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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAUNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILCIVIL
Radiación con Estación totalRadiación con Estación total
CURSO : Topografía II
DOCENTE: Ing. Sergio Huaman Sangay
ALUMNO: Díaz Villar Jimmy Antony.
CICLO : IV
Cajamarca, Noviembre del 2010
Universidad Nacional de Cajamarca
I. Introducción:
En esta época nos encontramos con situaciones en las cuales, la tecnología nos muestra que dentro de las actividades diarias en el campo de la topografía se requiere de realizar trabajos con mayor rapidez y a su vez que la calidad no disminuya al contrario que la calidad sea incrementada, en tiempos anteriores se tenían instrumentos también de buena calidad pero se requería de bastante tiempo para obtener resultados de gran precisión, además de una gran cantidad de personal, con lo cual se incrementaban los costos en la realización de las actividades encomendadas, por lo tanto la topografía se moderniza y se actualiza constantemente de acuerdo a las necesidades de las actividades topográficas de hoy en día.
En este método la precisión debe ser muy alta, para que el trabajo quede lo mejor posible. En la presente práctica se llevo a cabo un levantamiento topográfico con una sola Estación total en un terreno de poca extensión.
Al concluir el desarrollo de la práctica todo el grupo se dio cuenta de la sencillez, exactitud y precisión del Trabajo con la estación total que difiere de los errores que se pueden cometer en el trabajo con un teodolito.
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II. Marco teórico
Estación total
La Estación Total es un instrumento topográfico de última generación, que integra en un solo equipo medición electrónica de distancias y ángulos, comunicaciones internas que permiten la transferencia de datos a un procesador interno o externo y que es capaz de realizar múltiples tareas de medición, guardado de datos y cálculos en tiempo real.
Además dispone de los elementos ópticos y mecánicos, imprescindibles en todos los taquímetros.
Una estación total posee básicamente 3 componentes:
Mecánico: el limbo, los ejes y tornillos, el nivel, la base nivelante.
Óptico: el anteojo y la plomada óptica
Electrónico: el distanciómetro, los lectores de limbos, el software y la memoria
Los componentes óptico y mecánico no difieren de los que llevan los teodolitos y taquímetros clásicos de uso en topografía.
La gran ventaja de la Estación Total es la componente electrónica en cuanto a memoria interna para almacenar datos de campo, que la hace más versátil y rápida que los instrumentos clásicos.
Funcionamiento
Vista como un teodolito; una estación total se compone de las mismas partes y funciones de un teodolito. El estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total 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 del eje secundario, 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 a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.
Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas
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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. 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 ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.
Partes de una estación total.
EL COMPONENTE MECÁNICO. El esqueleto de la Estación Total
En primer lugar vamos a hacer una división de su estructura en tres bloques fundamentales:
1. Bloque A: Está constituido por la alidada que es la componente móvil de la estación y puede girar en torno a un eje vertical (principal).
2. Bloque B: Aquí está alojado el limbo horizontal. Puede moverse solidariamente a la alidada o quedar fijo con respecto a ella.
3. Bloque C: Es la base nivelante. Sirve para nivelar la estación y unirla a un trípode. Va a quedar siempre fija respecto de los movimientos de la alidada.
Los Ejes de la Estación total:
Mecánicamente tenemos 3 ejes de movimiento, que generan tres planos al producirse la rotación entorno a ellos:
1. Eje Principal: Es el eje de giro de la Alidada que es la parte móvil de la estación
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2. Eje secundario o de Muñones: Su función es servir de eje de giro del anteojo. Le permite cabecear describiendo planos verticales. El eje secundario es perpendicular al principal.
3.Eje de colimación: Se encuentra en el anteojo. Pasa por su centro y lo atraviesa longitudinalmente. Es perpendicular a su vez al eje secundario.
