire
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO PRINCIPAL
Realizar el levantamiento topográfico del Pabellón N°1, utilizando la
brújula y el GPS.
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICOS
Alcanzar un buen manejo de estos equipos, ya que será de gran utilidad
para los levantamientos posteriores.
Ocupar de forma correcta el GPS y la brújula.
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Procesar la información y llevarla a un plano quedando representada la
superficie del terreno.
Conocer el grado de confiabilidad de estos dos equipos.
Facilitar mediciones de rumbos y azimuts en orientación de líneas o
ejes.
3. JUSTIFICACIÓN
Las prácticas realizadas fueron ejecutadas con la finalidad de levantar el perímetro
del pabellón N° 1, utilizando la brújula y el GPS, con la finalidad de conocer cuál de
ellos nos da una medida más a acorde con la realidad.
Ya que tenemos la necesidad de aplicar la teoría que se nos ha enseñado a través
de la demostración de cada uno de nosotros en forma práctica.
4. MARCO TEÓRICO
4.1 LEVANTAMIENTO CON BRÚJULA
Antes de la invención del teodolito, la brújula representaba para los ingenieros,
agrimensores y topógrafos el único medio práctico para medir direcciones y
ángulos horizontales.
A pesar de los instrumentos sofisticados que existen actualmente, todavía se
utiliza la brújula en levantamientos aproximados y continuos siendo un
aparato valioso para los geólogos, y los ingenieros catastrales.
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4.1.1 CONCEPTOS DE AZIMUT Y RUMBO
La dirección de los alineamientos en topografía se dan en función del
ángulo que se forma con el meridiano de referencia y puede ser de dos
tipos: azimuts o rumbos.
AZIMUT El azimut de una línea es el ángulo horizontal medido en el sentido
de las manecillas del reloj a partir de un meridiano de referencia.
Lo más usual es medir el azimut desde el Norte (sea verdadero,
magnético o arbitrario), pero a veces se usa el Sur como referencia.
Los azimuts varían desde 0° hasta 360° y no se requiere indicar el
cuadrante que ocupa la línea observada.
RUMBO
El rumbo de una línea es el ángulo horizontal agudo (<90°) que
forma con un meridiano de referencia, generalmente se toma
como tal una línea Norte-Sur que puede estar definida por el N
geográfico o el N magnético (si no se dispone de información sobre
ninguno de los dos se suele trabajar con un meridiano, o línea de
Norte arbitraria).
4.1.2 CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR UNA BRÚJULA
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La línea de los Ceros Norte-Sur debe coincidir con el plano vertical de
la visual definida por la Pínulas.
Si esto no se cumple, las líneas cuyos rumbos se miden quedarán
desorientadas, aunque a veces se desorienta a propósito para
eliminar la declinación.
La recta que une las 2 puntas de la aguja debe pasar por el eje de
rotación, es decir, la aguja en sí debe ser una línea recta.
4.1.3 USOS DE LA BRÚJULA
Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos
preliminares, para tomar radiaciones en trabajos de
configuraciones, para polígonos apoyados en otros levantamientos
más precisos.
Levantamientos de Polígonos con Brújula y Cinta.
El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los
vértices, rumbos directos e inversos de los lados que allí concurran,
pues así, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor
de ángulo interior, correctamente, aunque haya alguna atracción
local. Con esto se logra obtener los ángulos interiores de polígono,
verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de
existir, sólo producen desorientación de las líneas.
4.2 LEVANTAMIENTO CON GPS
El sistema de posicionamiento global
(GPS) es una red de satélites que
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orbitan la Tierra en puntos fijos por encima del planeta y transmiten señales a
cualquier receptor GPS en la Tierra. Estas señales llevan un código de tiempo y
un punto de datos geográficos que permite al usuario identificar su posición
exacta, la velocidad y el tiempo en cualquier parte del planeta.
