UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 1 INDICE DEDICATORIA AGRADECIMIENTO PRESENTACION CAPITULO I:INTRODUCCIN A LA GEOMATICA 1.1Elementos bsicos de Cartografa satelital 1.2 Datum de referencia: WGS-84 y PSAD-56 1.3 EDM (Medida electrnica de distancias) principios y aplicaciones 1.4 Sistema de coordenadasUTM,UPS ,Zonas y Bandas. 1.5 Coordenadas falsas (Aplicaciones) 1.6 Sistemas Globalesde Navegacin Satelital (GNSS) NAVSTAR (GPS) GLONASS GALILEO SBAS (WAAS,EGNOS,SDCM,MSAS , GAGAN Y QZSS-SAIP) BEIDOU GBAS 1.7La Carta Nacional Nomenclatura y codificacin 1.8 Cartografa de pases limtrofes 1.9 Proyecto SIRGAS 1.10Receptores Satelitales De mano (GPS) Diferenciales (DGPS) Esttico y RTK1.10 Softwares de manejo de data obtenida con GPS y DGPS1.11 El espectro Electromagntico1.12 Sensores Tecnologa LIDAR (Principios y aplicaciones) 1.13 Escner topogrfico principios y aplicaciones 1.14Software de manejo de Data obtenida con Escner topogrfico 1.15 La Estacin Total y TPS (Principios y fundamentos) 1.16 Sensores remotos aerotransportados 1.17Introduccin al GIS (Sistemas de informacin geogrfica) UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 2 1.18 Introduccin a la Geomntica 1.19 Sensores remotos satelitales y la teledeteccin 1.20 Imgenes satelitales: Lansat, Aster y Radarsat CAPITULO II: TRIANGULACIN Y TRILATERACION2.1 Generalidades 2.2 Figuras formadas por en la Triangulacin.Red de tringulos Red de cuadrilteros Red de polgonos Red mixta 2.3 Consideraciones para elegir una cadena como red de apoyo 2.4 Precisin de las figuras de triangulacin 2.5 Fases del levantamiento: Documentacin y reconocimiento 2.6 Sealizacin de los vrtices 2.7 Medida de Bases (Principios y fundamentos) 2.8 Medida de bases con wincha metlica-Correcciones 2.9 Medida conequipos EDM -Correcciones 2.10 Medicin de ngulos (Principios y fundamentos) 2.11 Medicin de ngulos por el mtodo de repeticin 2.12 Medicin de ngulos por el mtodo de reiteracin 2.13 Estaciones excntricas (Principios y fundamentos) 2.14 Compensacin de cadena de Tringulos 2.15 Compensacin en una cadena de cuadrilteros 2.16 Compensacin en una cadena de polgonos 2.17 Clculo de lados, rumbos y coordenadas absolutas. 2.18 Calculo de la rigidez (R) UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 3 2.19 Calculo de lalongitud de los lados 2.20 Calculo de azimutes 2.21 Calculo de coordenadas absolutas 2.22 Mtodo de la Reseccin o Pothenot ( Principios y fundamentos) 2.23 Ejercicios de aplicacin de Pothenot. 2.24 Trilateracion-Principios y Aplicaciones. CAPITULO III: CURVAS HORIZONTALES Y VERTICALES 3.1 Generalidades 3.2 Curvas horizontalesprincipios y aplicaciones. 3.3 Elementos de una curva 3.4 Cadenamiento de carreteras 3.5 Deflexin de Curvas 3.6 Replanteo de curvas Horizontales 3.7 Curvas Verticalessimtricas y asimtricas 3.8 Consideraciones Generales para el diseo de Curvas verticales. 3.9 Sustento Matemtico Mtodos de clculo. 3.10 Curvas verticales cncavas(Tipo Columpio) Ejercicios de aplicacin 3.11 Curvas verticalesconvexas (Tipocresta o cima) - Ejercicios de aplicacin OBSERVACION RECOMENDACIONES CONCLUCION BIBLIOGRAFIA -FISICA -VIRTUAL UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 4 DEDICATORIA Dedico este trabajo a toda mi familia por su apoyo incondicional en lo econmico y emocional. Ya que ellos tambin me supieron transmitir principios y valores. Dedico este trabajo tambin a Dios por brindarnos proteccin al guiarnos en esos momentos complicados de la vida UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 5 AGRADECIMIENTO Agradezco por este trabajo a mis padres,profesores, amigosy mspersonas quebrindaron sus puntos de vista acerca de mi trabajo realizado y as pudiendo colocar sugranito de arena . UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 6 PRESENTACION Presento este presente trabajo a usted Ing. Feliciano Escobedo Silva en donde le puedo dar a conocer distintos aspectos fundamentales de la Topografa partiendo desde tres captulos los cuales se subdividen. En el primer captulo que tiene como ttulo Introduccin a la Geomatica se le da a explicar primeramente los conceptos bsicos que se debera saber y seguidamente se da el desarrollo del tema como las definiciones de Datum de referencia de WGS-84 Y PSAD-56, coordenadas falsas, los Sistemas Globales de Navegacin Satelital (GNSS), tambin se da un pequeo concepto acerca de la carta nacional e imgenes de distintas cartas de pases limtrofes y de nuestro pas, seguidamente se habla sobre el proyecto sigas el cual engloba a toda la Amrica, se da pequeas introducciones del GIS y la Geomntica y finalmente podemos concluir dando referencias acercade los distintos Satlites que existen en el mundo. En el segundo captulo tenemos como ttulo Triangulacin y Trilateracin en este captulo comenzamos con sus generalidades para luego seguir con los dems temas que son: figuras formadas por la triangulacin que son cuatro: la red de tringulos, la red de cuadrilteros, la red de polgonos y la red mixta,consideraciones para elegir una cadena