Los tornillos
El conjunto de giros y movimientos se controlan, en general, con una serie de tornillos que mostramos y describimos a continuación
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Tipos- Tornillos de presión y de coincidencia:
Utilidad- Los tornillos de presión se utilizan para unir rígidamente o liberar los elementos móviles de una estación. Los tornillos de coincidencia (también llamados de movimiento lento) nos permiten imprimirle movimientos suaves y lentos, provocando pequeños desplazamientos de un elemento con respecto al otro, hasta hacerle ocupar la posición deseada.
Actualmente en el mercado podemos encontrar equipos que presentan un innovador mecanismo sin fin en los tornillos de movimiento. Con este sistema no se requieren bloqueos, puesto que los ejes ofrecen cierta rigidez en el giro mediante un sistema de fricción y por lo tanto se puede prescindir de los tornillos de presión.
Otra opción la representan las “estaciones servo motorizadas”, que utilizan la última tecnología de servo motores para el giro vertical y horizontal, prescindiendo por lo tanto de los clásicos tornillos de presión y coincidencia.
EL COMPONENTE ÓPTICO
El Anteojo
El anteojo de la Estación Total está basado en el principio del anteojo astronómico.
Su función es la de poder hacer punterías a objetos o referencias para definir direcciones con precisión.
Estos son sus principales componentes:
A. Objetivo
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Lo forman dos o más lentes, con la finalidad de formar una imagen real e invertida del objeto.
B. Ocular
Son dos lentes que tienen como función principal la amplificación de las imágenes. También llevan acoplados unos prismas que invierten de nuevo la imagen para ser vista en posición normal. Otra función es la de enfocar el retículo.
C. Retículo
Es una especie de diafragma situado en el tubo ocular donde está grabada la cruz filar. Esta cruz es la que permite hacer punterías con precisión.
La imagen superior nos muestra la visión que se tiene a través del anteojo cuando hace una correcta puntería con la cruz filar hacia un prisma.
D. Montura
Lo forman tres tubos, donde van montados el ocular y el objetivo, y que además llevan un engranaje que permite alargar o acortar el anteojo para enfocar correctamente.
La plomada
Es un dispositivo que va incorporado en la base nivelante de la estación, nos permite situar o estacionar el aparato exactamente sobre el punto que queramos.
La plomada está materializada por un rayo óptico que tiene la dirección de la línea de la plomada, o vertical, de manera que a través de un pequeño anteojo podemos ver el punto de estación y centrar el instrumento.
Esta línea también puede materializarse mediante un rayo láser (plomada laser),que tiene la ventaja de permitir el el centrado a simple vista, sin lentes o prismas de por medio, aunque también sin aumentos.
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EL COMPONENTE ELECTRÓNICO
a. Lectura electrónica dimbos b. Medida electrónica de distancias
c. La gran diferencia de las Estaciones Totales respecto al resto de teodolitos y taquímetros es la integración de un complemento electrónico sólido y potente que permite tareas tales como, almacenamiento interno de medidas de campo y cálculos en tiempo real además de las ya habituales medidas electrónicas de distancias y lectura electroóptica de limbos que veremos más adelante.
Para poder realizar todo ello las estaciones incorporan un microprocesador.
Pero también es necesario un interfaz que permita al usuario manejar, controlar y gestionar adecuadamente todas las funciones de la estación.
Esta interactividad necesaria para extraer datos de la Estación o imponerlos se consigue gracias a una pantalla de cristal líquido en la que se pueden visualizar valores, comandos o características de configuración y un teclado que permite “hablar” con el microprocesador.
Existe gran variedad de sistemas según la gama del equipo.
Hay Estaciones con un teclado mínimo que permite realizar operaciones básicas:
Encendido / apagado.
Selección de distancias.
Elección de funciones especiales.
Introducciónde ordenes.
Confirmación.
Iluminación de la pantalla.
Las operaciones de trabajo, la imposición de datos (coordenadas iniciales, ángulo horizontal, Temperatura, etc) y la selección de operaciones se realiza por software, a través de la pantalla, “navegando” con el cursor.
