ESTACION TOTALESTACION TOTAL

TEMARIO:

TEORIA:

- Generalidades

- Estación Total

- Componentes

- Funciones Especiales

- Transferencia de Datos

- Introducción al dibujo de planos por computadora

PRACTICA

- Levantamiento por ángulos y distancias

- Levantamiento con Coordenadas

- Replanteo y Funciones Especiales

- Configuración.

GENERALIDADES

Por la década del 30, el Teodolito mecánico alcanza su máximo diseño, cuando el Sr, Wild introdujo los Limbos de cristal transparente con aproximación hasta el 1”, que permiten la lectura de los limbos desde un solo anteojo, con la lectura del limbo horizontal en dos puntos diametralmente opuestos para eliminar los errores de excentridad y del limbo vertical con la compensación de la verticalidad, para luego introducir el concepto del Micrómetro óptico, el teodolito mecánico con pequeñas variantes se ha mantenido hasta la fecha sin cambios transcendentales.

La medición de ángulos quedo resuelta con un grado de precisión muy elevado, incluso se llegó hasta fracciones de segundo, pero no se tenía precisión en la medición de distancias con wincha u otro método y era más tediosa mas que todo en terrenos accidentados:

lo que obligo a desarrollar métodos de TRIANGULACION, obteniéndose la mayor precisión al medir un solo lado o base con wincha de acero, luego se formaba triángulos de los cuales se media los ángulos con la mayor precisión, obteniéndose buenos resultados.

En 1947 la firma GEOTRONICS de Suecia diseño el primer DISTANCIÓMETRO ELECTRÓNICO del mundo, que en nuestro medio se fue conocido como GEODIMETRO con una precisión de hasta 10 veces mayor que usar wincha, ya se podía medir en terrenos accidentados, era por medio de lanzar una luz que reflectaba y regresaba al geodimetro se podía medir hasta distancias de 20 Km. entonces para que medir ángulos , si se media los lados entonces viene el concepto de la

TRILATERACION.La idea inmediata fue unir un Teodolito con un distanciometro para así poder trabajar en forma simultánea, con las técnicas de triangulación y trilateracion entonces sugirió forzosamente la utilización de la técnica de ajuste de errores por el Método de los Mínimos Cuadrados, por la naturaleza de este método

se obliga forzosamente a la solución de sistemas de ecuaciones de n variables que desde un punto de vista practico son de muy difícil ejecución manual, por lo que se prefirió descartar la idea de unir ambas técnicas y la topografía contemporánea quedo reducida básicamente a la idea de la Triangulación.

Fue así que muchas fábricas acoplaron a sus teodolitos mecánicos los distanciometros electrónicos compactos.Dicha combinación hasta la fecha se viene utilizando en nuestro medio, pero las técnicas de trascripción de datos en forma manual a una libreta de campo, son la causa preponderante de errores, ya que leer un valor, anotarlo y posteriormente volverlo a transcribir en gabinete se tiene mas posibilidad de tener error, hacen a este procedimiento inadecuado.

Este problema se soluciona con el advenimiento de la computadora, obligando al siguiente paso lógico que consiste en el registro electrónico de datos a través de un Registrador electrónico. Entonces ya se puede resolver el problema las distancias se miden con Distanciómetro y los ángulos con el Teodolito Electronico, teniendo precisiones de hasta 1/100000, los datos se registran en una libreta electrónica, a todo este conjunto se conoce como ESTACION TOTAL.

ESTACION TOTALESTACION TOTAL

Es un instrumento Electro-optico, compuesto de un computador interno que procesa, compensa y registra las lecturas obtenidas, con codificadores que miden los ángulos horizontales y verticales que unido solidariamente a un distanciómetro y un sistema intercomunicador con otras computadoras.

La Estación Total es un sistema Integrado que consta de

- Teodolito

- Distanciómetro

- Colector de Datos ( Libreta de Campo Electrónica )

- Programas.

Entonces como es el caso de una Poligonal en donde se miden simultáneamente ángulos y distancias esto se consigue con una Estación Total, recomendándose tener normalmente precisiones de 1/30000 a 1/50000 es por eso que ahora se usa la Poligonación que descarta la triangulación y la Trilateración.

