1. ESTACION TOTAL
Ing. Erik Orlando Ortega Ortega
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FILIAL JULIACA
TOPOGRAFIA II
TEMA:
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2. 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.
3. 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.
5. I PARTE - PRESENTACION
Concepto de Estación Total
Funcionamiento
Teodolito, Estación Total y
GPS
Partes Nomenclatura y
funciones
Clases y Tipos
6. Concepto de Estación Total
Se denomina estación total a un instrumento topográfico electro-
óptico cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica.
Este instrumento consiste en la incorporación de un distanciómetro
y un microprocesador a un teodolito electrónico.
DISTANCIOMETRO
MICROPROCESADOR
TEODOLITO
ELECTRONICO
ESTACION TOTAL
7. 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.
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.
DISTANCIOMETRO
MICROPROCESADOR
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
TEODOLITO ELECTRÓNICO
8. 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
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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
13. Tornillos de Manija
Nivel Tubular
Tornillo Nivelante
Enfoque
Telescopico
Batería
Tornillo Tangencial
Teclas de Función
Nivel Circular
Ocular del
Telescopico
Nomenclatura y FuncionesPartes Nomenclatura y
Funciones
24. Código IPX - Protección Líquidos
No. Descripción Definición
0 Sin protección. -----------------------------
1 G otas de agua. G otas en la vertical no afecta el equipo.
2 G otas de agua.
G otas en la vertical y con inclinación del equipo
hasta 15 º.
3 Spray de agua.
Spray de agua con angulo de 60 º en la lateral del
equipo.
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.
7
Inm ersión
tem poraria
Inm ersión a um a profundidad de hasta 1 m etro,
durante 30 m inutos.
8
Inm ersión
continua
Inm ersión continua, pero sguiendo las
especificaciones del fabricante.
26. 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.
30. 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
32. 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
40. 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
56. Medición del Angulo por Repetición
A
Ht REP
00 00’ 00”
H 0
B
V 90 30’ 40”
Hr 120 30’ 40”
Ht REP
95 10’ 15”
H 1 AVG
95 10’ 15”
Ht REP
190 20’ 35”
H 2 AVG
95 10’ 15”
57. V PARTE – MEDICION
DISTANCIAS
Medida de distancia (Continua)
Introducción de la Temperatura,
Presión y Constante de Prisma
Modos de Medición
Fino/Tracing/Grueso
Estaqueo
65. VI - MEDICION DE
COORDENADAS
Medida de Coordenadas
Introducción de Altura de Instrumento
Introducción de Altura de Prisma
Ejecución Medida de Coordenadas
NOCIONES DE CARTOGRAFIA
72. NOCIONES DE CARTOGRAFÍA
Lo que todo el mundo debería saber
sobre cartografía y sistemas de
coordenadas
73. 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.
74. 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
75. La siguiente tabla muestra los elipsoides de referencia utilizados en varios países:
Ellipse a f
Airy 1830 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
76. 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
naranja, lógicamente esta se deforma en área dirección y distancia).
77. 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
•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.
Cónica, Plana y Cilíndrica
78. 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.
79. 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
80.
81. 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
82.
83.
84. 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 dentro de este cuadrado (a 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.
85. •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
cuadrado, ya que usan 6 dígitos para el valor de Easting y 7 dígitos para el Northing.
86. VII PARTE – COLECTAR DATOS
Colecta de Datos
Menú de Operación de la
Colección de Datos
Preparación
91. VIII PARTE – PROGRAMAS DE
APLICACION
Utilización del Menu Programas
de Aplicación
Medida de Altura Remota (REM)
Medición de Entre Puntos (MLM)
Medida de Áreas
