TOPOGRAFIA AUTOMATIZADA

TOPOGRAFIA AUTOMATIZADA

Docente : Ing. Cesar A. Dueñas Gutierrez

Ing. Cesar A. Dueñas Gutierrez


Estructura del SistemaEstación Total

Memoria

Computador

Software

Impresión de Planos

Almacenamiento o Exportación


Señalando DiferenciasTopografía Convencional

Medición angular a través de un limbo Graduado de cristal.

Lectura angular mediante un Microscopio de Lectura.

Medida de distancia con una mira a través de hilos reticulares y calculo por formula.

Topografía Automatizada

Medición Angular a través de un codificador incremental.

Lectura angular en pantalla de cristal liquido (LCD).

Medida de distancia electrónicamente con prismas y rayos infrarrojos; mostrado en pantalla.



Máxima medición de distancia 400 mts.

Baja precisión de la medida de distancia.

Servicio Técnico garantizado


Máxima medición de distancia

± 10 Km. Alta precisión en la

medida de distancia. Servicio Técnico

Garantizado.


Consulta mas frecuentesQué es la topografía

Automatizada?Como se estructura el sistema?En que se diferencia la topografía

convencional?Que beneficios reporta?Cual es su metodología de

trabajo?


Señalando DiferenciasEquipo Convencional

TEODOLITO OPTICO

MECANICO

Equipo Electrónico

ESTACION TOTAL

Teodolito + Distanciometro + Nivel



Calculo en forma de distancia horizontal, distancia inclinada y diferencia de altura en gabinete.

En un día se miden aproximadamente 500 pts. Y transcripción a libreta de campo.


Lee directamente y muestra en la pantalla distancia horizontal, distancia inclinada y diferencia de altura.

En un día se pueden medir mas de 1500 pts. Y almacenarlos en memoria o libreta.


BENEFICIOS DE LA TOPOGRAFIA AUTOMATIZADA

Beneficios Técnicos :Reemplaza el teodolito y el distanciometro.Equivale al nivel en trabajos que no

requieren alta precisión.Reduce errores.Permite operación complementarias de gran

ayuda.Reduce el esfuerzo humano.Mayor cantidad versatilidad y operatividad.Actualización técnica acorde con la

tecnología actual.


BENEFICIOS DE LA TOPOGRAFIA AUTOMATIZADA

Beneficios Economicos :Reducción de Tiempos.Reducción de Equipos.Reducción de costos operativos.Reducción del Esfuerzo Humano.

Menor Costo el Proyecto


El DistanciometroEs un instrumento que se utiliza en la

medición de distancias haciendo uso del MED. Comúnmente estos equipos van montados en un teodolito, mientras que en el extremo por medir se ubica un reflector (prisma), es posible obviar el uso de estos prismas, siempre y cuando la superficie reflectante sea de color claro para que así la reflexión no se vea afectada; sin embargo no se puede esperar una precisión igual o mejor que el medido con prisma


El Distanciometro. Es importante resaltar que entre

distanciómetro y prisma (en el recorrido de la onda) no debe existir obstáculo alguno tales como hojas o ramas de árboles, dado que la onda en su recorrido se refleja en el primer cuerpo que encuentra mostrando por ende una distancia falsa.

Distanciómetró a punto de ser instalado sobre un teodolito mecánico.


Fundamento Físico de Distancia ElectrónicaVelocidad de la Luz = 300,000 Km/seg.

Espacio = velocidad de la luz * Tiempo Espacio =300,000 km /Seg. * Nanosegundos

Nanosegundo : Millonesima parte de un segundo (10 -9) no se usa en la vida diaria, pero es de interés en física, química, electrónica, e informática; es la duracion de un ciclo de reloj de un procesador 1GHZ.

Es el tiempo que tarda la luz en recorrer aprox. 0.30 cm.


Errores en la Medición electrónica de distancia Partes por millón(ppm):

Expresa la precisión o error relativo de una medición.

± 1 ppm = ± 1 mm; significa que por cada kilómetro de distancia puede existir un error de

Análisis General:- Según la clasificación de errores visto en el capítulo teoría de observaciones, éstas se dividen en: propios, sistemáticos y accidentales. - Si los valores medidos son almacenados en una libreta electrónica tal como sucede en una estación total, la probabilidad de la existencia de errores propio es casi nula; motivo por el cual tan sólo se toma en cuenta los otros dos tipos de errores.


Errores en la Medición electrónica de distanciaAnálisis de los errores Sistemáticos:Sabemos que éstos generalmente aparecen debido a la influencia de agentes externos tales como la presión atmosférica, temperatura, humedad etc.Análisis de Errores Accidentales:- Estos errores accidentales en estos equipos suelen expresarse con una desviación estándar mediante la siguiente expresión: E = ± (a + b - D)

Donde: a : Es un valor constante en mm.b : Es un valor proporcional a la distancia medida; se expresa en ppm (partes por millón). D : Distancia medida en km.


Correcciones Instrumentales de medición de distanciasConstante del instrumento (K)Se le llama también constante aditiva y viene a ser la distancia existente entre la vertical que pasa por el punto de estación y su similar que pasa por el centro de emisión de ondas. En la mayoría de los equipos, la constante K es del orden de 1 mm si es que lo hubiese. Comúnmente el valor de dicha constante lo ingresa el fabricante, por lo que el usuario no tiene necesidad de dignarlo en el equipo. Sin embargo, es preciso comprobar la veracidad de dicho valor y en el caso extremo ajustaría


Correcciones Instrumentales de medición de distanciasConstante del prisma (k)Para efectos de realizar una explicación didáctica, citaremos a continuación algunos conceptos fundamentales.

