SERVICIO DE CONSULTORIA EN TOPOGRAFIA, GEODESIA, FOTOGRAMETRIA RUC 10081589530
ING. PERCY W. HILARIO SOLIS
CIP Nº 152690 Email:
[email protected] [email protected] Cel. 952910342 952910342
INFORME DE GEODESIA
SOLICITADO: . MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES Dirección General de Caminos y Ferrocarriles. PROYECTO: “Elaboración del Expediente Técnico Técnico y Ejecución de la Obra: Mejoramiento Mejoramiento y Rehabilitación de la Infraestructura Vial Paquete 3R: Tramo: Empalme PE-16 (Dv.Ocros) -Ticllos –Corpanqui – Cajamarquilla – Tacr Tacra a – Ocros – Rinconada – Huanchay – Huaylillas Grande (Empalme PE-16A, L=138.15 Km.), Departamento de Ancash”.
SERVICIO: ESTUDIO DE PUNTOS DE CONTROL GEODESICO
MARZO - 2019
Oficina: Jr.
VILLACAMPA NRO. 399 DPTO. 202 INT. M URB. VILLACAMPA LIMA - LIMA - RIMAC
C ON T E N I D O
1.
GENER ENERA ALIDAD IDADES ES 1.1.
OBJETIVOS
1.2. .2.
ZONA DE TRABA ABAJO Y DURAC URACIO ION N
1.3 .3..
1.2.1. 1.2.2.
Ubicación P Po olítica Ubicación Cartográfica
1.2.3 .2.3..
Tiem emp po de eje ejecu cuci ció ón y obse serrva vaci cio one nes s
EQUI EQUIPO POS S DE IING NGEN ENIE IERI RIA A E INS INSTR TRUM UMEN ENT TOS 1.3.1.
Características
1.3.2.
Equipos Au Auxiliar
1.3.3.
Especificaciones técnicas
1.4 .4..
MONU MONUME MENT NTAD ADO OD DE E PUN PUNT TOS DE CONT CONTRO ROL L
1.5.
RECURSOS
2. PROCE PROCEDIM DIMIEN IENTO TO Y EJECU EJECUCIO CION N 2.1.. 2.1
METO METODOL DOLOG OGIA IA PARA LOS LOS PUNT PUNTOS OS DE CON CONTRO TROL L GEO GEODES DESICO ICOS S 2.1.1.
Método estático
2.1.2.
Tabago de campo
2.1.3.
Cálculos de gabinete
2.1.4.
Altura ortometrica
2.1.5.
Resultados
3.
CONCL NCLUSIO SIONES NES
4.
ANEXOS 4.1. 4.1.1. 1.
Fich Fichas as técn técnic icas as de los los pu punt ntos os de cont contro roll g geo eodé dési sico co
4.1.2 .1.2..
Info Inforrmació ción de detalla allad da d de e la las lílínea neas B Bas ase e
4.1.3.
Ficha tté écnicas d de e ERP LI05
2
ESTUDIO DE PUNTOS DE CONTROL GEODESICO
1.
GENERALIDADES
En el presente informe se presenta los resultados del estudio de puntos de control Geodésico para el Pr Proy oyec ecto to:: “El “Elab abora oració ción n del del Exped Expedien iente te Técni Técnico co y Ejecuc Ejecución ión de la Ob Obra: ra: Mejor Mejorami amien ento to y Rehabilit Reha bilitació ación n de la Infr Infraest aestruct ructura ura Via Viall Paquete Paquete 3R: Tramo: ramo: Empa Empalme lme PEPE-16 16 (Dv.Ocr (Dv.Ocros) os) -Ticllos –Corpanqui – Cajamarquilla – Tacra – Ocros – Rinconada – Huanchay – Huaylillas Grande (Empalme PE-16A, L=138.15 Km.), Departamento de Ancash”.
Para esto se ha empleado metodología satelital, la cual nos permitirá enlazar los puntos de control geodésicos a la red geodésica del Instituto Geográfico Nacional (IGN).
1.1.
OBJETIVOS
El presente trabajo tiene por objetivo:
Determin Dete rminació ación n de 58 Pun Puntos tos de Cont Control rol Geodési Geodésico co monume monumentad ntados, os, dichas dichas coorden coordenada adas s
fueron halladas empleando Receptores GNSS diferencial en modo Estático.