4.2.1 ARQUITECTURA DEL SISTEMA GPS
El sistema se descompone en tres segmentos básicos, los dos primeros
de responsabilidad militar: segmento espacio, formado por 24 satélites
GPS con una órbita de 26560 Km. de radio y un periodo de 12 h.;
segmento control, que consta de cinco estaciones monitoras
encargadas de mantener en órbita los satélites y supervisar su correcto
funcionamiento, tres antenas terrestres que envían a los satélites las
señales que deben transmitir y una estación experta de supervisión de
todas las operaciones; y segmento usuario, formado por las antenas y
los receptores pasivos situados en tierra. Los receptores, a partir de los
mensajes que provienen de cada satélite visible, calculan distancias y
proporcionan una estimación de posición y tiempo.
4.2.2 NIVELES DE SERVICIO
El sistema GPS proporciona dos niveles diferentes de servicio que
separan el uso civil del militar:
Servicio de Posicionamiento Estándar (SPS, Standard Positioning
Service). Precisión normal de posicionamiento civil obtenida con
la utilización del código C/A de frecuencia simple.
Servicio de Posicionamiento Preciso (PPS, Precise Positioning
Service).
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Este posicionamiento dinámico es el de mayor precisión, basado en el
código P de frecuencia dual, y solo está accesible para los usuarios
autorizados.
4.2.3 FUENTES DE ERROR
A continuación se describen las fuentes de error que en la actualidad
afectan de forma significativa a las medidas realizadas con el GPS:
• Perturbación de la ionosfera. La ionosfera está formada por una
capa de partículas cargadas eléctricamente que modifican la velocidad
de las señales de radio que la atraviesan.
• Fenómenos meteorológicos. En la troposfera, cuna de los fenómenos
meteorológicos, el vapor de agua afecta a las señales
electromagnéticas disminuyendo su velocidad. Los errores generados
son similares en magnitud a los causados por la ionosfera, pero su
corrección es prácticamente imposible.
• Imprecisión en los relojes. Los relojes atómicos de los satélites
presentan ligeras desviaciones a pesar de su cuidadoso ajuste y control;
lo mismo sucede con los relojes de los receptores.
• Interferencias eléctricas imprevistas. Las interferencias eléctricas
pueden ocasionar correlaciones erróneas de los códigos aleatorios o un
redondeo inadecuado en el cálculo de una órbita. Si el error es grande
resulta fácil detectarlo, pero no sucede lo mismo cuando las
desviaciones son pequeñas y causan errores de hasta un metro.
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• Interferencia "Disponibilidad Selectiva S/A". Constituye la mayor
fuente de error y es introducida deliberadamente por el estamento
militar.
• Topología receptor-satélite. Los receptores deben considerar la
geometría receptor-satélites visibles utilizada en el cálculo de
distancias, ya que una determinada configuración espacial puede
aumentar o disminuir la precisión de las medidas. Los receptores más
avanzados utilizan un factor multiplicativo que modifica el error de
medición de la distancia (dilución de la precisión geométrica). Las
fuentes de error pueden agruparse según que dependan o no de la
geometría de los satélites. El error debido a la Disponibilidad Selectiva y
los derivados de la imprecisión de los relojes son independientes de la
geometría de los satélites, mientras que los retrasos ionosféricos,
troposféricos y los errores multisenda dependen fuertemente de la
topología. Los errores procedentes de las distintas fuentes.
5. INSTRUMENTOSA continuación mostramos la relación de instrumentos utilizados para la presente
práctica:
a) LIBRETA TOPOGRAFICA.-cuaderno con
hojas milimetradas para apuntar los
datos de campo obtenidos en el
levantamiento topográfico realizado con
la brújula y el GPS.
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b) WINCHA.- cinta graduada utilizada para
medir distancias, en este caso utilizaremos
una de plástico de 50 metros.
c) BRÚJULA.- Se empleó una brújula de
marca Brunton, utilizada para realizar el
levantamiento del perímetro del pabellón
N° 1.
d) GPS.- Se empleó un GPS de marca Garmin
modelo GPSmap 60CSx, utilizada para
realizar el levantamiento del perímetro del
pabellón N° 1.
6. PROCEDIMIENTO
A continuación explicaremos con detalles el procedimiento de la medición del
perímetro del pabellón N°1, tanto con la brújula como con el GPS.
6.1 LEVANTAMIENTO CON BRÚJULA
Nos ubicamos correctamente en el pabellón que vamos a medir.