Recorrido de la onda dentro del prisma.- El recorrido del rayo dentro del prisma está determinado por la siguiente expresión:


Libreta ElectrónicaLlamada también colectora de datos; generalmente

va conectada a un teodolito electrónico y/o un distanciómetro; puede registrar automáticamente los valores medidos correspondientes, a los puntos previamente codificados en dicha, colectora. Con ello se obvia la tradicional libretas de campo y se anulan los posibles errores que se puedan cometer en dicho proceso.

En el post-proceso, es posible conectar dicha colectora a una computadora, con lo cual se consigue ingresar los datos de campo en forma automática a un software preferido por el usuario. Como verá Ud. no es necesario escribir los datos en el campo, ni mucho menos copiar a la computadora para realizar el cálculo respectivo.


Libreta ElectrónicaSin embargo es necesario resaltar que. la

codificación realizada en la colectora de datos obedece a algún croquis realizado por el operador en el campo, dibujo que será una herramienta imprescindible en la transferencia y cálculo de datos.

En la actualidad las Libretas Electrónicas o colectoras de datos no sólo puedan registrar datos de campo, sino también pueden realizar cálculos básicos tales como las correcciones de distancia, la reducción de distancia al horizonte e incluso la determinación de las coordenadas de los puntos topográficos.


Libreta Electrónica Para ello el operador introduce los códigos de los

puntos topográficos en la libreta electrónica, dicha colectora almacena las medidas tomadas con un archivo previamente establecido para luego calcular los parámetros básicos y almacenados con el mismo archivo pero con diferente extensión.


LA ESTACION TOTAL

Definición Elementos Internos y ExternosTipos de Estación TotalMedición de Ángulos y Distancias


ESTACION TOTAL Es el instrumento que

resulta de la integración en un solo equipo del sistema electrónico de medida de ángulos y el sistema electrónico para la medida de distancias, con un microprocesador para el calculo automático de datos topográficos.


Elementos Externos de MediciónEl Prisma(Reflector):Es el resultado de truncar los vértices de un cubo, esta formado por una pirámide de base triangular equilátera y lados triangulares isósceles. Son de vidrio meazo, y su fundamento se basa en que el rayo luminoso que llega a la base es devuelto paralelo a la entrada tras realizar 3 reflexiones en su interior.


Topografía AutomatizadaTrabajo de

Campo-Toma de Datos-Recolección de Información.

Trabajo de Gabinete

- Traslado de Información - Procesamiento de Datos


ESTACIONES TOTALES

China

Japón


Elementos Internos de la Estación Total

Teodolito electrónicoÁngulos Verticales y Horizontales

Memoria

MicroprocesadorInterno Distanciometro

Software Interno


Elementos Externo de MediciónVariedades de Prisma


Clasificación de las Estaciones TotalesPor su precisión :- Entre 1° y 10° en medición de ángulos.- Desde (2 mm + 2 ppm) hasta (3 mm + 10 ppm)

en distancias.Por el tipo de Memoria : -Interna- Externa- TarjetaPor la capacidad de almacenamiento- 5,000 ; 10,000 hasta 15,000 pts.


Medición de Distancia


Medición de DistanciaSe genera un frecuencia portadoraSe modula con una frecuencia patrón de

longitudes de onda necesarias mediante oscilaciones de un cristal de cuarzo.

El haz modulado se envía a un reflector, quedándose una muestra o referencia de fase de la señal emitida.

Se recoge la señal reflejada la que se transpone a una frecuencia menor.

Se mide el desfase entre ambas mediante sistema digital.

La distancia obtenida se corrige por refracción o error cero.


Medición de ÁngulosSe realiza a través de un codificador giratorio

incrementalANGULOS HORIZONTALES:- Puede ser derecha o izquierda, pudiendo retenerse

la posición del “0°” así como introducir la dirección que se desee.

ANGULOS VERTICALES:- Permite el ajuste en 3 modos del ángulo “0°”. En

las posiciones cenit , nadir , normal así como en % .

- Un sensor de inclinación, se usa para corregir el eje principal. El aparato compensa de forma automática las desviaciones para garantizar lecturas precisas.


Clasificación de las estaciones Por su Alcance:- De 1.5, 5 hasta 10 Km, dependiendo del

modelo, del numero de prismas y de las condiciones atmosféricas.

Por su Mecanismo:- Mecanicos- Servodireccionales- Estaciones de “Un solo Hombre”(One man System)


Medición de DistanciaLa mediciónde las distancias en una estación total la realiza un distanciometro que lo incluye en la mayoría de las mismas.El proceso de medición de las distancias, que puede ser para distintos fines topográficos y en general es a través del método de la comparación de fase, este consiste que el instrumento envía una señal (onda) con una determinada frecuencia y fase, que es reflejada por el objeto a medir.Luego de esto el instrumento compara la diferencia de fase que existe entre la señal enviada y la reflejada para establecer las diferencias y las longitudes de onda.


Medición de ÁngulosCodificador Giratorio

Incremental:- El codificador esta formado por un limbo en el cual se

han grabado unas ventanas (zonas claras y oscuras), un diodo emisor de luz y en la parte opuesta un detector de luz . Las posiciones de luz y oscuridad de los sensores proporcionan un código binario que expresa el valor angular.


Partes de la estación Total


Funciones EspecialesBAUDIO (En ingles BAUD):Unidad de Medida Usada en telecomunicaciones representa el numero de símbolos por segundo en un medio de transmisión digital.Originalmente se uso para medir la velocidad de transmisiones telegráficas, ingeniero frances Jean Maurice Baudot fue el primero en tomar estas mediciones.El microprocesador lleva un programa para

funciones especiales siendo las mas frecuentes:

- Medición de altura remota- Medición entre dos puntos remotos- Medición por replanteo.- Medición de la Distancia de un Punto a una recta

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