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Otros equipos disponen de todo esto más un completo teclado alfanumérico para escribir, activar funciones, dar órdenes, medir, grabar, transmitir, activar plomada láser, etc.
Hay teodolitos electrónicos que carecen de dispositivo de almacenamiento y cálculo de datos, pero que tienen la posibilidad de conectar un colector externo de datos, convirtiendo así el teodolito en una estación
En este caso el teodolito tiene un procesador interno que controla todas sus funciones y que activa los sistemas de medición electrónica de ángulos y distancias. Pero este procesador no tiene capacidad de guardado de datos. Por ello es necesario incorporar un colector externo. Los colectores externos, además de almacenar datos, suelen estar dotados de potente software de cálculo y gestión de datos, siendo capaces además de controlar los sistemas de medición de la estación.
También puede conectarse a estaciones Totales que no tengan muy desarrolladas sus funciones de cálculo para completarlas.
De hecho, es desde este elemento y no desde la estación desde donde se realiza todo el proceso de medición.
Puertos de comunicación de una estación total
La conexión a la libreta electrónica externa con la estación se realiza a través de un puerto serie.
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Este mismo puerto nos permite establecer comunicación entre la estación total y un PC, cuando se trata de una estación total con libreta electrónica interna.
III. Objetivos Levantamiento topográfico de una parcela con estación total por método de
radiación.
IV. Equipo y Materiales
1 Estación total marca “SOUTH” 1 Prisma marca “SOUTH” 1 Trípode 1 GPS 1 Libreta de campo 1 lápiz (preferencia 2H)
V. Brigada 1. Díaz Villar Jimmy Antony (libretista)2. Gamboa Castro Dennis Elmer (Porta Prisma)3. Julca Varas Carlos Antonio (Ayudante)4. Malaver Lucano Marco Antonio (Ayudante)5. Tapia cabrera Carlos. (Anotador)
VI. Procedimientos A) Puesta en estación
Ubicar una estaca vertical en el terreno, con un punto central, para materializar la estación.
Ubicar el trípode de tal manera que su plomada se ubique sobre la señal de la estaca. Las patas deben formar un triangulo equilátero.
Colocar la estación y total sobre el centro del cabezal del trípode y asegurado con su tornillo de fijación.
A través del ocular de la plomada óptica, con una pata del trípode fija en el terreno, y levantando las otras dos, se debe conseguir centrar el eje principal en la estación, y que a su vez el cabezal del trípode quede horizontal.
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B) Nivelación
Ya ubicado la plomada óptica con el eje de la estaca se procede a centrar el nivel esférico levantando o bajando poco a poco las dos patas del trípode con las que se trabajo.Después observar la plomada óptica y si se movió volver a central y si sigue en el centro proceder a nivelar el nivel tubular con los tornillos nivelantes.
C) Levantamiento Topográfico1. Prender la estación tota, presionando la tecla verde.2. Presionar la tecla “MENU”3. Presionar “1” [TOMA DE DATOS](para crear un nuevo archivo de trabajo)4. 4Introducir los datos básicos del trabajo en orden
ARCH: Nombre del trabajo (teclear y presionar “F4”[ENT])5. Presionar “1”[INTO BASE](para introducir los datos de la estación inicial o
base)6. En la opción resaltada: BASE ( fecha derecha), introducir el nombre de la
base y luego nuevamente presionar F4 [ENT], para pasr a CODIGO7. Introducir el nombre o caracteres del CODIGO de la base y luego presionar
F4 [ENT], para pasar a A INST.[E-N-H](Para ingreso de las coordenadas por teclado)
8. Colocar la altura del instrumento en A-INST: altura de instrumento (digitar la altura) y Presionar F4 [ENT] para regresar al Menú TOMA DE DATOS.
9. Presionar “2”[ORIENTACION]( Para ingresar los datos del punto de referencia o punto visado obtenidos mediante el GPS).