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Antes de empezar a levantar el perímetro del pabellón N° 1, verificamos
que no tengamos accesorios de metal cerca a la brújula ya que
ocasionaría un error en la lectura de los azimuts y rumbos.
Empezamos en uno de los puntos o aristas del pabellón.
Este procedimiento se tiene que hacer con mucha exactitud, ya que la
brújula debe estar mirando al siguiente punto y debe estar nivelada.
Al momento de tomar los datos con la brújula, consideramos colocarla
en la tabiquería (muros), con la finalidad de reducir el error ocasionado
por los fierros de las columnas.
Se tomará las medidas de ida y vuelta.
6.2 LEVANTAMIENTO CON GPS
Antes de empezar la toma de datos con el GPS, debemos esperar que
carguen un mínimo de 8 satélites con la finalidad que el error se reduzca
a + - 3 m.
Se procede a tomar los datos en cada punto o arista del pabellón, en
total 39 puntos.
En cada punto se debe esperar un tiempo prudencial con la finalidad
que los datos no cambien.
Para que al momento del modelado en el Auto CAd Civil 3D, las curvas
de nivel puedan salir fuera de perímetro del pabellón se tomará puntos
fuera del perímetro del pabellón.
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NOTA Una consideración muy importante es que el cielo debe estar
despejado para que el GPS pueda captar la mayor cantidad de satélites
y darnos unos datos más exactos.
7. RESULTADOS:
A continuación mostramos los resultados obtenidos con cada uno de los equipos
utilizados en esta práctica.
7.1 DATOS OBTENIDOS CON BRÚJULA
Al modelar los datos obtenidos con la brújula obtuvimos una error de cierre de
2.1683 m.
E=√X2+Y 2
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E=√1.99742+0.84382
E=2.1683m.
Al corregir los ángulos y compensar los azimuts, obtuvimos un área de 532.96
m2. Con un perímetro de 145.80 m.
7.2 DATOS OBTENIDOS CON GPS
Según los datos obtenidos con el GPS, podemos mencionar que obtuvimos un
área de 1516 m2, con un perímetro de 248 m.
Y en el plano se modelo un área que no es acorde con la realidad, con datos
muy dispersos entre sí.
CONCLUSIONES
En el presente informe se da a conocer lo que es un levantamiento
topográfico con cinta, brújula y GPS, lo cual cumple el objetivo principal de este trabajo.
El uso de estos instrumentos no era el mejor para lograr una buena medición, ya que existen otros instrumentos tales como el nivel, teodolito,
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los, con los cuales podemos obtener de manera más exacta y eficiente los mismos datos que obtuvimos utilizando la cinta, brújula y GPS.
Logramos automatizar los datos tomados en campo, el cual nos permitió plasmar en un plano del terreno.
Se logró afianzar los conocimientos del curso de topografía I contrastando la teoría – práctica, el cual nos permite tener una idea clara del uso correcto de los instrumentos mencionados en el presente informe.
Con respecto al GPS se tiene dificultades de uso en zonas urbanas, cerradas, con edificios altos y zonas arboladas y boscosas, debido a las continuas pérdidas de la señal de los satélites.
RECOMENDACIONES
Se recomienda para el uso del GPS, que el clima este despejado para que el equipo pueda captar los satélites de lo contrario el margen de error crecerá.
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Se debe tener cuidado al utilizar la brújula, de no colocar en zonas que existen metal, ya que esto generara atracción con la aguja imantada y por tanto toda lectura que se realice será invalidad.
También debemos recomendar que la brújula debe estar correctamente nivelada y calibrada al momento de la toma de datos de lo contrario los resultados no serán los adecuados.
Se recomienda finalmente que el operador conozca correctamente el uso del GPS, para evitar pérdida de tiempo y de datos en el campo.