como red de apoyo, las fases de un levantamiento topogrfico, se puededar a conocer tambin distintos tipos de compensacin y mtodos de estos para el UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 7 desarrollo de un levantamiento topogrfico y uno de estos que se puede mencionar es el Mtodo de Pothenot y ms, hacemos conocer tambin los mtodos para el clculo de rigidez, azimuts, longitud de los lados, etc. En el tercer captulo tenemos como ttulo Curvas Horizontales y Verticales Este captulo comenzamos dando a conocer las generalidades para luego empezar con las definiciones de curvas verticales y horizontales juntamente con sus principios y aplicaciones, tambin podemos encontrar los elementos de una curva, cadenamiento de carreteras, deflexin de curvas, podemos encontrar tambin las curvas verticales simtricas y asimtricas para luego sustentarlo matemticamente y aplicndolo con mtodos de clculo. Finalmente se da pequeas definiciones de curvas verticales cncavas y convexas con sus respectivos ejercicios. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 8 CAPUTULO I INTRODUCCION A LA GEOMATICA 1.1 ELEMENTOS BASICOS Cartografa: (arte de trazar cartas grficas). Ciencia que estudia la representacin plana de la superficie de la Tierra, a travs de las proyecciones. Conjuntodeestudiosyoperacionescientficas,artsticasytcnicasqueapartirde los resultados del levantamiento original o del estudio.Podemos definirla como arte y ciencia que apoyndose en la tecnologa, se ocupa de la realizacindemapasquepresentaninformacindemaneratil,hayqueceirsealo que en realidad se quiere representar. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 9 Objetivos ReuniryanalizardatosymedidasdelasdiversasregionesdelaTierray representarlasgrficamentedemodoque todos loselementosseanclaramente visibles. LaexpresingrficaoresultadodelaconcrecindeeseobjetivoeselMAPA,como instrumentoautilizarafinesdiversos.Segneldestinodelmapaaderequeriruna escala que relacione el tamao de lo representado con el tamao real y una proyeccin paraaproxconlamayorfidelidadposiblelarepresentacindelosrasgosdela superficie curva terrestre a un plano. Forman parte de la cartografa: los avances cientficos y tcnicos y los recursos empleadosenlaconfeccindemapas;desdeelconocimientoastronmicoy matemtico hasta el huso o las aplicaciones cromticas de la impresin y los programas informticos utilizados para el tratamiento espacial. Como se trabaja en cartografa; comunicacin Realidad=entornogeogrficocartgrafoespecialistaenCAD/SIG(debereconocer los componentes y elementos con CAD. Reconocer,seleccionar,clasificar,simplificar,simbolizaryelaborarunmapa.El usuariodebeleer,analizareinterpretar(tienequetenerunosconceptosmnimos) (que nos muestra la imagen mental de la realidad. El globo terrestre Pitgorasfueel1enadmitirquelaTierra podra ser esfrica. Eratsfenespropusolosdatossobrelas dimensionesdeestaesfera.(hastaprincipios dsigloXVIInosemejoraranestos resultados) NewtondedujoquelaformadelaTierrano eraredondasinoachatadaporlospolosy parecida a una elipse de revolucin. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 10 Elementos geogrficos Eje terrestre: dimetro alrededor del cual se efecta el movimiento de rotacin Polos: extremidades del dimetro UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 11 Plano ecuatorial: plano que pasa por el centro de la Tierra y es _I_ al eje. Ecuador: crculomximoquedividealaTierraen2hemisferios,elNoBoreal,que contienealpoloNorteyelSoAustralomeridional,conteniendoalpoloSur.Mide 40.000km. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 12 Paralelo: todocrculomenorqueelecuadordeterminadoporlainterseccindela superficie con otros planos paralelos al ecuatorial. Son decrecientes hacia los polos y se numeran a partir del ecuador (0) hacia el N y hacia el S, hasta que se confunden con los polos (90) Meridiano: todo plano que contiene al eje y corta la Tierra segn un crculo, Puntos cardinales: puntossituadosenelinfinito,correspondenconlasdirecciones N(Sdelameridiana,E(Wenrelacinconmeridiano,sondirecciones_I_.E(ala derecha, teniendo el N al frente, y W (a la izquierda. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 13 Polosmagnticos: puntosenlosquelaslneasdefuerzadelcampomagntico terrestre entran y salen de la Tierra. Polo Norte magntico: ms cercano a la Estrella Polar, y por donde entran las lneas de fuerza del campo magntico terrestre. Polo Sur magntico: ms alejado de la Estrella Polar, y por donde salen las lneas de fuerza del campo magntico. Polosgeogrficos: puntosenlosqueelejederotacindelaTierracortaala superficie terrestre. P.N.G: ms cercano al P.N.M P.S.G: ms cercano al P.S.M UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 14 Geoide y elipsoide Del estudio de la forma de la Tierra se encarga la GEODESIA y su representacin en mapas la CARTOGRAFA. GEODIESIA:cienciaqueestudialaformaydimensionesdelaTierraenun contexto territorial amplio escala global mapas. TOPOGRAFA:actaenunmarcoterritorialreducidoescalalocalterritorio msreducido,puededespreciarselafaltadeplaneidaddelaTierra.Nousa