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TOPOGRAFÍA - NIVELES + GPS

dossier | N1.1 N1.2 N1.3 - G1.1 G1.2
by

JUAN CARLOS LEON

on 10 June 2011

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Transcript of TOPOGRAFÍA - NIVELES + GPS

Topografía Estación Total Niveles GPS GPS dfasdfasdfas niveles Finalidad y objetivos del trabajo Familiarizarnos con el manejo y la utilización de los distintos tipos de niveles existentes (láser, ópticos, electrónicos,…) Realización de operaciones de nivelación básicas en el ámbito de la construcción, tales como, el traslado de cotas, suelos elevados, determinación de desniveles o generación de escuadras, realización de itinerarios cerrados y encuadrados de nivelación, determinando cierres altimétricos y las cotas altimétricas de diversos puntos, técnicas muy utilizadas, en el ámbito de la topografía y los replanteos de obras de todo tipo. Este trabajo comprenderá las lecciones 9, 10,11 de la asignatura comprendiendo estas el apartado de niveles. contextualización y evolución histórica La nivelación ha contribuido en forma muy importante al desarrollo de la civilización

tanto como para realizar construcciones de caminos, conductos de agua o canales,...
como grandes de las obras de arquitectura, tanto de la era moderna como de la antigüedad, son una prueba palpable de éste, sorprendente descubrimiento. No se sabe con exactitud el origen de esta rama de la topografía, pero se piensa que desde que el hombre quiso ponerse a cubierto, tanto del clima como de las bestias, se tuvo una idea de la nivelación; desde apilar materiales y dar cierta estabilidad a ésta, como el hecho de cursar las aguas para los cultivos, pensando incluso ya en las pendientes. Siendo muestras de belleza y admiración lo logrado en las pirámides de Egipto, los caminos y canales hechos por los Griegos y Romanos, el Canal de Suez, los túneles del Mont-Cenis en Panamá, y tantas otras obras que sin la nivelación, jamás estarían de pie para admirarlas en estos años, quedando muy en nuestra mentes la existencia de las practicas de la nivelación, desarrollándose diversos tipos, de entre los que se encuentra la Nivelación Directa, Topográfica o Geométrica, método que nos permite encontrar directamente la elevación de los terrenos, mediante la referencia de puntos o cotas, en relación a superficies cuya altura ya se conoce referencialmente. En 1921, Wild fabrica el prisma taquimétrico para mira vertical.

Los limbos de cristal empezaron a fabricarse en serie en el año 1936.

Por el año 1946 se consiguió el primer nivel automático, en Rusia.

En 1950, Carl Zeiss fabricó un nivel con compensador mecánico.

En el año 1956 se instaló el compensador de verticalidad en los Teodolitos. Identificación y representación gráfica de características, partes, componentes y parámetros fundamentales del nivel. aplicaciones en edificación niveles + gps practica 9 Replanteos con niveles laser Objetivos GPS Finalidad y objetivos del trabajo No es otra que ilustrarnos, en el conocimiento y manejo de un equipo receptor de la tecnología GPS, así como poner en práctica algunos de los métodos de posicionamiento más elementales de cara a sus aplicaciones en el ámbito de los levantamientos planimétricos en el campo de la edificación aplicaciones en edificación contextualización y evolución histórica El actual desarrollo de los sistemas de posicionamiento global (GPS), se nutre de la necesidad de establecer un sistema de referencia, que abarque la práctica totalidad del planeta.

Durante siglos, el hombre ha empleado el sol y las estrellas para orientarse en la navegación. En tierra firme se utilizaban puntos conocidos como referencia para realizar mediciones o para trazar rutas. Estos sistemas, estaban limitados cuando el sol y las estrellas no podían observarse.

Ya en la antigüedad se realizaron observaciones celestes: es conocida la extraordinaria precisión en la orientación de las caras de algunas pirámides respecto de los puntos cardinales.

El primer autor que habla de la medida de la Tierra es Aristóteles (384-322 a.C.), está convencido de la esfericidad terrestre y del geocentrismo. No obstante, se puede decir que el desarrollo de la geodesia clásica comenzó a gestarse ya con Pitágoras (550 a.C.). Fue el primero en darse cuenta de la esfericidad de la Tierra.

Eratóstenes de Alejandría (276-196 a.C.) se propuso determinar las dimensiones de dicha esfera.

Durante la Edad Media se negó dicha esfericidad.

