UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

Facultad de IngenieríaEscuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

TEMA : LEVANTAMIENTO TAQUIMÉTRICO CON ESTACIÓN

TOTAL.

NOMBRE DEL CURSO : TOPOGRAFÍA II.

PROFESOR : ING. JOSÉ BENJAMÍN TORRES TAFUR

OBSERVACIONES:

1. ………………………………………………………………………………………………………………………………..

2. ………………………………………………………………………………………………………………………………..

3. ………………………………………………………………………………………………………………………………..

4. ……………………………………………………………………………………………

NOTA: …….............................. ...................................................

EN NÚMEROS EN LETRAS FIRMA DEL PROFESOR

Cajamarca / Diciembre / 2013

ALUMNO (a) CÓDIGO

BARBOZA FUSTAMANTE, Heber. A. 2011100004

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

1. INTRODUCCION

Se denomina estación total a un aparato electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.

Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias

Vista como un teodolito; una estación total se compone de las mismas partes y funciones. 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.

2. OBJETIVOSGeneral

Adquirir conocimientos de las partes, uso y ajustes de la estación totalEspecíficos

Obtener la lectura de dos puntos Crear un archivo en la estación total Encontrar las cotas con GPS

3. EQUIPO Y MATERIAL

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 ópticaElectrónico: 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.

Topografía II

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PARTES

A. EL COMPONENTE  MECÁNICO. El esqueleto de la Estación TotalEn 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

  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. 

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LOS TORNILLOSEl 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.

B. 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:

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 ObjetivoLo forman dos o más lentes, con la finalidad de formar una imagen real e invertida del objeto.

OcularSon 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.

RetículoEs 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.

MonturaLo 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 plomadaEs 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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C. EL COMPONENTE  ELECTRÓNICO 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 la ya habitual medida electrónica 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.

Introducción de 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.

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

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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.

ACCESORIOS DE LA ESTACION TOTAL 

Bípodes

Trípodes de madera o aluminio

Base Nivelante

   

Prismas

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Miras

Jalones

Clavos y señales

Mochila de transporte

Tarjetas y lector PCMCIA

Estereoscopos, medidores de intensidad luninosa y de sonido, radioteléfonos, dianas reflectantes, cintas y sónicos, colectores, localizadores, accesorios para seguridada (chalecos, señales, etc), bases nivelantes,

soportes, portaprisma, filtro solar

 

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4. BRIGADA BARBOZA FUSTAMANTE, Heber Alexander. CAMPOS IRIGOIN, Roman. CERNA PERALTA, Roger Ernesto. CUEVA RAMIREZ, Miguel Angel. SIFUENTES HERMENEGILDO, Lucio Anderson.

5. METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTO

A. PUESTA EN ESTACION Colocar y plantar una estaca vertical en el terreno, con un punto central, para materializar

una estación Ubicar el trípode de tal manera que su plomada se ubique sobre la señal de la estaca y que a

su vez el cabezal se halle en forma horizontal. Las patas deben formar un triangulo equilátero o isósceles según el terreno (accidentado o plano)

Colocar la estación total sobre el centro del cabezal del trípode y asegurarlo con el tornillo de fijación

A través del ocular de la plomada óptica (plomada laser) con una pata del trípode fija en el terreno; y levantando las otras dos se debe conseguir centrar el eje principal en la estación, que a su vez el cabezal quede horizontal.

B. NIVELACION Centrar el nivel esférico de la estación total mediante la graduación de la altura de las 3

patas del trípode. Verificar el centrado de la plomada óptica, caso contrario centrar nuevamente la estación mediante el tornillo de fijación del trípode

Centrar el nivel tubular de la estación total con los tres tornillos nivelantes. Colocar el eje de rotación del anteojo paralelo a los dos tornillos y nivelar con estos’ girar 90º y nivelar el tercer tornillo.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO1. Prender la estación total, presionando la tecla POWER(verde) 2. Presionar la tecla MENU (azul)3. Presionar “1” [TOMA DE DATOS] (para crear el archivo de trabajo)4. Introducir los datos básicos del trabajo de orden

ARCH.: Nombre del Trabajo (teclear el nombre y presionar “F4” [ENT])

5. Presione ”1” (INTO BASE) (para introducir los datos de la estación inicial o base)

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6. En la opción resalta (flecha derecha), introducir el nombre de la base y luego presionar F4 (ENT), para a pasar CODIGO.