1.2. .2.
ZONA DE TRABA ABAJO Y DUR URAC ACIO ION N
1. 1.2. 2.1. 1.
Ubic Ubicac ació ión n Polí Políti tica ca
Distrito :
Catac, Cajacay, Ticllos, San Miguel de
Corpanqui, Canis, Cajamarquilla, Llipa, Ocros, Santiago de Chilcas, Cochas.
1. 1.2. 2.2. 2.
Provincia:
Departamento:
Recuay, Bolognesi, Ocros Ancash
Ubic Ubicac ació ión n Cart Cartog ográ ráfi fica ca
Escala
:
Zona :
Código Nacional:
1/100000 18 21-i, 22-i.
3
ZONA DEL ESTUDIO
4
1.2.3. 1.2 .3.
Tiemp Tiempo o de ej ejec ecuc ución ión y o obs bserv ervaci ación ón Las operacio operaciones nes de cam campo po se efectuar efectuaron on durant durante e el mes de marzo del 2019. 2019. Para la
determin dete rminació ación n de la posició posición n de los punto puntos s de interés, interés, se utiliz utilizó ó la data data de
estación estación de rastreo rastreo
perman per manente ente de Pati Pativilc vilca a pert pertenec enecien iente te al Instituto Instituto Geográfico Nacional Nacional (IGN), cuyo código de denominación es “LI05”
Figura N°1.1.- Estación de rastreo permanente “LI05”
1. 1.3. 3.
EQ EQUI UIPO POS S DE IN INGE GENI NIER ERIA IA E IN INST STRU RUME MENT NTOS OS
1. 1.3. 3.1. 1.
Cara Caract cter erís ísti tica cas: s:
1. 1.3. 3.2. 2.
02 Receptores Topcon Hiper+
02 Receptores GR-3 Topcon
04 Trípodes
02 Bipodes.
Equi Equipo po Auxi Auxili liar ar::
02 GPS Navegador Marca Garmin.
01 Cámara Canon.
5
1.3.3. 1.3 .3.
Es Espe pecif cifica icacio cione nes sT Técn écnica icas s TOPCON HIPER+
Tracking Specifications Tra rack ckin ing gC Cha hann nnel els, s, stan standa dard rd
40 L1 GP GPS S (20 (20 GPS GPS L L1+ 1+L2 L2 on Ci Cind nder erel ella la days days))
Signals Tracked
L1/L2 C/A and P Code & Carrier and GLONASS
Performance Specifications Static, Rapid Static
H: 3mm + 0.5ppm V: 5mm + 0.5ppm
Power Specifications Battery External power input
Internal Lithium-Ion batteries for up to 14+ hours of operation (10 hrs TX) 6 to 28 volts DC
Power consumption GPS+ Antenna Specifications
Less than 4.2 watts
GPS / GLONASS Antenna
Integrated
Antenna type
Center-mount Spread Spectrum Antenna
Ground Plane
Antenna on a flat ground plane
I/O Communication Ports Other I/O Signals
2x serial (RS232), USB 1pps, Event Marker (optional)
Status Indicator
4x3-color LED's, two-function keys (MINTER)
Control & Display Unit
External Field Controller
Memory & Recording Internal Memory
Up to 64MB
Data Update Rate
Up to 20 times per second (20Hz)
Data Type
Code and Carrier from L1 and L2, GPS and GLONASS
Data Input/Output Real time data outputs
RTCM SC104 ver 2.1, 2.2, 2.3, 3.0, CMR, CMR+
ASCII Output
NMEA 0183 version 3.0
Other Outputs
TPS format
Output Rate
Up to 20 times per second (20Hz)
Environmental Specifications Enclosure
Aluminum extrusion, waterproof
Operating Temperature
-30°C to 55°C
6
CARACTERÍSTICAS ICAS TÉCNICAS GR-3 CARACTERÍST GR-3 TOP ON SEGUIMIENTO Señales Número de canales
72 canales Universales
GPS
L1, L2, & L5 portadora, CA, L1 P, L2 P, L2C
GLONASS
L1, L2, & L5 portadora, L1CA, L2CA, L1 P, L2 P
GALILEO
E2-L1-E1, E5
WAAS/EGNOS
SI
Antena
Integrada Micro-Centrada
OMUNI A IÓN RTK/cinemático
H: 10mm+1ppm V: 15mm+1ppm
Post proceso Estático
H: 3mm+0.5ppm V: 5mm+0.5ppm
Radio
UHF Digital Integrada Tx/Rx
Radio Base
1 Watt
omunicación por celular
Integrada vía tarjeta SIM, GSM/GPRS
omunicación sin cables
Bluetooth integrado version 1.2
DATA & MEMORIA Memoria
Interna, Tarjeta SD extraíble
Readquisición
1 – 20Hz Regulable
Salida Datos RTK
TPS, RTCM SC104, CMR, CMR+
Salida AS II
NMEA 0183 versión 3.0
ontrol & Display
Computadora Móvil
ONDI IONES AMBIENTALES Envoltura
Carcasa de aluminio
Temperatura de trabajo
-40 a 60 ºC
Especificaciones ambientales
IP66 resistente al agua y al polvo
7
Resistencia
1. 1.4. 4.