En los años 70, los departamentos de defensa de EEUU y US desarrollan sistemas globales de navegación por satélite, respectivamente, Navstar y Glonass, los cuales consistían principalmente en poder determinar, en cualquier momento y bajo cualquier condición atmosférica, una posición precisa en cualquier punto de la superficie terrestre. Este proyecto dio lugar al sistema de posicionamiento global (GPS). Identificación y representación gráfica de características, partes, componentes y parámetros fundamentales del nivel. Se propone, por tanto, realizar el levantamiento planimétrico del contorno de la parcela de prácticas asignada a cada equipo durante el curso, utilizando la tecnología GPS. Se empleará un receptor GPS monofrecuncia (modelo Viva Uno de Leica) y realizará el levantamiento aplicando inicialmente en campo “in situ” el método de posicionamiento absoluto (proporciona errores de hasta 100 m en la posición de un punto). El nivel, es un instrumento que sirve para medir diferencias de altura entre dos puntos, para determinar estas diferencias.
En la construcción a este intrumento se le encuentra numerosas utilidades como son replanteo de los diferentes niveles en obra para la posterior construcción de elementos horizontales y verticales.
Levantamientos altimétricos tanto en obra como en otros espacios diferentes.
Traslado de cotas desde puntos conocidos a otros que no lo son. Hasta hace poco tiempo, la única fuente de datos topográficos disponible en el campo de la ingeniería civil, era la topografía clásica pero, gracias al desarrollo tanto de algoritmos que permiten las observaciones a tiempo real, el GNSS ha pasado a ser más competitivo en todas las fases de la obra, incluso en la redacción del proyecto, donde el GNSS, es particularmente útil, en la comprobación de la cartografía base existente, puntos de apoyo, medición de la poligonal principal de proyecto ( estáticos, posproceso o RTK) o en su caso la red de vértices y en la implantación de bases de replanteo.

GPS tramita localización mediante satélites de estos puntos que componen todo proyecto de construcción, que pueden ir desde puntos de replanteo de cimentación, acabados, mediciones, tomas de datos, etc. El nivel óptico consta de un anteojo similar al del teodolito con un retículo estadimétrico, para apuntar y un nivel de burbuja muy sensible (o un compensador de gravedad o magnético en el caso de los niveles automáticos), que permita mantener la horizontalidad del eje óptico del anteojo, ambos están unidos solidariamente de manera que cuando el nivel está desnivelado, el eje del anteojo no mantiene una perfecta horizontalidad, pero al nivelar el nivel también se horizontaliza el eje óptico. Un nivel laser, es una herramienta electrónica para topografía y construcción que sirve para determinar nivelaciones en un plano horizontal mediante iluminación de la zona con una línea laser al estar montado sobre un trípode. El rayo laser es proyectado desde una cabeza rotatoria con un espejo para barrer el rayo en un eje vertical. Si el espejo no esta autonivelante, el instrumento normalmente cuenta con tornillos ajustables para orientar el proyector.
El operador carga un bastón que está equipado con un sensor movible que puede detectar el rayo laser y dar una señal (normalmente mediante un sonido) cuando el sensor está en línea con el haz. La posición del sensor en el bastón graduado permite la comparación de elevaciones entre diferentes puntos del terreno. Los niveles topográficos pueden ser, manuales o automáticos, según se deba horizontalizar el nivel principal en cada lectura, o esto se haga automáticamente al poner el instrumento "en estación".
Un nivel topográfico está compuesto por un nivel de burbuja, un anteojo, un retículo, un nivel tubular y un trípode. El sistema GPS, basa su funcionamiento en la medida del tiempo que tarda una señal de radio en llegar desde un satélite hasta nosotros, calculando la distancia a partir del tiempo medido, sabiendo que las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz (en el vacio).
Los relojes de nuestros equipos, han de ser capaces de registrar intervalos de tiempo cortos con gran precisión, dado que el mensaje de radio, de un satélite que estuviese a 200.000 Km sólo tardaría 0,067 segundos en llegar a nuestro receptor. De hecho, la mayoría de los receptores del mercado, pueden medir el tiempo con precisión de nanosegundos.
El sistema Navstar GPS, además de los satélites, necesita disponer de ciertos elementos, llamados receptores en la tierra, que reciban la señal enviada por los satélites y de algún sistema de control sobre ambos. Se distinguen tres subsistemas en la construcción del sistema:
- El sector espacial, estudia la constelación (cuantos satélites, cómo están dispuestos, qué señal emiten, etc.)
- El sector de control, estudia las estaciones fijas en tierra, que controlan y monitorizan los satélites.
- El sector de usuario, estudia los receptores (sus componentes, las clases de equipos disponibles en el mercado, cómo trabajan, y analiza las operaciones con los datos, etc.).
- En la actualidad, consideraríamos un cuarto segmento, el sector terrestre, conformado por redes civiles permanentes de estaciones de referencia (ERGPS), centros asociados de análisis de datos y mantenimiento de archivos de datos (IGS), etc. Conocer el “nivel láser rotatorio de plano” y sus partes fundamentales.
Conocer la mira de desniveles, el sensor de láser y el porta sensor para acoplarlo a la mira, necesarios en las operaciones de nivelación a realizar.
Posicionar el nivel láser con el plano horizontal sobre el trípode y posibilitar su auto nivelación.
Manejar el sensor de láser acoplado sobre una mira de nivelación para la realización de diversas operaciones de nivelación, tales como, el traslado de cotas y de suelos elevados.
Posicionar el nivel láser con plano vertical sobre una la solería y hacer su auto nivelación, para poder definir una escuadra. Métodos y fundamentos El metodo utilizado en esta practica con nivel laser consiste en una nivelacion geometrica por alturas.