10. Con las teclas direccionales y los caracteres alfanuméricos ingresar el nombre del punto de visado en [VISADO]y presionar F4 [ENT]para pasar a [CODIGO], Ingresar los caracteres del código y presionar F4 [ENT] para pasar a altura de Prisma [A PRIS:], con F3, cambiar a [ALPH]y digitar la latura del prisma. Finalmente presionar “F4[ENT], para regresar al Menu TOMA DE DATOS
11. Presionar “3”[FS/SS](para el ingreso por coordenadas del punto de referencia conocido), denominado también VISTA ADELANTE:
12. Presionar F4[ENT] para ingresar los valores del punto de referencia: Nombre del punto [PUNTO ], código del Punto [CÓDIGO ]y la altura del prisma [A PRIS ], finalizando con F4[ENT].
VII. Resultados
Archivo: Cafetín
Coordenadas de la estación. (Mediante GPS)Este EB 0776750.000 mNorte NB 9206944.000 mCota ZB 2694.436 m
Altura de instrumento: 1.456 m
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Altura de prisma: 1.600 m
Coordenadas del punto utilizado para la orientación.Este EB 0776742.000 mNorte NB 9206933.000mCota ZB 2674.900m
Radiación de los puntos.Descripción:
V= VeredaC= CanalE= EdificioP= PuentePO=PosteB= BancaJA= jardín (UNC)IN= Punto Interior
776750.000
9206944.000
2674.436 EST1 E1
776744.184
9206934.306
2674.989 P ORI
776744.767
9206937.262
2674.758 E1001 V
776703.154
9206966.657
2674.825 E1002 V
776704.379
9206968.257
2674.791 E1003 V
776704.643
9206965.824
2674.812 E1004 V
776702.558
9206965.884
2674.801 E1005 V
776699.446
9206949.974
2674.718 E1006 V
776707.180
9206948.809
2674.721 E1007 V
776709.248
9206949.260
2674.719 E1008 V
776692.637
9206952.783
2675.146 E1009 V
776691.074
9206953.366
2675.083 E1010 V
776683.508
9206954.314
2675.135 E1011 V
776683.205
9206954.498
2675.180 E1012 C
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776679.656
9206955.797
2675.231 E1013 C
776675.427
9206956.577
2675.180 E1014 C
776668.225
9206957.285
2674.926 E1015 E
776689.563
9206976.086
2675.304 E1016 P
776693.201
9206973.391
2675.295 E1017 P
776694.723
9206975.531
2675.298 E1018 P
776691.159
9206978.186
2675.308 E1019 P
776701.398
9206963.325
2674.805 E1020 P
776709.203
9206973.616
2674.662 E1021 B
776714.550
9206981.684
2674.672 E1022 B
776714.552
9206981.682
2674.782 E1023 PO
776717.500
9206985.422
2674.627 E1024 PO
776723.088
9206992.047
2674.418 E1025 B
776730.276
9207002.522
2674.414 E1026 PO
776722.219
9207006.009
2674.491 E1027 C
776722.521
9207005.779
2674.490 E1028 C
776720.721
9207011.537
2674.311 E1029 C
776720.920
9207017.604
2674.314 E1030 C
776708.077
9207010.795
2674.713 E1031 E
776729.374
9207029.654
2674.454 E1032 V
776732.697
9207027.357
2674.394 E1033 V
776735.975
9207012.779
2674.433 E1034 V
776737.143
9207011.687
2674.430 E1035 V
776742.02 9207020.82 2674.271 E1036 V
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9 4776740.08
29207011.89
82674.266 E1037 V
776741.052
9207013.207
2674.309 E1038 V
776745.665
9207007.291
2674.081 E1039 B
776755.571
9207002.655
2674.294 E1040 P
776764.335
9206994.260
2673.942 E1041 B
776769.951
9206992.700
2674.154 E1042 P
776777.537
9206985.801
2673.972 E1043 V
776779.161
9206984.675
2673.993 E1044 V
776777.651
9206982.376
2674.028 E1045 V
776783.030
9206981.255
2673.845 E1046 B
776790.865
9206978.142
2673.953 E1047 P
776801.652
9206968.217
2673.673 E1048 B
776815.021
9206961.554
2673.621 E1049 V
776815.436
9206969.601
2673.633 E1050 V
776813.634
9206960.602
2673.729 E1051 V
776809.311
9206954.081
2673.720 E1052 E
776789.175
9206924.027
2674.590 E1053 V
776787.411
9206922.384
2674.610 E1054 V
776786.199
9206920.768
2674.639 E1055 V
776785.657