proyeccin confecciona planos, no mapas. GEOIDE: superficie equipotencial de gravedad. Superficie libre de ocanos superpuestos con sus aguas en calma y prolongada por debajo de los continentes. Esta superficie es en cada punto normal a la direccin de la gravedad. La expresin matemtica que lo define es muy compleja para utilizarla en cartografa como superficie de referencia, por ello y para simplificar el problema se utilizan otras figuras aproximadas; esfera y elipsoide. ELIPSOIDE:seadaptamejorala superficie que el geoide. En Espaa se usaelelipsoidedeStruve.La Asamblea Internacional de Geodesia y GeofsicausaelipsoideHayford. UninAstronmicaInternacionalusa el elipsoide WG-S-84 (1998) UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 15 Triangulacin geodsica Es el sistema que determina la distancia entre 2 puntos y sita uno respecto a otro en una superficie plana. Se mide una distancia entre 2 puntos Lnea base, y a partir de ella se va formando una cadena de tringulos por adiccin de nuevos puntos, y determinando sus ngulos hasta completarunamalladelmapa,estamallaseapoyasobrelos vrticesgeodsicos. Dichosvrticesestnreferenciadosconcoordenadasgeodsicas,representanel soporte imprescindiblepara el anlisisdel terreno. Estn protegidos por la ley sobre sealesgeodsicasygeofsicas.Ladistanciasemideconundistancimetro,los ngulos con un teodolito (en la malla). REDGEODSICA:macroestructuraformadaporcadenasdetringulosque cubre un amplio territorio. La red geodsica espaola esta formada por: a.Red de 1 orden; con unos 650 vrtices y tringulos de 50km de lado. b.Red de 2 orden; 2.000 vrtices y tringulos de 25km de lado. c.Red de 3 orden; 10.000 vrtices y tringulos de 10-12km de lado. La red de 3 orden se apoya sobre la de 2 orden, y esta a su vez en la de 1 orden. Presenta red planimtrica, describiendo coordenadas x e y. red altimtrica donde `h' o cota es z. Resea geodsica: ficha que contiene toda la informacin del punto; sus coordenadas. Te da informacin; municipio, a que red pertenece, nombre del vrtice, como acceder al punto. Tambin nos indica los vrtices que de l se ven. Grficamente se dibuja con un que depende del color en funcin de la orden de red. El plano de referencia es el nivel medio del mar en Alicante. A partir de ese punto se extiende un sistema de redes de nivelacin deprecisin alta, que permitedar cota a todoslospuntosdelterreno.Lareddenivelacinconstade40.000clavos.Para realizar las nivelaciones de utilizan los niveles que permiten apreciar la diferencia de altura entre 2 puntos. Otra forma es por medio del teodolito, calculando el tringulo formado en el plano vertical. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 16 1.2 DATUN DE REFERENCIA: WGS 84 Y PSAD 56 DATUM DE REFERENCIA WGS - 84 El WGS84 esunsistemadecoordenadasgeogrficasmundialquepermitelocalizar cualquierpuntodela Tierra (sinnecesitarotrodereferencia)pormediodetres unidadesdadas. WGS84 sonlassiglaseninglsde World GeodeticSystem 84 (que significa Sistema Geodsico Mundial 1984). Setratadeunestndaren geodesia, cartografa,y navegacin,quedatade 1984. Tuvovariasrevisiones(laltimaen2004),yseconsideravlidohastaunaprxima reunin(annodefinidaenlapginaweboficialdelaAgenciadeInteligencia Geoespacial).Seestimaunerrordeclculomenora 2cm.porlo queesenlaquese basa el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Consisteenunpatrnmatemticodetresdimensionesquerepresentalatierrapor mediodeun elipsoide,uncuerpogeomtricomsregularquelaTierra,quese denomina WGS 84 (ntese el espacio). El estudio de este y otros modelos que buscan representar la Tierra se llama Geodesia. Los datum locales se definen con un elipsoide de referencia y su posicin, adems de unmodelodegravedad,esdecir,parmetroscomolasdimensionesdelelipsoideque mejorencajaenlazonadeaplicacindeldatum,unpunto astronmico fundamental, una orientacin de partida de la red geodsica y una ondulacindelgeoide.Losvaloresdeestosparmetrosseeligendemaneraque localmentetenganlosresiduosmspequeos.Undatumglobalsedefineconcuatroparmetrosquepersiguenlosmismosfines,yasestan definidos tanto el WGS84 como el GRS80, que son el semieje mayor del elipsoide (a), la constante de gravitacin (GM), el coeficiente de forma dinmica (J2) y la velocidad angular de la Tierra (w). Para el WGS84 y GRS80 estos parmetros son iguales, y solo hay una diferencia mnima en el coeficiente de forma dinmica J2, por lo que para casi todaslasaplicacionestantotopogrficas,cartogrficaseinclisogeodsicasambos sistemassepuedentomarcomoidnticos.Definidostericamenteestossistemas luegohayquematerializarlosenelterreno.Serealizaatravsdeunacoleccinde puntosgeodsicosconcoordenadasenestossistemas.Estacoleccindepuntosse denominaMarcodeReferenciageodsico,yenfuncindeltiempopuedetener pequeas variaciones en su posicin (acordmonos de la deriva continental) UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 17 DATUM DE REFERENCIAPSAD - 56 PSAD56 (Provisional Sudamericano 56) es que trae la cartografa 1:50.000 y 250.000este tiene una proyeccin cilndrica y su punto de referencia est dado por la ciudad de La Canoa en Venezuela y presenta ajuste de transformacin calculados con Molodenskypara los elipsoides Int 1909 1924

