Informe Estacion Total

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INTRODUCCIÓN

Genéricamente se los denomina estaciones totales porque tienen la capacidad de medir ángulos, distancias y niveles, lo l o 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 año s las estaciones totales se están viendo desplazadas por el GPS en trabajos topográficos. t opográficos. Las ventajas del GPS topográfico con respecto a la l a estación total son que, una vez fijada la base en tierra no es necesaria más que una sola persona para tomar los datos, mientras 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, no siempre es posible el uso del GPS, principalmente cuando no  puede Recepcionar Recepcionar las señales de los satélites satélites debido a la presencia presencia de edificaciones,  bosque tupido, etc. etc. Además, Además, la mayor mayor precisión de la estación (pocos (pocos milímetros frente a los centímetros del GPS) la hacen todavía necesaria para determinados trabajos. La Estación Total surge para reemplazar el instrumento i nstrumento conocido como Teodolito Teodolito en la Topografía, pero además integra en si misma otros instrumentos de gran utilidad  para medición de de distancias y una computadora para para los cálculos necesarios con con memoria interna para el almacenamiento de datos. Un levantamiento topográfico en el campo con equipo topográfico conocido como Estación Total ha destacado como la mejor opción cuando se pretende atacar tres enfoques: calidad, precisión y eficiencia, teniendo como único limitante el costo económico.

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OBJETIVOS ➢ ➢ ➢ ➢

Conocer las partes de una estación total y sus accesorios adicionales. Saber el funcionamiento y utilización de la estación total. Realizar una radiación con una estación total. Adquirir habilidad en el manejo de una estación total.

EQUIPO Y MATERIAL

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1 Estación total marca “SOUTH NTS-362R ”

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1 Prisma marca “SOUTH”

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1 Trípode 1 GPS 1 Estaca 1 Libreta de campo 1 lápiz (preferencia 2H)

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DESCRIPCIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS TOPOGRÁFICOS UTILIZADOS. ESTACION TOTAL “Se denomina estación total a un instrumento electro -óptico utilizado en topografía,

cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación i ncorporación de un distanciómetro, un microprocesador, un teodolito electrónico. Algunas de las características que incorpora son: calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual  permite utilizarla posteriormente posteriormente en ordenadores ordenadores personales. personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimuts y distancias.”

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PRISMA Un bastón o baliza es un accesorio para realizar mediciones con instrumentos topográficos, originalmente era una vara larga de madera, de sección cilíndrica, donde se monta un prismática en la parte superior, y rematada por un regatón de acero en la parte inferior, por donde se clava en el terreno. Los jalones se utilizan para marcar puntos fijos en el levantamiento de planos topográficos, para trazar alineaciones, para determinar las  bases y para marcar puntos particulares sobre el terreno. Normalmente, son un medio auxiliar al teodolito, la brújula, el sextante u otros instrumentos de medición electrónicos como la estación total. Prismas de topografía diseñados para lograr el mayor alcance con la mayor precisión. Elige entre los reflectores estándar para tareas comunes o reflectores especiales para auscultación, trabajos en túneles o mini prismas.

TRIPODE Es el soporte del instrumento de topografía, con patas extensibles o telescópicas que terminan en regatones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno. Deben ser estables y permitir que el aparato quede a la altura de la vista del operador 1.40  – 1.50 m. Este instrumento cuenta con una base y en la parte central lleva un tornillo para poder enroscarse en el hilo del instrumento al cual dará soporte.

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GPS Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una  precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión.

ESTACA Permiten materializar y/o ubicar los puntos topográficos en el momento de la  práctica. Las dimensiones de dichas estacas fueron de 30cm de altura y de sección 3cm x 3cm.

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BRIGADA

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CÓNDOR PÓSITO, Ever Omar CORDOVA GUTIERREZ, Ronald Fernando CORTEZ CARUAJULCA, David QUISPE MANTILLA, Miguel Angel SALAS ALVAREZ, Percy Raul PERALTA RODAS, Shirley

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REVISIÓN DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA 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.

PARTES DE UNA ESTACION TOTAL 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

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.

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.

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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

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.

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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.

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. UNC

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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

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. UNC

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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 centrado a simple vista, sin lentes o prismas de por medio, aunque también sin aumentos.

EL COMPONENTE ELECTRÓNICO a. Lectura electrónica de limbos  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, UNC

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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. Introduciéndose órdenes. 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.

Otros equipos disponen de todo esto más un completo teclado alfanumérico para escribir, activar funciones, dar órdenes, medir, grabar, transmitir, activar plomada láser, etc.

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.

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.

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USOS ➢ ➢ ➢

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Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario. El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Establecimiento de Azimut. - El programa de establecimiento de Azimut es una aplicación que se encuentra en casi todos los programas internos d e la Estación Total y sirven para definir el trabajo y organizar los datos para la ejecución de los levantamientos. Levantamiento. - El programa Levantamiento es el programa más utilizado de una estación total, permitiendo realizar el registro de una gran cantidad de  puntos. En primer lugar, se tiene que realizar el establecimiento del Azimut de Partida. Replanteo. -El programa Replanteo permite replantear en el terreno puntos de coordenadas conocidas, éstos valores pueden ser recuperados de la memoria interna o pueden ser introducidos manualmente. Distancia entre dos puntos. - El programa Distancia de enlace sirve para calcular la distancia y el azimut entre dos puntos. Los puntos se pueden medir directamente, importar de un archivo de coordenadas o introducirlos a mano.

