Informe 4

Ao de la Promocion de la Industria Responsable y Compromiso Climatico

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIAS

2015

Informe 4

TOPOGRAFIA I

DOCENTE: ADOLFO OLIVERA

1. GENERALIDADES

1.1. Titulo de la prctica

1.2. Apellidos y Nombres de participantes

Sofia Estefany Gallegos Loayza. Erika Elizabeth Ccorimanya. Katty Quillahuaman Zuiga. Britany Yesabel Franco Vsquez. Grace Berrocal Carpio. Mayra Ochoa. Betty Lizeth Holgado Quehuarucho. Alexander Garcia Montalvo. Carlos Chavez Sanchez. Ivanof Salas Cardenas. Lucero Jalixto Condori

1.3. Profesor de teora y prctica Adolfo Olivera1.4. Fecha de realizacin y entrega de la prctica 22 de Marzo del 2015

2. INTRODUCCIN2.1. ObjetivosNIVEL DE INGENIERO

Comprender las funciones del nivel topogrfico. Encontrar las diferencias entre el nivel de ingeniero mecnico y el nivel de ingeniero electrnico. Entender y llevar a cabo el funcionamiento externo, interno y tcnicas de los diferentes niveles de ingenieros.ESTACIN TOTAL Uso de la estacin total en el campo para medir distancias y ngulos, cuyos resultados aplicaremos en el gabinete. Aprender a utilizar adecuadamente la estacin total, procurando minimizar en lo mayor posible los errores que se puedan cometer.TEODOLITO Conocer las partes fundamentales y las bsicas de los teodolitos. Conocer las condiciones bsicas que deben cumplir estos instrumentos para su funcionamiento correcto. Adquirir habilidad en el manejo de estos instrumentos.GPS Aprender a configurar un receptor gps Conocer tcnicas de geo posicionamiento a travs del uso de gps Ubicar puntos de control terrestre2.3. Importancia de la prcticaEn esta practica se utilizo diferentes equipos de nivelacin se vio la forma en la que se utiliza y para conocer mas.

2.4. Aspectos GeneralesEl dia que se realizo la practica el clima estaba soleado la practica se llevo acabo el 22 de marzo del 2015 a las 10:00 am.

3. DESARROLLO DEL CAMPO 3.1. Equipo empleado en el trabajo

NIVEL DE INGENIERO.

A. COMO ESTA COMPUESTO.Dependiendo del tipo y la marca, el nivel podr presentar distintos elementos que lo caracterizaran, y a la vez, diferenciar de otros modelos. En tal sentido, es la tecnologa la que ha ido marcando tendencias en funcin de los avances y de las necesidades del usuario. Al margen del tipo, marca o modelo de nivel, todos poseen dos elementos para su total nivelacin y, que a su vez, determinaran la perfecta instalacin de este; el primero, es el nivel esfrico, que corresponde a una esfera con su parte alta transparente de cristal de vidrio, en la cual existe una graduacin circular con una burbuja de aire en su interior, la que una vez centrada permite que el instrumento defina planos horizontales. Sirve como primera aproximacin debido a su insuficiente sensibilidad. El segundo elemento es de mayor sensibilidad y vara segn la marca y ao de fabricacin del nivel, pudiendo as presentar: nivel tubular, tornillo de trabajo o si es moderno un pndulo compensador, con lo cual el instrumento pasa a denominarse automtico. El nivel tubular consiste en un tubo de cristal o vidrio ligeramente curvado, cerrado en sus extremos y casi lleno de un lquido fluido, quedando una parte de este tubo lleno de una mezcla de gas aire que corresponde a la burbuja de nivel, cuyo centro va a coincidir siempre con el punto ms alto del tubo. A mayor radio de curvatura, mayor ser su sensibilidad.

B. INSTRUMENTO NECESARIOS PARA TRABAJAR CON EL NIVEL: TRIPODE DE ALUMINIO Para manejar cmodamente un instrumento, ha de situarse de modo que la altura del anteojo sobre el suelo sea, poco ms o menos, de 1,40m, segn la altura del operador y para ello se utilizan los trpodes, formados, como su nombre lo indica, por tres pies de madera o de metales ligeros que sostienen el soporte en el que se apoya el instrumento. Los usuales son los denominados de meseta, pueden ser rgidas o extensibles, contando con una cabeza de madera o metal, en forma de plataforma o meseta circular o triangular, sobre la cual se coloca el instrumento. Especificaciones Tcnicas:

Apertura rpida Cierre rpido y cinturn de transporte. Altura: aprox. 1,60m y Peso aprox. 5kg