9206918.799
2674.619 E1056 V
776769.564
9206894.834
2674.613 E1057 V
776749.999
9206921.554
2674.781 E1058 V
776749.392
9206923.693
2674.866 E1059 V
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776756.752
9206923.106
2674.771 E1060 V
776756.356
9206921.000
2674.748 E1061 V
776769.100
9206922.150
2674.576 E1062 V
776770.809
9206919.864
2674.594 E1063 V
776777.521
9206919.356
2674.557 E1064 V
776777.745
9206921.558
2674.542 E1065 V
776778.307
9206925.068
2674.413 E1066 V
776778.874
9206927.203
2674.413 E1067 V
776772.670
9206930.563
2674.352 E1068 V
776770.018
9206929.591
2674.393 E1069 V
776762.660
9206933.672
2674.338 E1070 V
776761.454
9206936.819
2674.302 E1071 V
776755.212
9206940.244
2674.309 E1072 V
776752.810
9206939.075
2674.361 E1073 V
776786.318
9206928.651
2674.082 E1074 V
776788.426
9206929.088
2674.081 E1075 V
776787.098
9206937.038
2673.974 E1076 V
776784.986
9206936.795
2674.020 E1077 V
776785.178
9206948.937
2673.908 E1078 V
776783.045
9206948.688
2673.928 E1079 V
776780.948
9206961.828
2673.951 E1080 V
776783.044
9206962.008
2673.950 E1081 V
776780.698
9206976.872
2673.884 E1082 V
776778.63 9206975.62 2673.891 E1083 V
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1 7776773.90
09206976.59
82673.916 E1084 V
776772.001
9206977.745
2673.948 E1085 V
776765.301
9206967.771
2674.013 E1086 V
776767.164
9206966.798
2674.029 E1087 V
776757.579
9206952.654
2674.060 E1088 V
776755.824
9206953.820
2674.075 E1089 V
776747.214
9206940.987
2674.488 E1090 V
776748.869
9206939.728
2674.479 E1091 V
776744.542
9206946.126
2674.316 E1092 V
776743.071
9206944.481
2674.355 E1093 V
776734.064
9206949.412
2674.396 E1094 V
776734.903
9206951.452
2674.394 E1095 V
776719.615
9206959.904
2674.555 E1096 V
776718.345
9206958.200
2674.489 E1097 V
776729.525
9206964.577
2673.842 E1098 V
776740.198
9206960.359
2673.803 E1099 V
776742.247
9206960.868
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776741.684
9206964.167
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776748.756
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776749.255
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9206963.151
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776739.129
9206965.930
2673.765 E1106 V
Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
776750.000
9206944.000
2674.436 EST2 E2
776738.312
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Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
8 9776776.41
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776792.000
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Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
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9206953.046
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776784.72 9206977.47 2673.452 E1176 IN
Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
3 0776781.66
79206981.52
62673.903 E1177 IN
776759.142
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Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
776717.168
9206981.083
2673.924 E1200 IN
VIII. Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones La estación total de fácil manejo y facilita mucho el trabajo antes llamado gabinete. Es muy sensible y se debe manejarlo con mucho cuidado.
Recomendaciones Tener más horas para la práctica con los equipos del gabinete de topografía.
IX. Bibliografía es.wikipedia.org/wiki/Estacion_total Separatas de Estación Total. Autor: Ing. Manuel Urteaga Toro http://www.jcminstrumental.netfirms.com/estaciontotal.htm
Topografía II
Universidad Nacional de Cajamarca
Topografía II