Resiste caídas desde 2 metros
MONU MONUME MENT NTAD ADO OD DE E PUN PUNT TOS DE CONT CONTRO ROL L Se colocaron los receptores rovers, sobre hitos de concreto con varilla de acero corrugado de
3/8” de diámetro. Los hitos de concreto son de 25 cmx 25cm de lado y 40cm de profundidad. Cada hito lleva su respectiva descripción.
Figura N°1.3.- Punto de control geodésico “PG-1”
8
Figura N°1.4.- Estación del receptor GNSS en “P-1”.
1.5.
RECURSOS
01 Ingeniero 01 Topógrafo
03 Ayudantes.
2.
PROCEDIMIENTO Y EJECUCION
2.1.. 2.1
ME METO TODOL DOLOG OGIA IA PARA LOS LOS PUNT PUNTOS OS DE CONTRO CONTROL L GEO GEODES DESICO ICOS S
2. 2.1. 1.1. 1.
Méto Método do Es Esttát átic ico o Para Par a el pres presente ente estudio estudio se utilizó la data de la estaci estación ón de rastreo rastreo permanente permanente del IGN
denominado LI 05 05 de orden cero, ubicado dentro de las instalaciones de la Municipalidad Distrital de Pativilca, en la provincia de Barranca.
9
El método estático consiste en la utilización de uno o más receptores base (master) y el otro punto donde se desea conocer sus coordenadas (Rover) por ejemplo el punto “PG-1”. El método estático es utilizado en geodesia para medir a largas distancias y es hoy por hoy la manera más precisa precisa de obtener coordenadas coordenadas,, su precisión depende de los tiempo tiempos s de medición y sobre todo el tipo de receptor empleado. Este método se puede aplicar con receptores de fase de portadora L1 o con receptores de fase en doble frecuencia (L1+L2). La precisión en este tipo de receptores es de 3mm+0.5ppm. Las coordenadas medidas no son obtenidas por el usuario en el campo, sino que son calculadas en gabinete utilizando el software apropiado. Dicho software pone en relación las series de la estación (o estaciones de referencia) con las series de los receptores de medida. Como la estación de referencia ha estado ubicada en un punto de coordenadas conocidas, se puede saber en cada momento de la medición que error aproximado están induciendo los satélites; dicho error es compensado sobre la serie del receptor medidor. La idea principal de este método es que las señales que han llegado hasta la estación base han recorrido prácticamente la misma región atmosférica que las señales que han llegado hasta el receptor medidor con lo cual ambas señales han estado sometidas al mismo tipo de degradaciones (sobre todo por efecto de la ionosfera). Los receptores de dos portadores (L1 – L2) al utilizar dos frecuencia distintas permiten resolver mayor número de ambigüedades y dar mayor precisión; ello es así porque los retardos atmosf atm osfér érico icos s so son n funció función n de la fre frecu cuenc encia ia de la señ señal, al, si utiliz utilizam amos os do dos s fre frecu cuen encia cias s distin distinta tas s podemos tener más información acerca de que retardo y degradaciones ha tenido la señal en su camino hasta nuestro receptor. Para el cálculo de la altura geoidal se ha usado el modelo geopotencial EGM2008. ( Earth Gravity Model 2008).
2. 2.1. 1.2. 2.