C. MIRA TELESCOPICA DE ALUMINIO Cada vez que se va a realizar una lectura sobre la mira, esta debe estar totalmente vertical. La verticalidad se logra por estimacin o por medio de una niveleta o nivel esfrico (en este caso no se utilizaron), de lo contrario la persona que este con la mira (alarife) puede vascular de manera que la menor lectura s la correcta. Especificaciones Tcnicas: Mira Telescpica Divisin E rojo/blanco

D. INSTALACION DEL NIVEL DE INGENIERO El nivel debe ubicarse en la posicin deseada, permitiendo visualizar la mayor cantidad de puntos a medir, con las patas del trpode bien abiertas y firmemente enterradas en el suelo de manera de que la plataforma se mantenga lo ms horizontal posible. Se orienta el anteojo en la direccin de dos tornillos y se centra la burbuja; enseguida se gira el anteojo en 90 y se repite la misma operacin con el tercer tornillo.Una vez bien centrada la burbuja, si el instrumento esta corregido la visual ser horizontal.

ELEMENTOS GEOMETRICOS DEL NIVEL.Eje vertical de rotacin (EVR): Eje imaginario en torno al cual gira el instrumento.

Lnea de Fe del Nivel Tubular: Es la tangente del punto medio superior del nivel tubular; en el caso de que la burbuja est centrada la lnea de fe estar horizontal, o sea, es la tangente en el centro de las graduaciones del nivel tubular.

Eje ptico o Eje de Colimacin: Eje imaginario que resulta de la unin del centro de la lente objetivo con el cruce de los hilos principales del retculo. Hilo Horizontal del Retculo: Corresponde al hilo medio.

Hilo Horizontal del Retculo: Corresponde al hilo medio.

ESTACION TOTALUna estacin total es un instrumento electrnico/ptico utilizado en topografa moderna. La estacin total es un teodolito electrnico integrado con un medidor de distancia electrnico para leer distancias geomtricas del instrumento a un punto en particular.Estaciones totales robticas permiten al operador controlar el instrumento desde una distancia a travs de control remoto. Esto elimina la necesidad de un asistente miembro del personal como el operador sostiene el reflector y controla la estacin total desde el punto observado.

TecnologaCoordinar la medicinLas coordenadas de un punto desconocido en relacin con una coordenada conocida se puede determinar utilizando la estacin total, siempre y cuando una lnea de visin directa se puede establecer entre los dos puntos. Los ngulos y las distancias se miden desde la estacin total de puntos por debajo de la encuesta, y las coordenadas de los puntos medidos en relacin con la posicin de la estacin total se calculan utilizando la trigonometra y la triangulacin. Para determinar una posicin absoluta de una estacin total requiere lnea de vista y observaciones se debe configurar en un punto conocido o con la lnea de visin de 2 o ms puntos con ubicacin conocida.Por esta razn, algunas estaciones totales tambin tienen un receptor de Sistema Satelital de Navegacin Global y no requieren una lnea de visin directa para determinar las coordenadas. Sin embargo, las mediciones GNSS pueden requerir perodos de ocupacin ms largos y ofrecen relativamente poca precisin en el eje vertical.Medicin de ngulos Ms modernos instrumentos de estacin total mide los ngulos por medio de electro-ptico de escaneado de cdigos de barras digitales extremadamente precisas grabadas en la rotacin de los cilindros de vidrio o discos dentro del instrumento. Las mejores estaciones de calidad total son capaces de medir ngulos de hasta 0,5 segundos de arco. Barato "grado de construccin" estaciones totales generalmente pueden medir ngulos a 5 o 10 segundos de arco.Medicin de la distancia La medicin de la distancia se logra con un horno de microondas o seal portadora modulada infrarroja, generada por un pequeo emisor de estado slido dentro de la trayectoria ptica del instrumento, y reflejado por un prisma reflector o el objeto bajo estudio. El patrn de modulacin de la seal de retorno es ledo e interpretada por el equipo de la estacin total. La distancia se determina mediante la emisin y la recepcin de mltiples frecuencias, y determinar el nmero entero de longitudes de onda para el objetivo para cada frecuencia. Mayora de las estaciones totales utilizan especialmente diseados vidrio reflectores de esquina de cubo prisma de la seal EDM. Una estacin total tpico puede medir distancias con una precisin de alrededor de 1,5 milmetros 2 partes por milln sobre una distancia de hasta 1500 metros.Estaciones totales sin reflector pueden medir las distancias a cualquier objeto que es razonablemente claro en color, hasta unos pocos cientos de metros.