Se denomina nivelación geométrica a la determinación del valor de la componente z de un punto P, a partir de un plano de comparacion establecido por el instrumento.

Las diferencias de lecturas es el desnivel entre los dos puntos. Conocida la cota de uno de los puntos, se determina la del otro sumando o restando el desnivel obtenido. El segmento entre el plano comparativo y el punto define la cota del punto.


Lo mas elemental de esta práctica fue el traslado de cotas de una zona a otra, tanto por encima del plano de comparación como por debajo. Instrumental necesario - Equipos nivel láser rotatorio Topcon RL-VH3D

-Trípodes

- Una mira de desniveles

- Un sensor de láser

- Soporte para acoplar el sensor a la mira

- Material para señalar en la zona de trabajo (tizas) Resultados obtenidos Plano de localización y emplazamiento. Fotos solicitadas practica 10 Levantamientos con niveles ópticos practica 12 GPS I: LEVANTAMIENTOS Objetivos -Analizar nuestra parcela para la realización de un croquis para el levantamiento.
-Elegir puntos relevantes del contorno para un correcto levantamiento del contorno.
-Aprendizaje del manejo de un GPS (unidad receptora) así como aprendizaje de los diferentes procedimientos de trabajo (absoluto y los relativos o diferenciales) según el fin a alcanzar.
-Toma de datos en campo.
-Realización en gabinete del pos proceso para la corrección de la precisión obtenida
en campo (metros) a una precisión de centímetros.
-Descarga de los datos obtenidos por el instrumento en la medición.
-Comparación de los resultados obtenidos con los de la estación total. Métodos y fundamentos El método utilizado en esta práctica es el método del posicionamiento absoluto en el que las lecturas de los puntos se obtienen en tiempo real haciendo uso de un único receptor, no siendo posible conocer el error de la señal de forma instantánea.

El posicionamiento será estático en el que el receptor permanecerá quieto durante las observaciones, realizando varias determinaciones de la posición, y obteniendo el promedio de las mismas, esto requerirá más tiempo pero se conseguirá una mayor precisión de la medición.

En la siguiente práctica corregiremos la obtención de las coordenadas de los puntos mediante el pos proceso en el que un receptor situado en un punto fijo de coordenadas conocidas calcula el error y mediante el cual se corrigen las coordenadas obtenidas. Instrumental necesario -Receptor GPS Leica Viva Uno
-Funda y batería para el receptor.
-Pen drive USB. el NIVEL topográfico o equialtímetro

es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre puntos que se hallan a distintas alturas mediante un plano de comparación o el traslado de cotas de un piunto a otro desconocido, existiendo 3 tipos de niveles

OPTICO
LASER
ELECTRONICO En las fotos que se muestran a continuación se observa el ejercicio realizado en campo donde se traslada una altura desde un punto conocido a otro desconocido y tambien el posicionamiento de un plano vertical. Obtención de altura de punto conocido respecto al plano conocido Traslado de la altura conocida asta el punto de altura desconocida Sañalización del plano vertical mediante capturador de puntero laser y nivel Sañalización del plano vertical sobre el terreno practica 11 Objetivos Métodos y fundamentos El método utilizado, será una nivelación geométrica por alturas.
Se utilizara una nivelación compuesta con itinerario cerrado consistente, en la lectura con el instrumento a un punto con altura conocida denominado lectura atrás y posteriormente lectura a otro punto de altura desconocida que no servirá para establecer un enlace para el siguiente posicionamiento.
Siendo esta primera lectura alante y en el segundo posicionamiento siendo la lectura atras, estableciendo así el eje del itinerario. Instrumental necesario - Nivel óptico automatico Leica.