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 18 DIFERENCIAS ENTRE PSAD 56 Y WGS84 WGS84 es el nombre que recibe el Elipsoide general que representa toda la tierra a partir de un punto inicial y este es el centro de latierra (Elipsoide geocntrico), tambin es el sistema de proyeccin utilizado por los GPS. PSAD56 (Provisional Sudamericano 56) es que trae la cartografa 1:50.000 y 250.000este tiene una proyeccin cilndrica y su punto de referencia est dado por la ciudad de la Canoa enVenezuelaypresentaajustedetransformacincalculadosconMolodenskyparalos elipsoides Int 1909 1924. Elproblemanoesdeproyeccionesporqueentiendoqueyatienedefinidalaproyeccin cartogrfica UTM. Cul es la diferencia entre WGS84 y PSAD56? WGS84 no es un elipsoide, es un sistema geodsico o datum. La diferencia entre uno y otro, WGS84tieneunorigengeocntricoconunaincertidumbredeycuentacon informacin mundial con la cual cubre a todo mundo, en cambio, PSAD56 tiene origen topo cntrico y cubre solo una determinada regin. Respecto a cul es ms apropiado, yo dira que bajoel nuevo sistema dereferencia quetenemos el mejoresWGS84 bajo un temade existencia cartogrfica dira que PSAD56, ya que an no contamos con cartografa .Ahora, tienes que tener datos base que deben estar determinados bajo un sistema geodsico, creo que deberas dejarlo en ese sistema. DEPARTAMENTOS QUE ESTAN PARTIDOS POR 2 ZONAS EN EL PERU oAMAZONAS (17-18) oCAJAMARCA (17-18) oLA LIBERTAD (17-18)oANCASH (17-18) oLORETO (18-19) oUCAYALI (18-19) oMADRE DE DIOS (18-19) oCUZCO (18-19) oAREQUIPA (18-19) Parmetros de Transformacin del sistema PSAD 56 al sistema SIRGAS95 (WGS 84). UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 19 Nota:a). La transformacin de semejanza en espacio tridimensional es en doble sentido, es decir, se puede transformar del sistema PSAD 56 al sistema SIRGAS95 (WGS 84) y viceversa (ver expresinb). El signo de los parmetros calculados, si se quiere aplicar directamente en la expresin b para transformar del sistema SIRGAS95 (WGS 84) al PSAD 56, se invierten. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGION DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 21 1.3 EDM (MEDIDA ELECTRONICA DE DISTANCIAS) PRINCIPIOS Y APLICACIONES Enlaactualidadeltopgrafodisponededispositivosmodernosmuyprecisospara medirdistancias,quehanevolucionadodesdesusorgenesenla2GuerraMundial, paralelamente con el avancede la electrnica engeneral. Losinstrumentos funcionan engeneralenbasedeondaselectromagnticasderadio-frecuenciaoderayos luminosos.EnlatopografaagrcolaesmscomnelEDMderayosinfrarrojosno visibles, con una unidad emisora en o montado sobre el teodolito en un extremo, y en el otro,unsimplereflectorqueporlogeneralesunprismapentagonal.EnlosEDMla frecuenciasepuedecontrolarcontodaprecisin,perolavelocidadvaraconla temperatura,lahumedadylapresinatmosfricas.Paralograrmedidasexactascon losEDM,esnecesarioevaluarlosfactoresatmosfricospararealizarlas correccionesprecedentes.Lamayoradelosinstrumentossonelectropticos, transmitiendo luz infrarroja como seal portadora. La fuentes generadora de esta luz infrarroja, en general est dada por un diodo de arseniuro de galio. Los instrumentos antiguosconlserylosqueusan microondaspuedenteneralcancesmayoresaestos comunes. Estosdispositivosdeterminanladistanciamediantelamedicinindirectadeltiempo queletomaalaenergaelectromagnticadevelocidadconocida,enviajardeun extremo a otro de la lnea por medir y regresar. Laenergaelectromagnticasepropagaatravsdelaatmsferadeacuerdoconla ecuacin V = f En la cual V es la velocidad de la energa electromagntica en metros2, f la frecuencia de modulacin de la energa y la longitud de onda en metros.

En un principio el dispositivo EDM se montaba sobre el teodolito ptico primero ( ver fotoabajo)yluegosobreeldigital.Cuandoelteodolitoelectrnicoincorporael dispositivoEDMenelanteojo,ademsmuchasvecesdeunmicroprocesador,el dispositivo pas a denominarse Estacin Total, caracterizndose por su compacidad y practicidad frente al instrumental anterior. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 22 Teodolito Sokkisha T16 ptico + EDM Red 2 (Sokkisha) EstacinTotalLeica(Teodolitodigital+EDMenelanteojo+microprocesador incluido) EstosinstrumentosEDM,realizanlamedidainclinadaentredospuntosodistancia geomtricaquenosotrosnotamosporS . Siestadistanciainclinadalarealizamosa unprismadeigualalturadelinstrumentogoniomtrico,ladistanciahorizontalse obtiene fcilmente como H = S x cos donde es la altura de horizonte o ngulo de inclinacin y S la distancia geomtrica, o por el contrarioen casode unteodolito cenital, sin realizar ninguna transformacin, directamente H = S x sin C en UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 23 En trminos generales, el equipo EDM es ms sencillo, rpido y confiable que la citada directa,yactualmenteestosequiposhansustituidocompletamentealosmtodos