Proceso de datos Algunos modelos incluyen el almacenamiento electrnico de datos interna para grabar distancia, ngulo horizontal, y el ngulo vertical medido, mientras que otros modelos estn equipados para escribir estas mediciones a un colector de datos externo, tal como un ordenador de mano.Cuando los datos se descargan desde una estacin total en un ordenador, software de aplicacin se puede utilizar para calcular resultados y generar un mapa de la zona estudiada. La nueva generacin de estaciones totales tambin puede mostrar el mapa en la pantalla tctil del instrumento despus de la medicin de los puntos.AplicacionesEstaciones totales son utilizadas principalmente por los topgrafos e ingenieros civiles, ya sea para registrar caractersticas como en el levantamiento topogrfico o establecer caractersticas. Tambin son utilizados por los arquelogos a las excavaciones de registro y de la polica, los investigadores de la escena del crimen, reconstruccin de accidentes y compaas privadas de seguros para tomar mediciones de las escenas.Minera Estaciones totales son el instrumento de la encuesta principal utilizado en topografa minera.Una estacin total se utiliza para registrar la localizacin absoluta de las paredes del tnel, techos y pisos que son impulsadas las derivas de una mina subterrnea. Los datos registrados se descargan en un programa de CAD, y en comparacin con la disposicin diseada del tnel.El partido de la encuesta instala estaciones de control a intervalos regulares. Estos son pequeos tapones de acero instalada en pares de agujeros perforados en las paredes o la parte posterior. Para las estaciones de pared, dos enchufes estn instalados en paredes opuestas, formando una lnea perpendicular a la deriva. Para las estaciones de espalda, dos tapones se instalan en la parte posterior, formando una lnea paralela a la deriva.Un conjunto de tapones puede ser usado para localizar la estacin total creado en una deriva o tnel mediante el procesamiento de las mediciones a los enchufes de interseccin y la reseccin.

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL DIFERENCIAL (GPS)

Elsistema de posicionamiento global(GPS) es un objeto que permite a una persona determinar en todo el mundo la posicin de un objeto, una persona o un vehculo con una precisin hasta de centmetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisin. El sistema fue desarrollado, instalado y empleado por elDepartamento de Defensa de los Estados Unidos. El sistema GPS est constituido por 24 satlites y utiliza latrilateracinpara determinar en todo el globo la posicin con una precisin de ms o menos metros.El GPS funciona mediante una red de 24satlitesen rbita sobre el planeta tierra, a 20200km de altura, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de laTierra. Cuando se desea determinar la posicin, el receptor que se utiliza para ello localiza automticamente como mnimo cuatro 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 el 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 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.La antiguaUnin Soviticaconstruy un sistema similar llamadoGLONASS, ahora gestionado por laFederacin Rusa.Actualmente laUnin Europeaest desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satlite, denominadoGalileo.A su vez, laRepblica Popular Chinaest implementando su propio sistema de navegacin, el denominadoBeidou, prevn que cuente con 12 y 14 satlites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deber contar con 30 satlites. En abril de 2011 tenan ocho en rbita.

DGPS o GPS diferencial

EstacinLeicade referencia DGPS.