PARTES PRINCIPALES:PARTES PRINCIPALES:

TEODOLITOEs un Teodolito Electrónico:Precisión: varia desde ± 10 “ a ± 0.1” , lo mas común es de ± 5” .PRECISION NO QUIERE DECIR MENOR LECTURA un equipo con ± 5” de precisión puede dar una lectura de un ángulo por ejemplo de 12° 16´ 52”, aparece en pantalla 52” pero este valor esta dentro de un rango de ± 5”.

FORMA DE LEER:La luz pasa a través de un código de barras, que de acuerdo a este código de barra o codificador da un valor en pantalla, para el caso de la medida de un ángulo se tiene:

CODIFICADOR ABSOLUTO El Limbo Codificado ya tiene una graduación angular definida, algo similar al limbo en los teodolitos mecánicos, a estos equipos se los reconoce porque al encenderlos de inmediato muestra el valor angular porque ya tiene su limbo marcado o graduado

CODIFICADOR INCREMENTADOEstos equipos no tienen ningún valor de ángulo predefinido, sino que cuando al encenderlo el equipo recién se inicializan los ángulos. Por esta razón es que algunos equipos nos piden girar la alidada y el anteojo para que aparezcan los valores de los ángulos Entonces un equipo se reconoce en cada caso cuando unos muestran y otros no muestran de inmediato los ángulos ¿ Cual es mejor ? Un Absoluto si se baja la batería, cuando se pone la nueva batería entonces aparece el valor del último ángulo que se midió. Una Estación Total Incremental cuando sucede esto y al colocar la nueva batería me pide gira el equipo en este caso varia el valor del ángulo que tenia en ese momento.

DISTANCIOMETRO Para medir distancias se envía un rayo de luz que puede serLuz Infrarroja: que requiere de una superficie reflectante, o sea un PRISMA, la máxima distancia que se alcanza depende del equipo y del numero de prismas que se use La distancia máxima que se alcanza es de 900 m. Con un prisma y hasta 6 Km. Con 3 prismas

PRISMAS PORTAPRISMA

BASTON

Ejemplo: E.T. 1 prisma 3 prismasGTS 212 900 m. 1200 m.

Para distancias mayores de 1200 m. Se recomienda un G.P.S., no se recomienda más de 3 prismas porque ya tengo mayor área reflectante.

LA LUZ INFRARROJA: no es dañina

LUZ LÁSER: generalmente para distancias cortas no requiere de prismas usa cualesquier superficie como reflectante.TOPCON se puede medir sin prisma hasta 100 m. LEYCA se puede medir sin prisma hasta 180 m.Se usa generalmente para edificaciones, hay equipos que me permiten medir distancias largas usando prismas y luz láser el caso de Leyca hasta 10 KmEsta luz es dañina por lo tanto se recomienda no trabajar donde hay personas,

TIPOS DE MEDICION

- MEDICION RAPIDA: No tiene mucha precisión su error es de 2 o 3 mm. Se usa generalmente para rellenos o levantamiento de detalles.

- MEDICION PRECISA:

Es más lenta pero más precisa, la diferencia de tiempo es más lenta en 2”, en uno o dos puntos no es nada pero en 500 puntos??

Se usa para la medición de los lados de Poligonales

- MEDICION POR PROMEDIOS: Mide varias veces, mide una vez aparece en pantalla,

mide por segunda vez aparece en pantalla el promedio, mide n veces y aparece siempre en pantalla el promedio de las n veces medidas.

Se usa para la medición de los lados de Poligonales.

- MEDICION CONTINUA: Cada vez que mide la distancia aparece en pantalla, vuelve a medir y aparece en pantalla la ultima medida, actualizando el valor que estuvo en pantalla indefinidamente hasta que uno lo detenga NO LO PROMEDIA esta forma se usa generalmente para REPLANTEOS

En este caso se recomienda por ejemplo primero configurar para medir lados de una poligonal donde n = 4, cuando se va realizar rellenos configurar n = 1, en donde: n = numero de veces que debe medir para luego promediar, poner n valores mayores será para mediciones geodésicas, se debe tener en cuenta la batería lo que debería durar 8 horas durara solamente 2 horas.

Luego las Estaciones Totales pueden trasmitir las mediciones en forma instantánea (lo que se denomina TIEMPO REAL) a un computador externo, así como grabar simultáneamente en el registrador de la Estación para ser transmitida esta información a CD para su envió posterior a gabinete.