7. introducir el nombre o caracteres del CODIGO de la BASE y luego presionar “F4 (ENTE)” para pasar a A INSTR. (E-N-H)(para ingreso de las coordenadas por teclado).

8. colocar la altura del instrumento en A-INST: altura del instrumento (digitar la altura) y presionar “F4(ENT)” para regresar al menú TOMA DE DATOS.

9. PRESIONE “2” (orientación)(para ingresar los datos del punto de referencia o punto visado).

10. Con las teclas direccionales y los caracteres alfanuméricos ingresar el nombre del punto visado en (VISADO----) y presionar “F4(ENT)” para pasar a (CODIGO---) ingresar los caracteres del código y presionar “F4(ENT)” para pasar a la altura del 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 VIATA ADELANTE.

12. Presionar “F4 (ENT)” para el ingreso de valores del punto de referencia: nombre del punto (PUNTO ---), código del punto (CODIGO---) y la altura del prisma (A PRIS--) finalizando con “F4(ENT)”.

13. Introducir los valores de los puntos del primer punto de radiación. Nombre del punto (PUNTO), código del punto (CODIGO---) y la altura del prisma (A PRIS) finalizando con “F4 (ENT)”.

14. Visar el punto de referencia y presionar “F4” (Mide) para que el equipo realice la medición y el respectivo auto grabación de dicho punto topográfico.

15. Seleccionar una de la opciones de medición, por ejemplo “F3” (ENZ), para obtener los resultados en coordenados; ESTE (E), NORTE(N) Y COTA (Z)

6. RESULTADOS

DATOS DEL PUNTO DE REFERENCIA CON LA ESTACION TOTAL.DATOS DE LA ESTACION

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ESTE 0776504

NORTE 9207017

COTA 2698 m.s.n.m

DATOS DEL PUNTO DE REFERENCIAE 776476.256N 9207042.101

Z 2698.892 m.s.n.m

DATOS DEL PUNTO 1 (GRASS)E 776488.583N 9207036.491

Z 2697.857 m.s.n.m

DATOS DEL PUNTO 2 (GRASS)E 776488.215N 9207036.246

Z 2697.994 m.s.n.m

ESCALA GRÁFICA

Habiendo hecho la cuadricula de nuestro plano en la escala natural, procedemos a calcular la escala, teniendo previamente calculada el área disponible en nuestro plano de acuerdo a una hoja A2.

a) Largo

Para una longitud de 80 metros (8000 cm) en el terreno y 35 cm de espacio disponible en el terreno.

E= 38/8000 → E= (38/38)/(8000/38) → E= 1/208.5714

b) Ancho

Para una longitud de 80 metros (8000 cm) en el terreno y 33 cm de espacio disponible en el terreno.

E= 30/8000 → E= (30/30)/(8000/30) → E= 1/220.5714

(*)Escogemos la escala más grande: 1/200 para que sea nuestra escala comercial.

Cálculo de la longitud de la cuadrícula para las coordenadas.

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N: 9207017 E: 776504

Luego de determinar las coordenadas redondas más cercanas a las coordenadas de la estación:

1 cm. 2.0m.

X 10 m

Por lo tanto: x = 5 cm para el papel.

(*) La equidistancia a usar es cada 0.20 m, para obtener cuatro curvas secundarias entre dos curvas principales.

7. CONCLUSIONES

Reconocimos cada parte de la estación total aprendimos a diferenciar las partes y los usos respectivos que tienen los tornillos para poder hacer un buen trabajo de campo.

El trabajo en campo debe tomarse con bastante responsabilidad y seriedad para que los márgenes de error resulten no ser mayores a los permisibles.

Aprendimos el manejo y el proceso que se sigue para realizar una práctica de campo.

8. BIBLIOGRAFIA TOPOGRAFÍA PRÁCTICA, Jorge Mendoza Dueñas, Samuel Quiñones.

TOPOGRAFÍA, Wolf / Brinker.

Apuntes en clase.

TOPOGRAFIA II, Ing° José Benjamín Torres Tafur.

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