ElDGPS(Differential GPS), o GPS diferencial, es un sistema que proporciona a los receptores de GPS correcciones de los datos recibidos de los satlites GPS, con el fin de proporcionar una mayor precisin en la posicin calculada. Se concibi fundamentalmente debido la introduccin de ladisponibilidad selectiva(SA).El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o de forma muy similar) a los receptores situados prximos entre s. Los errores estn fuertemente correlacionados en los receptores prximos.Un receptor GPS fijo en tierra (referencia) que conoce exactamente su posicin basndose en otras tcnicas, recibe la posicin dada por el sistema GPS, y puede calcular los errores producidos por el sistema GPS, comparndola con la suya, conocida de antemano. Este receptor transmite la correccin de errores a los receptores prximos a l, y as estos pueden, a su vez, corregir tambin los errores producidos por el sistema dentro del rea de cobertura de transmisin de seales del equipo GPS de referencia.En suma, la estructura DGPS quedara de la siguiente manera: Estacin monitorizada (referencia), que conoce su posicin con una precisin muy alta. Esta estacin est compuesta por: Un receptor GPS. Un microprocesador, para calcular los errores del sistema GPS y para generar la estructura del mensaje que se enva a los receptores. Transmisor, para establecer un enlace de datos unidireccional hacia los receptores de los usuarios finales. Equipo de usuario, compuesto por un receptor DGPS (GPS + receptor del enlace de datos desde la estacin monitorizada).Existen varias formas de obtener las correcciones DGPS. Las ms usadas son: Recibidas porradio, a travs de algn canal preparado para ello, como elRDSen una emisora deFM. Descargadas deInternet, o con unaconexin inalmbrica. Proporcionadas por algn sistema de satlites diseado para tal efecto. EnEstados Unidosexiste elWAAS, enEuropaelEGNOSy enJapnelMSAS, todos compatibles entre s.En los mensajes que se envan a los receptores prximos se pueden incluir dos tipos de correcciones: Una correccin directamente aplicada a la posicin. Esto tiene el inconveniente de que tanto el usuario como la estacin monitora debern emplear los mismos satlites, pues las correcciones se basan en esos mismos satlites. Una correccin aplicada a las pseudodistancias de cada uno de los satlites visibles. En este caso el usuario podr hacer la correccin con los cuatro satlites de mejorrelacin seal-ruido(S/N). Esta correccin es ms flexible.El error producido por la disponibilidad selectiva (SA) vara incluso ms rpido que la velocidad de transmisin de los datos. Por ello, junto con el mensaje que se enva de correcciones, tambin se enva el tiempo de validez de las correcciones y sus tendencias. Por tanto, el receptor deber hacer algn tipo de interpolacin para corregir los errores producidos.Si se deseara incrementar el rea de cobertura de correcciones DGPS y, al mismo tiempo, minimizar el nmero de receptores de referencia fijos, ser necesario modelar las variaciones espaciales y temporales de los errores. En tal caso estaramos hablando del GPS diferencial de rea amplia.Con el DGPS se pueden corregir en parte los errores debidos a: Disponibilidad selectiva(eliminada a partir del ao2000). Propagacin por laionosfera-troposfera. Errores en la posicin del satlite (efemrides). Errores producidos por problemas en el reloj del satlite.Para que las correcciones DGPS sean vlidas, el receptor tiene que estar relativamente cerca de alguna estacin DGPS; generalmente, a menos de 1000km. Las precisiones que manejan los receptores diferenciales son centimtricas, por lo que pueden ser utilizados en ingeniera.-permite determinar en todo el mundo la posicin de un objeto, una persona o un vehculo con una precisin hasta de centmetros.Funcionamiento

La informacin que es til al receptor GPS para determinar su posicin se llama efemrides. En este caso cada satlite emite sus propias efemrides, en la que se incluye la salud del satlite (si debe o no ser considerado para la toma de la posicin), su posicin en el espacio, su hora atmica, informacin doppler, etc.Mediante latrilateracinse determina la posicin del receptor: Cada satlite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satlite y de radio la distancia total hasta el receptor. Obteniendo informacin de dos satlites queda determinada una circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas en algn punto de la cual se encuentra el receptor. Teniendo informacin de un tercer satlite, se elimina el inconveniente de la falta de sincronizacin entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satlites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posicin 3D exacta (latitud,longitudyaltitud).

4. CONCLUSIONES

EL TEODOLITO El teodolito es un instrumento de medicin mecnico-ptica universal que sirve para medir ngulos verticales y, sobre todo horizontales. Tiene una precisin elevada con otras herramientas auxiliares, puede medir distancias y desniveles. Es porttil y manual; est hecho con fines topogrficos , se persigue con la prctica es el de dar a conocer al estudiante el modo de utilizar el teodolito para realizar levantamientos topogrficos planimtricos registrando datos necesarios para representar grficamente poligonales cerrada y tambin abiertasNIVEL DE INGENIEROComo nos podemos dar cuenta, el nivel de ingeniero es un instrumento fundamental en la topografa igual que la mira, ambas son fundamentales y bsicas en lo que es la nivelacin, gracias al nivel topogrfico, es posible determinar la diferencia de alturas de diferentes puntos.LA ESTACIN TOTALUn instrumento topogrfico de ltima generacin, que integra en un solo equipo medicin electrnica de distancias y ngulos, comunicaciones internas que permiten la transferencia de datos a un procesador interno o externo y que es capaz de realizar mltiples tareas de medicin, guardado de datos y clculos en tiempo real.GPSEste segmento lo conforman la totalidad de usuarios del sistema y los receptores GPS. Recibe las seales que envan los satlites y las utiliza para determinar la posicin del punto o mvil. Empleando las seales de cuatro satlites un receptor GPS puede calcular la posicin en el espacio tridimensional (X, Y, Z) y el tiempo (UTC*) La aplicacin principal del sistema GPS es la navegacin en tres dimensiones (X, Y, Z).

5. ANEXOS