Tra raba bajo jo de ca camp mpo o
Se estableció los puntos de control PG-1, PG-2, PG-3, PG-4, PG-5, PG-6, PG-7, PG-8, PG-9, PG-10, PG-11, PG-12, PG-13, PG-14, PG-15, PG-16, PG-17, PG-18, PG-19, PG-20, PG-21, PG-22, PG-23, PG-23, PG-24, PG-25, PG-26, PG-26, PG-27, PG-28, y PG-29, PG-30, PG-31, PG-31, PG-32, PG33, PG-34, PG-35, PG-36, PG-37, PG-38, PG-39, PG-40, PG-41, PG-42, PG-43, PG-44, PG45, PG-46, PG-47, PG-48, PG-49, PG-50, PG-51, PG-52, PG-52, PG-53, PG-54, PG-55, PG56, PG-57 y PG-58.
El tiempo de registro de la ERP LI05 del IGN fue de 96 horas.
El tiempo de registro de los puntos de control geodésico fue de 2 horas como mínimo por punto.
10
Se tomaron los datos de las alturas de los receptores.
Las estaciones fueron fotografiadas, para preparar las fichas técnicas respectivas.
2. 2.1. 1.3. 3.
Cálc Cálcul ulos os de g gab abin inet ete e Se adquir adquirió ió la data data Rinex Rinex (Rec (Receiver eiver INdepende INdependent nt Exchang Exchange), e), de la estación estación de rastreo rastreo
permanente “LI05 “LI05”, ”, pertenecie perteneciente nte al IGN. Este archivo de los datos de los receptores receptores Rover se transfiere a una computadora computadora para realizar el post proceso con el software T Topcon opcon Tools Tools versión 8.2.3 obteniendo las coordenadas coordenadas Geográficas y UTM en el sistema WGS84, correspondientes correspondientes a las zona 18 Sur. Este cálculo de post proceso se realiza simultáneamente para los 58 puntos de control geodésico, es decir se realizó un, cálculo en el el software software Topcon Tools v.8.2.3 Para el cálculo de la altura geoidal se ha usado el modelo geopotencial EGM2008. ( Earth Gravity Model 2008). 2008). En la Fig Figur ura a Nº2.1 Nº2.1 obser observa va el so softw ftwar are e Topc opcon on Too ools ls v.8. .8.2.3 2.3,, pa para ra el cálcul cálculo o de las coordena coor denadas das de los puntos puntos de control geodé geodésico sico,, la ventana ventana de ocupació ocupación n GNSS, GNSS, en la parte parte superior derecha, la ventana de mapa, la parte superior izquierda y menú de estado en la parte inferior.
Figura Nº2.1.- Ventana de trabajo del software de post proceso Topcon Tools. v.8.2.3
i.
Co Con nfigu iguració ación n del del Sof Software are. El software se configura, de acuerdo a los objetivos y condiciones del trabajo ejecutado.
Observables GNSS.
Se da la opción de elegir las observables a través de las cuales se procesaran los vectores GNSS. Se puede realizar post proceso con código C/A, L1 y L2, con los sistemas GPS o GPS + GLONASS. Para este trabajo se ocupó la opción L1 y L2, con los sistemas GPS + GLONASS.
11
Máscara de elevación.
La máscara de elevación, es un área del horizonte de la antena medida en grados, en la cual no se considera la información satelital. Se emplea para eliminar interferencias que podrían afectar el resultado de la medición, producidas por satélites bajos en el horizonte. El software permite elegir un ángulo para la máscara de elevación, el cual se fijó en 15º.
Nivel de confianza.
Este correspond corresponde e a un fact factor or esta estadísti dístico co que emplea emplea el software software para determi determinar nar la precisión de los vectores procesados. La variación de este factor, cambia los parámetros mediante los cuales el software determina la solución fija de una observación, y en consecuencia la precisión con la cual se obtuvo el vector. Para el post proceso de datos se seleccionó el nivel de confianza al 99%.
Figura Nº2.2.- Ventana de configuración
ii.
Ocupacion iones de de ttiiempo. El post proceso de datos GNSS se realiza a partir de los datos grabados por los equipos en
tiempos comunes, comunes, el análisis de los tiempos de grabación de los equipos se presenta a través de los gráficos de ocupación de tiempo. En esta imagen siguiente, las barras muestran los registros de la hora en la que se grabaron los datos en los equipos, junto al identificador del punto en el que se situó el receptor, a la hora registrada. La ocupación de tiempo en el post proceso va a indicar entre qué puntos se podrán procesar los vectores GNSS.