tradicionalesoclsicosconcintamtrica.Aunqueelaparatoescostoso,suuso significa un ahorro considerable, sencillamente por la rapidez con que se obtienen las medidasyporlaconfianzaquestasmerecen.Encondicionesdebuenavisibilidad, cualquier trabajo que implique medicin de distancias entre 30 y 1500 metros oms, puedeefectuarsemuchomejorconunequipoEDMqueconunacintamtrica.El trnsitovehicular,losmatorralesyarbustos,laschilcas,unpantano,cuerposde agua, reas de cultivo, no interfieren para nada,puesto que la visual se puede elevar porencimadeciertosobstculosynohaynecesidaddecaminarsobrelalnea, excepto para situarse en sus extremos. Porejemplo,elequipodistancimetroelectroptico,transmiteradiacininfrarroja, conlongitudesdeondacercanasa0,9myqueestfueradelaporcinvisibledel espectro.Generalmenteelalcancedeestosaparatosnoexcedede5km,son pequeos,porttiles,fcilesdeoperar,adecuadosaunavariedaddetrabajosde campo. El alcance depende de las condiciones del aparato, potencia del emisor, de las condiciones atmosfricas, principalmente presin y temperatura y particularmente del nmerodeprismasreflectores.Dehecholosfabricantesdelosinstrumentos proporcionanunagrficaparaestablecerlosvaloresdecorreccinsegnpresiny temperatura. En las condiciones del Uruguay, en la prctica de topografa agrcola se ajusta el valor decorreccinenfuncinnicamentedelatemperatura.Laconstantevara sustancialmente entre el invierno con 10 y un relevamiento en enero con 30., o en un da de invierno excepcional (veranillo) si buscamos una precisin especial, deberamos ajustar el instrumento hacia el medioda y primeras horas de la tarde. LasfuentesdeerrorenlostrabajosconequipoEDMpuedenserpersonales, instrumentalesynaturales.Descartandoloserrorespersonalesquesedebenauna faltadepreparacintcnicadeloperador,loserrores instrumentales sedividenen dos partes. Es decir, el fabricante especifica el error delinstrumento, en una parte constante y en una parte proporcional a la distancia medida. Error instrumento EDM = error constante + error en f(distancia) La parteconstante vara generalmente entre + /- 0,002 a +/- 0,12 metros y la parte variable en 10 a 2 partes por milln (ppm). UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 24 Por ejemplo una especificacin tpica de un instrumento sera Error EDM = 5 mm + 5 ppm Es decir que en 1.000 metros de distancia, hay un error total de 0,005 + 0,005 metros = 0,01 m., o sea una precisin 0,01 m / 1000 m = 1 / 100.000 Elerrorconstanteesmssignificativoenelcasodedistanciascortas.Por ejemplo,tratndosedeuninstrumentoquetengaunerrorconstantede5mm,una medida de 50 metros tiene una precisin de. [0,005 + 0,000005 x 50]/50 = (0.005+ 0.0003) / 50 = 0.0053 / 50 = 1 / 9524Si la distancia fuera de 5 metros [0,005 + 0,000005 x 5] / 5 = 0.00503 / 5 = 1 / 199 En cambio, para una distancia de 10 metros, [0,005 + 0,000005 x 10]/10 = 0.00505 / 10 = 1 / 1980 Ahora, para una distancia de 30 metros, [0,005 + 0,000005 x 30]/10 = 0.00515 / 30 = 1 / 5825 Veamos la situacin, para una distancia de 400 metros, [0,005+0,000005x400]/400=0.0070/400=1/57143elerrorpasaaserde 0.007 m y por tanto la precisin 1 / 57143 Realizamos este ejemplo con los 400 metros porque esa distancia es un poco el lmite delaestadimetra,paraqueellectortengapresenteunordendemagnitud comparativodelaprecisin.Portanto,enconclusinadistanciasdelordende1000 metros las componentes de error se igualan y empieza apesar ms el error variable. Sinembargo,paralaingenieraagrcolayenparticular,conlataquimetra,noes razonabletomardistanciaspolaresporencimadelos1000a1300metroscomo veremos en el tema correspondiente. Portanto,sepuedevisualizarnuestraafirmacinanteriorqueparadistancias pequeas, menores a 10 metros sin duda la vieja cinta es superior, menores a 20 o 30 metros, la cinta est en la duda, y por encima de este lmite arbitrario superamos con facilidadlosestndaresdeprecisinylaventajanotoriaeinnegabledeldispositivo EDM. En el caso de distancias largas el error constante se vuelve despreciable pero la parte proporcionaladquiereimportancia.Detodasformas,laprecisindeacuerdoconlos UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 25 ejemplosanteriores,superatodaslasexigenciasdeobrasdeingenieraagrcolae incluso del Catastro Rural. LoserroresnaturalesquesetienenenlostrabajosconEDMprovienendelas variacionesatmosfricasdetemperatura,presinyhumedad;aunquestaltima puededespreciarseenelempleodeinstrumentoselectropticos.Algunos instrumentosmanejandirectamentelasvariablesatmosfricas,comoeselcasodel distancimetroHewlwtt&Packard3800,SokkishaRed2,etc,enotrostienenque hacerse las correcciones despus por operaciones matemticas. 