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ANEXOS 1CALCULO DE MEDIDAS
DATOS OBTENIDOS CON LA BRÚJULA
ESTACIÓN PUNTO VISADO
RUMBO OBSERVADO DISTANCIA
ÁNGULO INTERNO
CALCULADO
ÁNGULO INTERNO
CORREGIDO
RUMBO CORREGIDO
P1 P2 N 73 ˚ E2.62 114° 116° N 81 ˚ E
P2 P1 S 72 ˚ W154° 156°
S 81 ˚ WP2 P3 N47 ˚ E
1.42N57 ˚ E
P3 P2 S57 ˚ W303° 305°
S57 ˚ WP3 P4 S5 ˚ W
1.9S2 ˚ W
P4 P3 N10 ˚ E135° 136°
N2 ˚ EP4 P5 S35 ˚ E
1.39S42 ˚ E
P5 P4 N40 ˚ W137° 138°
N42 ˚ WP5 P6 S83 ˚ E
7.56S84 ˚ E
P6 P5 N85 ˚ W224° 225°
N84 ˚ WP6 P7 S41 ˚ E
1.43S39 ˚ E
P7 P6 N40 ˚ W135° 136°
N39 ˚ WP7 P8 S85 ˚ E
6.9S83 ˚ E
P8 P7 N85 ˚ W 137° 139° N83 ˚ W
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P8 P9 N52 ˚ E1,40
N55 ˚ EP9 P8 S48 ˚ W
137° 138°S55 ˚ W
P9 P10 N5 ˚ E6.3
N13 ˚ EP10 P9 S5 ˚ W
270° 271°S13 ˚ W
P10 P11 S85 ˚ E8.75
S76 ˚ EP11 P10 N86 ˚ W
276° 277°N76 ˚ W
P11 P12 S10 ˚ W6.3
S21 ˚ WP12 P11 N10 ˚ E
128° 129°N21 ˚ E
P12 P13 S42 ˚ E1.43
S30 ˚ EP13 P12 N38 ˚ W
132° 133°N30 ˚ W
P13 P14 S87 ˚ E6.9
S77 ˚ EP14 P13 N86 ˚ W
138° 139°N77 ˚ W
P14 P15 N52 ˚ E1.47
N62 ˚ EP15 P14 S52 ˚ W
223° 224°S62 ˚ W
P15 P16 S85 ˚ E7.8
S74 ˚ EP16 P15 N82 ˚ W
135° 136°N74 ˚ W
P16 P17 N53 ˚ E1.45
N62 ˚ EP17 P16 S54 ˚ W
136° 137°S62 ˚ W
P17 P18 N10 ˚ E5.9
N19 ˚ EP18 P17 S15 ˚ W
77° 78°S19 ˚ W
P18 P19 N88 ˚ W4.33
N83 ˚ WP19 P18 S86 ˚ E
261° 262°S83 ˚ E
P19 P20 N5 ˚ W3.96
N1 ˚ WP20 P19 S5 ˚ E
137° 139°S1 ˚ E
P20 P21 N48 ˚ W1.33
N42 ˚ WP21 P20 S42 ˚ E
142° 144°S42 ˚ E
P21 P22 N80 ˚ W2.7
N78 ˚ WP22 P21 S80 ˚ E
130° 132°S78 ˚ E
P22 P23 S52 ˚ W1.39
S54 ˚ WP23 P22 N47 ˚ E
322° 324°N54 ˚ E
P23 P24 N9 ˚ E1.89
N18 ˚ EP24 P23 S9 ˚ W
128° 130°S18 ˚ W
P24 P25 N43 ˚ W1.43
N32 ˚ WP25 P24 S41 ˚ E
132° 134°S32 ˚ E
P25 P26 N89 ˚ W7.53
N78 ˚ WP26 P25 S89 ˚ E
231° 233°S78 ˚ E
P26 P27 N39 ˚ W1.43
N25 ˚ WP27 P26 S37 ˚ E
129° 131°S25 ˚ E
P27 P28 N88 ˚ W6.95
N74 ˚ WP28 P27 S84 ˚ E 139° 141° S74 ˚ EP28 P29 S55 ˚ W 1.44 S67 ˚ WP29 P28 N53 ˚ E
220° 222°N67 ˚ E
P29 P30 N87 ˚ W 7.97 N71 ˚ W
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P30 P29 S84 ˚ E131° 132°
S71 ˚ EP30 P31 S47 ˚ W
1.44S62 ˚ W
P31 P30 N50 ˚ E221° 223°
N62 ˚ EP31 P32 N89 ˚ W
2.55N74 ˚ W
P32 P31 S84 ˚ E269° 270°
S74 ˚ EP32 P33 N5 ˚ E
1.06N16 ˚ E
P33 P32 S10 ˚ W134° 135°
S16 ˚ WP33 P34 N36 ˚ W
1.43N29 ˚ W
P34 P33 S30 ˚ E128° 129°
S29 ˚ EP34 P35 N82 ˚ W
4.14N80 ˚ W
P35 P34 S82 ˚ E128° 129°
S80 ˚ EP35 P36 S46 ˚ W
1.43S49 ˚ W
P36 P35 N49 ˚ E136° 137°
N49 ˚ EP36 P37 N5 ˚ W
4.14N5 ˚ W
P37 P36 S5 ˚ E
260 162
S5 ˚ EP37 P38 S86 ˚ W
1.43S87 ˚ W
P38 P37 N86 ˚ E
89 91
N87 ˚ EP38 P39 S6 ˚ E