12
Figura Nº2.3.- Ventana de ocupación
iii.
Ventana de del ma mapa. En esta ventana se muestra un mapa en el que se presentan las posiciones de los puntos
correspondientes a cada archivo grabado. Este mapa está en el sistema de coordenadas configurado para el proyecto. En esta gráfica se muestran también los vectores GNSS. Se resalta el punto de control utilizado para realizar el post proceso de vectores. Los vectores GNSS tienen el sentido definido, desde el punto de control resaltado hacia el punto a georreferenciar.
Figura Nº2.4.- Ventana de mapa para los puntos GPS
13
2. 2.1. 1.4. 4.
Altu Altura ra Orto Ortome metr tric ica a
2.1.4.1. Superficies Superficies Geodésicas de referencia referencia Son dos las principales superficies físicas sobre a las que se refieren las altitudes de los puntos sobre la tierra. I.
El Geoide Se denomina geoide (etimológicamente, “forma que tiene la Tierra”), a la superficie física definida
mediante el potencial gravitatorio. Gráficamente se puede definir como la superficie de las mareas en calma, prescindiendo de las mareas, prolongada bajo los continentes. Se excluye los fenómenos orogénicos, por los que las montañas no se incluyen en el mismo. Geométricamente es casi un elipsoide de revolución (esfera achatada por los polos). En muchos levantamientos las altitudes sobre el nivel medio del mar y sobre el geoide son consideradas coincidentes.
II.
Elipsoide Es una superficie matemática simple de mejor se aproxima a la forma de la Tierra. Dado que es
una superficie matemática más que física la mayor parte de los cálculos geodésicos se realizan sobre la base de un elipsoide.
2.1.4.2. Altitudes de un punto punto sobre la Tierra En relación con las superficies descritas hay tres valores de la altitud de un punto simple sobre la Tierra que pueden ser calculados. I.
Altura Geoidal Es la distancia entre la superficie del geoide y del elipsoide, se simboliza con la letra “N”.
II.
Altura Elipsoidal Es la distancia entre la superficie del Elipsoide y la de la Tierra, se simboliza con la letra “h”.
III.
Altura Ortométrica Es la distancia vertical entre las superficies físicas de la Tierra y la superficie del geoide. Esta
distancia se mide a lo largo de la línea de plomada, la cual es la curva que es tangencial a la dirección de la gravedad en cualquier punto. En muchos casos las alturas ortométricas son también consideradas alturas sobre el nivel medio del mar, se simboliza con la letra “H”. La relación entre estas tres superficies está vinculada en la en la siguiente ecuación:
H=h-N
Usando esta ecuación podemos determinar determinar fácilmente la altura ortométrica ortométrica de un punto sobre la Tierra, si conocemos su altura elipsoidal y la altura del geoide en la misma posición.
14
Las mediciones diferenciales GNSS, están afectadas por errores sistemáticos, cuyos errores son eliminados eliminado s por el posicionamiento diferencial diferencial (relativo) en el modo estático. Para este proyecto se ha trabajado con la precisión requerida para mediciones con receptores GNSS.
Figura N°2.5.- Relación de alturas
2.1.5. Resultados Resultados
15
16
17
18
19
20
3.
CONCL NCLUSIO SIONES NES
Las coordenadas de los Puntos Geodésicos se encuentran enlazados a la Red Geodésica Nacional del Instituto Geográfico Nacional.
Los puntos de control geodésicos tienen como base la ERP “LI05”
El sistema de proyección Cartográfico UTM zona 18 sur, Elipsoide WGS84 (World Geodesic System 1984) y Datum Geocéntrico.
El marco de referencia utilizado es el ITRF 2000
El tiempo de duración de la sesión para los puntos de control geodésicos fue de dos horas.
21
4.
ANEXOS
4.1. Fichas té técnicas cnicas de los puntos de contr control ol geodésico geodésico
22
4.2. Informació Información n detallada detallada d de e las líneas base.
23
24
25
26
27
28
29
30
31
4.3. Fich Ficha a técn técnica ica de la E ERP RP LI05 LI05
32
33
34