1.4 SISTEMA DE COORDENDAS UTM, UPS, ZONAS Y BANDAS SISTEMA DE COORDENADAS UTM El SistemadeCoordenadasUniversalTransversaldeMercator (eningls Universal TransverseMercator, UTM)esun sistemadecoordenadas basadoenla proyeccin cartogrficatransversade Mercator,queseconstruyecomola proyeccinde Mercator normal,peroenvezdehacerlatangenteal Ecuador,selahacetangentea un meridiano. Adiferenciadelsistemade coordenadasgeogrficas,expresadas en longitud y latitud,lasmagnitudesenelsistemaUTMseexpresan en metros nicamente al nivel del mar, que es la base de la proyeccin del elipsoide de referencia. Historia ElsistemadecoordenadasUTMfuedesarrolladoporel CuerpodeIngenierosdel Ejrcito de los Estados Unidos en la dcada de 1940. El sistema se bas en un modelo elipsoidal de la Tierra. Se us el elipsoide de Clarke de 1866 para el territorio de los 48estadoscontiguos.Paraelrestodelmundoincluidos Alaska y Hawiseus UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 26 el ElipsoideInternacional.Actualmenteseusael elipsoideWGS84 comomodelode base para el sistema de coordenadas UTM. Anteriormente al desarrollo del sistema de coordenadas UTM varios pases europeos ya haban experimentado la utilidad de mapas cuadriculados, en proyeccin conforme, al cartografiar sus territorios en el perodo de entreguerras. El clculo de distancias entredospuntosconesosmapassobreelterrenosehacamsfcilusando el teoremadePitgoras,alcontrarioqueconlasfrmulas trigonomtricas quehaba queemplearconlosmapasreferenciadosenlongitudylatitud.Enlosaosdepost-guerraestosconceptosseextendieronalsistemadecoordenadasbasadoen las proyecciones UniversalTransversadeMercatory EstereogrficaPolarUniversal, que es un sistema cartogrfico mundial basado en cuadrcula recta. LaproyeccintransversadeMercatoresunavariantedela proyeccinde Mercator que fue desarrolladaporel gegrafo flamenco Gerardus Mercator en 1569. Esta proyeccin es conforme, esdecir, que conserva los ngulos y casi no distorsiona lasformasperoinevitablementeslohacecondistanciasyreas.ElsistemaUTM implicaelusode escalas no lineales paralascoordenadasXeY(longitudylatitud cartogrficas) para asegurar que el mapa proyectado resulte conforme. Proyeccin Transversal de Mercator La UTM es una proyeccin cilndrica conforme. El factor de escala en la direccin del paralelo y en la direccin del meridiano son iguales (h = k). Las lneas loxodrmicas se representancomolneasrectassobreel mapa.Los meridianos seproyectansobreel plano con una separacin proporcional a la del modelo, as hay equidistancia entre ellos. Sin embargo los paralelos se van separando a medida que nos alejamos delEcuador, por lo que al llegar al polo las deformaciones sern infinitas. Por eso slo se representa la reginentrelosparalelos84Ny80S.Ademsesunaproyeccincompuesta;la esfera se representa en trozos, no entera. Para ello se divide la Tierra en husos de 6 de longitud cada uno, mediante el artificio de Tyson . LaproyeccinUTMtienelaventajadequeningnpuntoestdemasiadoalejadodel meridianocentraldesuzona,porloquelasdistorsionessonpequeas.Peroestose consigue al coste de la discontinuidad: un punto en el lmite de la zona se proyecta en coordenadas distintas propias de cada Huso. Paraevitarestasdiscontinuidades,avecesseextiendenlaszonas,paraqueel meridiano tangente sea el mismo. Esto permite mapas continuos casicompatibles con los estndares. Sin embargo, en los lmites de esas zonas, las distorsiones son mayores que en las zonas estndar UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 27 DESCRICION DE COORDENAS UTM Pordefinicin,cadazonaUTMtienecomobordesotienecomolmitesdos meridianos separados 6. Estocreaunarelacinentrelascoordenadasgeodsicasangulares tradicionales(longitudylatitudmedidaengrados)ylasrectangularesUTM (medidas en metros) y permite el diseo de frmulas de conversin entre estos dos tipos de coordenadas. LalneacentraldeunazonaUTMsiempresehacecoincidirconunmeridiano del sistema geodsico tradicional, al que se llama MERIDIANO CENTRAL. Este meridiano central define el origen de la zona UTM (ver adelante). Enrealidad,esteesquemanoestdibujadoaescala. Laalturadeunazona UTM es 20 veces la distancia cubierta por la escala horizontal. Se ha dibujado as por razones de espacio. Portanto,loslmiteseste-oestedeunazonaUTMestcomprendidaenuna reginqueest3alOestey3alEstedeestemeridianocentral.Los meridianos centrales estn tambin separados por 6 de longitud. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 28 Los lmites Norte-Sur de una zona UTM es aquella comprendida entre la latitud 84 N, y la latitud 80 S. El resto de las zonas de la Tierra (las zonas polares) estn abarcadas por las coordenadas UPS (Universal Polar Stereographic). Cuandoseconsideralaorientacinnorte-sur,unalneadeunazonaUTM coincide con los meridianos de las coordenadas angulares SLO en el meridiano central. En el resto de la zona no coinciden laslneas de la zona UTM (elgrid) con los meridianos. Estas diferencias se acentuan en los extremos derecho e izquierdo delazonaUTM,ysehacenmayoresconformenosalejamosdelmeridiano central. Porestarazn, enunazonaUTM,laNICAlnea(degrid)quesealaal verdaderonorteesaquellaquecoincideconelmeridianocentral.Lasdems lneas degrid endireccin norte-sur se desvan de ladireccindelpolo norte verdadero. ElvalordeestadesviacinlallamanCONVERGENCIADE CUADRCULA. Losmapastopogrficosdeciertacalidadsuelenincluiresta informacinreferencindolaconelcentrodelmapa.Ladeclinacinenel hemisferionorteesOestecuandoelvalordeEastingesinferiora500.000 