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 diferenciales 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 necesaria más que una sola persona para tomar los datos, mientras 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

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CONTENIDO DE LA PRÁCTICA ➢

Materialización de la estación (estaca): Primero ubicamos un punto de estación desde donde se dirigirá las tres visuales  para las lecturas correspondientes es necesario realizar una marca perdurable en el terreno. Esta marca depende del tipo de terreno y puede utilizar estaca inamovible para el t rabajo o un hito de concreto, clavos de acero de 2’’, etc. La idea es que la marca sea visible durante al menos 5 días después del levantamiento, ya que este mismo punto se puede volver a utilizar más adelante  para los replanteos.

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Puesta en estación de la Estación total: Una vez encontrado el norte magnético, se procede a realizar lo que se llama la  puesta de estación del teodolito, con todas las recomendaciones indicadas por el Ingeniero en el campo y se procede de la siguiente manera: a. Instalación del trípode: El trípode debe colocarse con las tres patas formando un triángulo isósceles entre ellas, para una mejor estabilidad, Se asegura una pata del trípode y mirando a través de la plomada óptica se deja a la estaca justo en el centro de esta plomada moviendo las otras dos patas del trípode y luego se aseguran todas las patas. b. Montado de la estación total: La estación total se enrosca en la parte superior del trípode hasta que quede firme; y por la plomada óptica observamos la estaca y si no está en el centro, usando dos patas móviles del trípode lo centramos. c. Nivelación de la estación total: Inicialmente debe verificarse que la plataforma estación total-trípode esté lo más horizontal posible (como se mencionó anteriormente). Luego se procede a nivelar la estación total primero el nivel circular usando dos patas, subiendo y bajando hasta que quede nivelado; luego el nivel tubular manipulando los tornillos que se encuentran en la parte inferior, primero se coloca en paralelo al eje de dos tornillos y luego se gira 90 ° y se coloca paralelo al tornillo restante y se realiza la nivelación. Y por último se observa que la plomada este centrada y si no lo está se centra, pero esta vez aflojando la estación total de la plataforma del trípode y moviendo hasta centrar el equipo.

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➢

Altura de instrumento. Una vez instalado el equipo correctamente se procede a la lectura de la altura de instrumento se realiza a partir de una marca que se encuentra ubicada en ambos costados de la estación total y la medición se puede realizar con el prisma apoyándose de una regla, wincha colocándolo a su lado y lo más vertical posible.

➢

toma de coordenadas de la estación La toma de coordenadas del punto estación se realiza utilizando un GPS, el cual nos dará la información de las coordenadas UTM y la cota del punto. Los cuales anotamos en nuestra libreta de campo.

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toma de coordenadas del punto orientación (punto arbitrario) La toma de coordenadas del punto orientación que es un punto cualquier, un  punto arbitrario, se realiza utilizando un GPS, el cual nos dará la información de las coordenadas UTM y la cota del punto. Luego de corroborar las coordenadas y la cota del punto arbitrario se procede a la radiación de puntos •

RADIACION Una radiación con la estación total es más fácil, que realizarlo con un teodolito ya que solo se apunta al prisma y se presiona el botón indicado y esta queda grada e la memoria de dicha estación. Y así sucesivamente se procede a radiar todos los puntos que sean necesarios para un levantamiento topográfico si es el caso, tomando en cuenta las observaciones del terreno; ósea especificando o dando un nombre a cada  punto radiado. Se introduce las coordenadas en la estación base E en el equipo; las coordenadas, la cota y la que obtuvimos con el GPS. Seguidamente introducimos las coordenadas de la estación orientación, las coordenadas y la cota Luego se radia hacia el punto de orientación, las coordenadas de este punto se comparan con las coordenadas obtenidas con el GPS y se saca el error y si el error está en los  parámetros permisibles menor de 6m entonces se procede a radiar los otros puntos que se desea. Se localiza el prisma con el anteojo y se presiona el botón medir, tomando en cuenta la observación del punto en el terreno que se radia (puente, poste, farola, buzón) Se anota en la libreta de campo los datos obtenidos en la lectura de la estación total.

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Punto 1 PR 2 3 4

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Lectura y observaciones de cada punto radiado: Las lecturas observadas a través de la Estación Total son: Código E1 ORI GRAS GRAS GRAS

Norte(N)m 9206969.527 9206992.489 9206980.872 9206978.538 9206975.056

Este(E)m 776597.513 776606.489 776598.031 776600.604 776602.591

Cota(Z)m.s.n.m. 2695.710 2695.960 2695.752 2695.677 2695.619

METODOLOGÍA PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS En esta práctica se realizó en una parte de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA, se realizará la puesta en estación de la estación total, con sus respectivas etapas, hasta dejarlo listo para realizar la lectura en tres puntos escogidos al azar.