-Trípodes

- Una mira de doble milimetro Resultados obtenidos como resultado obtenemos la altura de todos los puntos representada en el estadillo.

Un croquis de los putnos leidos y el itinerario seguido para la obtencion de los mismos. Conocer y manejar el imnstrumento topográfico denominado "NIVEL ÓPTICO AUTOMÁTICO".
Conocer y manejar la mira de doble milímetro y dominar la lectura a la misma, obteniendo la lectura.
Conocer y aplicar la nevelación geométrica o por alturas, aplicando la nivelación compuesta a través de la realización de un itinerario cerrado.
Realización de un croquis eligiendo adecuadamente el camino a seguir en el itinerario. Métodos y fundamentos Instrumental necesario - Equipos nivel láser rotatorio Topcon RL-VH3D

-Trípodes

- Una mira de desniveles

- Un sensor de láser

- Soporte para acoplar el sensor a la mira

- Material para señalar en la zona de trabajo (tizas) Resultados obtenidos practica 13 Conocer el post-proceso para la corrección de los datos obtenidos en campo con el fin de reducir el posible error hasta 30 centimetros aproximadamente.
Conocer el software Leica Geo Office el cual nos permitirá realizar la corrección de los datos. Comparando el resultado final con el inicial (las coordenadas de los puntos...) Métodos y fundamentos Para la realización de la práctica hemos utilizado el software Leica Geo Office, es un software de pago, y para ello hemos utilizado un portátil facilitado por el departamento. Instrumental necesario Resultados obtenidos Fotos solicitadas -Ordenador portátil con licencia flotante de la aplicación Leica Geo Office

- Conexión a Internet

-Dispositivo USB Coordenadas rectificadas en el post-proceso de los puntos levantados en campo.
plano de la parcela a través de los puntos retificados en el post-proceso Objetivos Conocer y manejar el imnstrumento topográfico denominado "NIVEL DIGITAL ELECTRÓNICO".
Conocer y manejar la mira de código de barras y dominar la lectura a la misma, obteniendo la lectura.
Conocer y aplicar la nivelación geométrica o por alturas, aplicando la nivelación compuesta a través de la realización de un itinerario encuadrado.
Realización de un croquis eligiendo adecuadamente el camino a seguir en el itinerario. El método utilizado, será una nivelación geométrica por alturas.
Se utilizara una nivelación compuesta con itinerario encuadrado consistente, en la lectura con el instrumento a un punto con altura conocida denominado lectura atrás y posteriormente lectura a otro punto de altura desconocida que no servirá para establecer un enlace para el siguiente posicionamiento, cerrando el itinerario en un punto conocido pero distinto del inicial.
Siendo esta primera lectura alante y en el segundo posicionamiento siendo la lectura atras, estableciendo así el eje del itinerario. como resultado obtenemos la altura de todos los puntos representada en el estadillo.

Un croquis de los putnos leidos y el itinerario seguido para la obtencion de los mismos. Levantamientos con niveles electronicos Resultados obtenidos Plano con los puntos levantados.
Listado de las coordenadas UTM
Croquis elaborado con los puntos levantados Fotos solicitadas GPS I: LEVANTAMIENTOS Plano de la parcela levantada con GPS Plano de la parcela levantada con estación total Croquis croquis planta baja croquis planta tipo Plano de la parcela levantada con GPS y rectificado. Puntos despues de la rectificacíon Puntos antes de rectificacion Bibliografía Niveles Historia de la cartografía y de la topografía / José Martín López
Topografía para estudios de grado: geodesía, cartografía, fotogrametría, topografía (instrumentos, métodos y aplicaciones), replanteo y seguridad del topógrafo / José Juan de San José Blasco, Emilio Martínez García, Mariló López González
http://www.southgeosystems.net/
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:LXglTPiNrjcJ:todoconstruccion.galeon.com/aficiones1223849.html+niveles+topograficos&cd=9&hl=es&ct=clnk&gl=es&client=firefox-a&source=www.google.es
http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_topogr%C3%A1fico Bibliografia El GPS en la construcción / Esperanza Delgado Trapero. Sistema de posicionamiento global GPS en trabajos de ingenieria = Global positioning system GPS technology in engineering / Elisa López-Canti Casas, Pablo Valdés Fernándes de Alarcon http://www.mappinginteractivo.com/plantilla-ante.asp?id_articulo=1018 http://www.arquigrafico.com/estacion-total-gps-gran-auxiliar-de-la-topografia-moderna Bibliografía GPS Objetivos
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