3.93S2 ˚ E
P39 P38 N6 ˚ W
145 147
N2 ˚ WP39 P1 S41 ˚ E
1.35S35 ˚ E
P1 P39 N41 ˚ W N35 ˚ W
DATOS OBTENIDOS CON EL GPS
PUNTO ESTE NORTE ALTURA DESCRIPCIÓN
1 366416 8906367 1927 P12 366420 8906367 1928 p23 366419 8906366 1929 P34 366420 8906365 1928 P45 366421 8906363 1929 P56 366428 8906360 1929 P67 366429 8906358 1928 P78 366435 8906358 1929 P89 366439 8906361 1930 P9
10 366441 8906345 1930 P1011 366447 8906332 1930 P1112 366446 8906347 1931 P1213 366448 8906347 1931 P1314 366455 8906352 1930 P1415 366456 8906355 1931 P1516 366464 8906359 1931 P1617 366463 8906368 1931 P1718 366464 8906374 1931 P1819 366461 8906377 1930 P1920 366463 8906391 1929 P2021 366462 8906390 1929 P2122 366447 8906391 1929 P2223 366459 8906395 1929 P2324 366459 8906401 1929 P2425 366456 8906394 1929 P25
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TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
26 366448 8906390 1930 P2627 366446 8906388 1929 P2728 366440 8906386 1929 P2829 366440 8906385 1929 P2930 366432 8906384 1929 P3031 366431 8906383 1929 P3132 366431 8906396 1929 P3233 366431 8906402 1930 P3334 366428 8906393 1931 P3435 366425 8906384 1928 P3536 366423 8906384 1929 P3637 366415 8906375 1930 P3738 366416 8906375 1929 P3839 366419 8906368 1929 P3940 366413 8906359 1930 A41 366420 8906359 1931 B42 366431 8906361 1930 C43 366463 8906355 1920 D44 366452 8906357 1928 E45 366464 8906361 1929 F46 366475 8906364 1929 G47 366477 8906376 1929 H48 366477 8906387 1929 I49 366464 8906396 1929 J50 366449 8906397 1928 K51 366432 8906396 1927 L52 366415 8906394 1927 M53 377408 8906391 1927 N54 366404 8906380 1927 O55 366400 8906370 1927 P
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TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
ANEXOS 2PANEL FOTOGRÁFICO DE LA
PRÁCTICA
Ing. Luis Fernando Narro Jara Página 20
Empezando el levantamiento con
brújula en el pabellón N° 1, midiendo las
distancias que hay entre los puntos.
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Ing. Luis Fernando Narro Jara Página 21
Verificación de los puntos
tomados para corregir los
errores en la lectura de los
ángulos
Error cometido en la lectura de los ángulos, al pegar la brújula en la columna ocasionando
que el acero jale la aguja, dándonos un
ángulo erróneo.
TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
Ing. Luis Fernando Narro Jara Página 22
TOPOGRAFÍA ILEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON BRÚJULA Y GPS
ANEXOS 3PLANOS
Ing. Luis Fernando Narro Jara Página 23