ESTACION TOTAL ROBOTIZADA, capaz de operar por sí sola, sin la intervención humana, disponen de una unidad motorizada programable, como son los GEOTRONICS con las series 500 y 4000, que consiste en la Operación Remota, situación en la que el topógrafo ya no esta al lado del instrumento, como es tradicional, sino que él se ubica en el sitio que desea medir y desde allá gobierna totalmente la operación del instrumento, con lo cual tiene un verdadero dominio del trabajo que se esta efectuando.

PRECISION Esta expresado de la siguiente manera:

± ( CTE mm. + VARIABLE )

CTE. mm. : es el valor de precisión del equipoVARIABLE : es el valor al momento de medir la Distancia, se da en Partes por millón

Ejemplo: Se mide una distancia de 1200 m. Con un equipo cuyo error es de ± ( 3 mm. + 4 ppm ), cual será el error al medir dicha distancia.

4 Error = ± ( 3 mm. + ────── x 1200000 mm.) 1000000

Error = ± ( 3 mm. + 4.8 mm.) ≈ ± 8 mm.

Entonces el V.M.P. de esta distancia medida con este equipo esta dentro:

1200.008 mm. 1199.992 mm.

1 1 ER = ──────── = ─────── 1200000/8 150000

CORRECCIONES A CONSIDERAR CUANDO SE MIDE CON EL CORRECCIONES A CONSIDERAR CUANDO SE MIDE CON EL DISTANCIOMETRODISTANCIOMETRO

1.- CORRECCION POR CTE DEL PRISMA ( C)

C = 0

D1 = DREAL

C = - 30 mm.

D2 < DREAL

C = + 30 mm.

D3 > DREAL

Todo prisma viene con su Constante: 0, + 30 mm, - 30 mm.

Antes de realizar un levantamiento hay que ingresar al equipo el valor de la constante (C). 2.- CORRECCION POR REFRACCION ATMOSFERICA

Cuando se mide lo que se envía, entonces son ondas lo que se están midiendo, además se conoce su longitud, entonces el número de onda por su longitud da la distanciaEntonces cuando estas ondas pasan por la atmósfera los rayos pasan en línea curva, en cambio si pasan por el vació pasan en línea recta.Una forma practica de explicar todo esto: Distancia Real = 1000.000 m.

2400 m.s.n.m. (MATUCANA)

D1 = 999.930 m.

0 m.s.n.m. (20º) (CONDICIONES NORMALES)

D2 = 1000.000 m.

0 m.s.n.m. ( 35º) (TUMBES)

D3= 999.980 m.

En D1 : la luz va mas rápido porque hay menos aire D 2: la luz va mas lento respecto al anterior

D3 : la luz va mas rápido porque a mayor Temperatura hay menos aire Entonces como la luz va mas rápido el programa entiende que la distancia: D1 < D2

De igual manera sucede: D3 < D1

EN LOS EQUIPOS SE INTRODUCE LA PRESIÓN Y LA TEMPERATURA.Hay tablas que se ingresa la elevación y obtengo la presión para este punto.

En la ESTACION TOTAL se ingresa la Temperatura (ºC ), y la Presión Atmosférica (mmHg.) o también la Temperatura y la Elevación (m.), entonces la Estación Total calcula el p.p.m.

La corrección es = 70 p.p.m. en altura, ósea = 70 mm./ 1 km

La corrección es = 20 p.p.m. por temperatura, ósea = 20 mm./ 1 Km.

3.- CORRECCION POR HORIZONTALIDAD o REDUCCIÓN AL HORIZONTE

Para la construcción de una carretera no es necesario distancias reducidas al n.m.m.

EJEMPLO:Se midió la distancia “A-B” en Cerro de Pasco en C.U.T.M., con los siguientes datos:

R = 6670000.00 m. h = 4000 m.Dh = 5000 m.

Por semejanza:

Dh Dg ───── = ───── R + h R R Dg = ─────── x Dh R + h

Dh

h Dg

R

70000Dg = ────────── x 5000 = 4997.003 m. 6670000 + 4000

( Hay 3.00 m. De diferencia)

NOTA : cuando se esta midiendo topográficamente no se recomienda realizar correcciones por Reducción ni Corrección por Factor de Escala.