PROCEDIMIENTO 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 triángulo equilátero. ❖ Colocar la estación y total sobre el centro del cabezal del trípode y asegurado con su tornillo de fijación. ❖ Encender la E.T. presionando la techa de color verde. ❖ 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. 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 trabajó.

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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.

 Nivel esférico nivelado

 Nivel tubular nivelado C) Levantamiento Topográfico 1. 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. Introducir los datos básicos del trabajo en orden ARCH: Nombre del trabajo (teclear y presionar “ F4” [ENT]) 5. Presionar “1” [INTRO BASE] (para introducir los datos de la estación inicial o base) 6. En la opción resaltada: BASE (flecha derecha), introducir el nombre de la base y luego nuevamente presionar F4 [ENT], para pasar a CODIGO 7. Introducir el nombre o caracteres del CODIGO de la base y luego  presionar F4 [ENT], para pasar a A- INST. [E-N-H] (par 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. UNC

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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 altura del prisma. Finalmente presionar “ F4[ENT],  para regresar al Menú 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].

RESULTADOS Los datos obtenidos en la práctica se muestran a continuación:

LIBRETA DE CAMPO PRACTICA DE CAMPO: LA ESTACION TOTAL Estación total: SOUTH NTS-362R Estación: única Archivo: condor

Fecha: 18/05/2017 i : 1.36m Altura prisma:1.50m GPS: MOBILE TOPOGRAPHER

Operador: CONDOR POSITO, Ever

Condiciones ambientales: buenas

coordenadas UTM de la Estación 1: mediante GPS  Norte(N): 9206969.527m Este(E): 776597.513m Cota(Z): 2695.71m.s.n.m. coordenadas UTM punto de referencia(PR): mediante GPS  Norte(N): 9206995.959 m Este(E): 776608.006m Cota(Z): 2697.18m.s.n.m.

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coordenadas UTM de los puntos tomados en la Estación total: Punto 1 PR 2 3 4

Código E1 ORI GRAS GRAS GRAS

Norte(N)m 9206969.527 9206992.489 9206980.872 9206978.538 9206975.056

Este(E)m 776597.513 776606.489 776598.031 776600.604 776602.591

Cota(Z)m.s.n.m. 2695.710 2695.960 2695.752 2695.677 2695.619

Comparamos los datos obtenidos con el GPS (MOBILE TOPOGRAPHER) y la ESTACION TOTAL (SOUTH NTS-362R) del punto de referencia(PR).  Norte(N): 9206995.959 m -9206992.489m =3.47m Este(E): 776608.006m -776606.489m = 1.52m Cota(Z): 2697. 18m.s.n.m -2695. 960m.s.n.m = 1. 22m.s.n.m Como la diferencia de coordenadas del GPS (MOBILE TOPOGRAPHER) y la ESTACION TOTAL (SOUTH NTS-362R) en el punto de referencia(PR) son menores a 6 metros entonces todos los procesos realizados anteriormente son correctos, aceptamos todas las coordenadas de la Estación Total.

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CONCLUSIONES ➢

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 Nos dimos cuenta que los componentes óptico y mecánico de la Estación Total no difieren de los que llevan los teodolitos y taquímetros clásicos de uso en topografía. Durante el uso de los equipos como la Estación Total SOUTH NTS-362R y el Prisma aprendimos a distinguir sus partes y a usarlas correctamente. Aprendimos a radiación con una Estación Total. Se adquirió habilidad en el manejo de una estación total.

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RECOMENDACIONES ➢

Las patas del trípode deben quedar lo suficientemente abiertas para la estabilidad de este y los objetivos deben observarse desde una posición conveniente y fácil.

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Tener en cuenta la diferencia de coordenadas en el punto de referencia(PR) del GPS y ESTACION TOTAL que sea menor a 6 metros.

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Tener bastante cuidado cuando ingresamos datos en la Estación Total para tener una buena radiación.

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BIBLIOGRAFIA

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BANNISTER, RAYMOND Y BAKER. Técnicas modernas en topografía. 7°edición. Alfaomega. 2002. BALLESTEROS Tena, Nabor. Topografía. Limusa.Instrumentos_ topográficos_ v2007.pdf / Universidad Politécnica de Madrid. http://geotrimble.blogspot.pe/2011/10/estacion-total-trimble-m3-2.html

➢

http://www.grupoacre.com/topografia-alquiler-venta-servicio-

➢ ➢

tecnico/productos/prismas. ➢

http://es.scribd.com/doc/12227468/Levantamiento-catastral-conestacion-total.

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➢

http://profe-topo.blogspot.pe/2011/05/conceptos-topograficos.html

➢

MOIA, José Luis. “Manual Práctico de Topografía”

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 ANEXOS

 Anexo A. BRIGADA

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 Anexo B. ESTACION TOTAL

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“

SOUTH NTS-362R

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 Anexo C. TRIPODE

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 AnexoD. PRISMA

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 Anexo E. ESTACA METERIALIZADA

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 Anexo F. ESTACION TOTAL NIVELADA

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 Anexo G. RADIANDO

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