Universidad Nacional de Cajamarca

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAUNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILCIVIL

Estación totalEstación total

CURSO : Topografía II

DOCENTE: Ing. Sergio Huaman Sangay

ALUMNO: Díaz Villar Jimmy Antony.

CICLO : IV

Cajamarca, Noviembre del 2010

Topografía II

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I. Introducción:

En el mundo actual la tecnología avanza muy rápido, es por eso que como estudiantes de ingeniería civil tenemos la obligación de estar preparados en conocimientos como en el manejo de la estación total que nos será muy útil en nuestra carrera profesional.

La estación total es un instrumento topográfico de ultima generación, que integra en un solo equipo de medición electrónica de distancia 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, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos e ingenieriles. En el presente informe solo se trabajara con la estación total detallando su utilización.

Se presentaran los datos obtenidos en la práctica así como crear un archivo en la memoria de la estación y como orientarla hacia un punto.

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II. Marco teórico

Estación total

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 azimuts y distancias

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 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.

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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 innecesario con el GPS.

Sin embargo, no siempre es posible el uso del GPS, principalmente cuando no puede recepcionar las señales de los satélites debido a la presencia de edificaciones, bosque tupido, etc. Además, la mayor precisión de la estación (pocos milímetros frente a los centímetros del GPS) la hacen todavía necesaria para determinados trabajos.

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 ópticos y mecánicos 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 la memoria interna para almacenar datos de campo, que la hace más versátil y rápida que los instrumentos clásicos.

Los ejes de la estación total:

Mecánicamente tenemos 3 ejes de movimiento, que generan tres planos al producirse la rotación en torno a ellos:

1. Eje principal: Es el eje de giro de la alidada que es parte mocil 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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Partes de una estación total.

Antojo

Tornillo (movimiento anteojo)

Pantalla LCD (Alfa numérica) Tornillo Nivelante

Altura de instrumento

Tornillos del

movimiento horizontal

III. Objetivos Conocer las partes de una estación total y sus accesorios adicionales. Saber el funcionamiento y utilización de la estación total.

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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 Antony2. Gamboa Castro Dennis Elmer3. Julca Varas Carlos Antonio4. Malaver Lucano Marco Antonio5. Tapia cabrera Carlos.

VI. Problemas a solucionar

Estacionar el equipo. Mediante el GPS obtener las coordenadas de la estación y de un punto de

referencia. Crear un archivo en la estación y obtener 2 puntos.

VII. 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.

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 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.

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Nivel esférico no nivelado Nivel esférico nivelado

Nivel tubular no nivelado Nivel tubular no nivelado

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](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 Menu 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

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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].

VIII. Resultados

Archivo: Díaz

Coordenadas de la estación. (Mediante GPS)Este EB 0776606.000 mNorte NB 9206973.000 mCota ZB 2693.000 m

Altura de instrumento: 1.456 mAltura de prisma: 1.600 m

Coordenadas del punto para la orientación.Este EB 0776633.000 mNorte NB 9206974.000 mCota ZB 2695.000 m

Disparamos al mismo punto y verificamosV 359°11’03”HD 87°52’00”Este EB 0776631.719 m

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Norte NB 9206973.953 mCota ZB 2692.494 m

Nota: La lectura obtenida con el GPS no es la real y utilizamos las anteriores. El GPS posee mucho error para el caso de nuestra práctica por ser solo un navegador.

Radiación de los 2 puntos.

Punto N°1

V 359°20’03”HD 57°00’43”Este EB 0776649.459 mNorte NB 9206984.000 mCota ZB 2694.628 m

Punto N°2

V 359°30’59”HD 88°38’23”Este EB 0776653.502 mNorte NB 9206974.487 mCota ZB 2694.683 m

IX. 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. No se debe utilizar el GPS en trabajos de precisión.

Recomendaciones Tener más horas para la práctica con los equipos del gabinete de topografía.

X. Bibliografía es.wikipedia.org/wiki/Estacion_total Separatas de Estación Total. Autor: Ing. Manuel Urteaga Toro

XI. AnexosFotos del equipo y desarrollo de la práctica.

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Estación total “SOUTH” Puesta en estación

Estación total ubicada y lista para utilizar Pantalla se observan los datos obtenidos.

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Compañeros anotando datos de la práctica.

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