metros,yesEstecuandoesmayorde500.000metros.Verelesquemade arriba para verlo mejor. Puesto que un sistema de coordenadasrectangulares como el sistema UTM no escapazderepresentarunasuperficiecurva, existeciertadistorsin. Considerandolas60zonasUTMporseparado,estadistorsinesinferioral 0,04%. Cuandoseconsideralaorientacineste-oeste,sucedeunfenmeno parecido. UnalneaUTMcoincideconunasolalneadelatitud:la correspondiente al ecuador. Las lneas de grid de la zona UTM se curvan hacia abajoconformenosmovemosal norte ynosalejamosdelmeridianocentral,Y NOcoincidenconlaslneasdelosparalelos. Estosedebeaquelaslneasde latitudsonparalelasalecuadorenunasuperficiecurva,perolaslneas horizontales UTM son paralelas al ecuador en una superficie plana. Una zona UTM siempre comprende una regin cuya distancia horizontal al Este (Easting)essiempreinferiora1.000.000metros (dehecho,la"anchura" mximadeunazonaUTMtienelugarenelecuadorycorresponde aproximadamente a 668 km, ver adelante). Por eso siempre se usa un valor de Easting de no ms de 6 dgitos cuando se expresa en metros. Paracadahemisferio,unazonaUTMsiemprecomprendeunaregin cuya distanciavertical(Northing)esinferiora10.000.000metros (realmente UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 29 algo ms de 9.329.000 metros en la latitud 84 N). Por eso siempre se usa un valor de Northing de no ms de 7 dgitos cuando se expresa en metros. Porestaraznsiempreseusaundgitomsparaexpresarladiastanciaal norte (Northing) que la distancia al este (Easting). Por convenio, se conidera EL ORIGENde una zona UTM al punto donde donde secruzanelmeridianocentraldelazonaconelecuador.Aesteorigensele define: conunvalorde 500kmESTE, y 0kmnorte cuandoconsideramos el hemisferio norte conunvalorde 500kmESTE y 10.000kmnorte cuandoconsideramos el hemisferio sur OJO.EsosignificaquelosextremosizquierdosyderechodelazonaUTMno corresponden nunca a lasdistancias 0y 1000 km, respectivamente. Eso es asi porquelazonaUTMnuncatieneunanchode10.000km.Recordarque6de longitudequivalenaunadistanciaaproximadade668kmenelecuador,yse hace menor conforme aumenta la latitud hacia ambos polos, porque la Tierra es casi una esfera. CARACTERISTICAS DE LAS ZONAS UTM Aqutenisunarepresentacindelas60zonasUTMdelaTierra.Dibujo realizadoporPeterH.Dana,delaUniversidaddeTexas. Esimportante destacaraququealaszonas,tambinselesllamahusos. Porloquepodemos decirquelaTierraestdivididaen60husos,ypodemoshablardelhuso30, del huso 31, etc. Cada zona UTM est dividida en 20 bandas (desde la C hasta la X) Las bandas C a M estn en el hemisferio sur Las bandas N a X estn en el hemisferio norte UnareglatilesacordarsedequecualquierbandaqueestporencimadeN (de norte) est en el hemisferio norte. Las primeras 19 bandas (C a W) estn separadas o tienen una altura de 8 cada una. La banda 20 o X tiene una altura de 12 Espaaestincluidaenlaszonas/husos28(IslasCanarias),29(Galicia),30 (Centro de Espaa y Espaa occidental), y 31 (Espaa oriental e Islas Baleares). Tambinquisieradestacarqueenelesquemadeabajo,yporrazones didcticas y por simplificacin, se representa cada una. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 30 UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 31 SISTEMA DE COORDENADAS UPS ElSistemadecoordenadasUPS(UniversalPolarEstereogrfico).Seutilizacomo complemento del UTM para las zonas polares. En cada zona polar esta dividida en las mitadesporelmeridiano0-180enlazonaPolarNortela mitadOestese nombra con la letra Y y la mitad Este con el Z. Para la zona polar Sur utilizaremos la letra A para la longitud Oeste y la B para la longitud Este. Enambaszonaslaabscisa2000000mEcoincideconelmeridiano0-180yla ordenada 200000 N con la lnea del meridiano 90E 90W UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 32 1.5 COORDENADAS FALSAS Las coordenadas UTM tambin son llamadas falsas coordenadas, pero el meridiano de contactoque toma el valor de Falso Este (500 km) es el 62 W, mientras que para el sistema UTM es el 57W, eso hace que se tenga una diferencia de algo ms de 111 km entre las coordenadas x de ambos sistemas. Lascoordenadasfalsassondenominadasalainterseccindelmeridianocentralconel ecuador UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 33 1.6 SISTEMAS GLOBALES DE NAVEGACION SATELITAL (GNSS) Un sistema global de navegacin porsatlite (suacrnimoen ingls: GNSS)esuna constelacinde satlites quetransmiterangosdesealesutilizadosparael posicionamiento y localizacin en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire. Estos permiten determinar las coordenadas geogrficas y la altitud de un punto dado como resultado de la recepcin de seales provenientes de constelaciones de satlites artificiales de la Tierra para fines de navegacin, transporte, geodsicos, hidrogrficos, agrcolas, y otras actividades afines. Unsistemadenavegacinbasadoensatlitesartificialespuedeproporcionaralos usuariosinformacinsobrelaposicinylahora(cuatrodimensiones)conunagran exactitud,encualquierpartedelmundo,las24horasdeldayentodaslas condiciones climatolgicas. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 34 NAVSTAR (GPS) El NAVSTAR-GPS (NAVigationSystemandRanging-GlobalPositionSystem), conocido simplemente como GPS, es un sistema de radionavegacin basado en satlites queutilizamedicionesdedistanciaprecisasdesatlitesGPSparadeterminarla posicin(elGPSposeeunerrornominalenelclculodelaposicinde aproximadamente 15 m) y la hora en cualquier parte del mundo. El sistema es operado para el Gobierno de los Estados Unidos por su Departamento de Defensa y es el nico sistema de navegacin por satlite completamente operativo a fecha actual. El sistema est formado por una constelacin de 24 a 27 satlites que se mueven en rbita a 20.000 km aproximadamente,alrededor de seis planos con una inclinacin de 55grados.Elnmeroexactodesatlitesvaraenfuncindelossatlitesquese retiran cuando ha transcurrido su vida til. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 35 GLONASS El SistemaMundialdeNavegacinporSatlites (GLONASS)proporciona determinacionestridimensionalesdeposicinyvelocidadbasadasenlasmediciones del tiempo de trnsito y de desviacin Doppler de las seales de radio frecuencia (RF) transmitidasporlossatlitesGLONASS.ElsistemaesoperadoporelMinisteriode DefensadelaFederacinRusayhasidoutilizadocomoreservaporalgunos receptores comerciales de GPS. TrasladesmembracindelaUninSoviticaydebidoalafaltaderecursos,el sistemaperdioperatividadalnoreemplazarselossatlites.Enlaactualidadla constelacin GLONASS vuelva a estar operativa UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 36 GALILEO Galileo eslainiciativadela UninEuropea yla AgenciaEspacialEuropea,que acordaron desarrollar un sistema de radionavegacin por satlite de ltima generacin y de alcance mundial propio, que brindara un servicio de ubicacin en el espacio preciso y garantizado, bajo control civil. Galileocomprendeunaconstelacinde30satlitesdivididosentresrbitas circulares,aunaaltituddeaproximadamente24.000Km,quecubrentodala superficiedelplaneta.stosestarnapoyadosporunaredmundialdeestaciones terrestres. El primer satlite experimental fue lanzado el 28 de diciembre de 2005 y el 21 de abril de 2011 se lanzaron los dos primeros satlites del programa.1 Se espera que el sistema est completamente operativo a partir de 2019 (nueve aos ms tarde deloinicialmenteprevisto).Galileosercompatibleconlaprximageneracinde NAVSTAR-GPS que estar operativa antes del 2012. Los receptores podrn combinar lassealesde30satlitesdeGalileoy28 delGPS,aumentandolaprecisindelas medidas UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 37 SBAS SBAS,abreviaturainglesade SatelliteBasedAugmentationSystem (Sistemade AumentacinBasadoenSatlites),esunsistemadecorreccindelassealesque losSistemasGlobalesdeNavegacinporSatlite (GNSS)transmitenal receptor GPS del usuario. Los sistemas SBAS mejoran el posicionamiento horizontal y verticaldelreceptorydaninformacinsobrelacalidaddelasseales.Aunque inicialmente fue desarrollado para dar una precisin mayor a la navegacin area, cada vez se est generalizando ms su uso en otro tipo de actividades que requieren de un uso sensible de la seal GPS. Actualmente estn desarrollados o en fase de implementacin los siguientes sistemas SBAS: WAAS (WideAreaAugmentationSystem),gestionadoporel Departamentode Defensa de los Estados Unidos. EGNOS (EuropeanGeostationaryNavigationOverlayService),administradopor la Agencia Espacial Europea. WAGE (WideAreaGPSEnhancement),quetrasmitemsprecisinenlosdatos de efemrides y reloj de los satlites destinado a uso militar. MSAS (Multi-Functional Satellite Augmentation System), operado por Japn. StarFire, gestionado por la empresa John Deere. QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), propuesto por Japn. GAGAN (GPS and GEO Augmented Navigation), planeado por la India. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 38 BEIDOU Beidou esunproyectodesarrolladoporla RepblicaPopulardeChina paraobtener un sistema de navegacin por satlite. "Beidou" es el nombre chino para la constelacin de la Osa Mayor. La primera generacin, BeiDou-1, ya est operativa desde el 2000 y esunsistemadeposicionamientoporsatlitelocaldandoservicioaChinayasus pasesvecinos.Lasegundageneracin,tambinllamada Compass oBeiDou-2,serun sistema de posicionamiento global con un funcionamiento similar al GPS. Segn informaciones oficiales ofrecer dos tipos de servicios: el primero ser abierto ypodrdarunaposicinconunmargende10metrosdedistancia,0,2metrospor segundodevelocidady0,000005segundosdetiempo.Elsegundoservicioser autorizadosoloparadeterminadosclientesyofrecerserviciosmsprecisosycon mayores medidas de seguridad. Adiferenciadelossistemas GPS, GLONASS,y GALILEO,queutilizansatlitesen rbitasbajasyofrecenservicioglobal,laprimerageneracin,Beidou-1usasatlites en rbitageoestacionaria.Estoimplicaqueelsistemanorequieraunagran constelacin de satlites, pero limita su cobertura sobre la tierraa la visible por los satlites,Chinaenestecaso.OtragrandiferenciadeBeiDou-1esquecalculalas coordenadasnicamentecondossatlitesyunaestacinentierra.Estoimplicala necesidaddeenviarunasealdesdeeldispositivoremoto,cosaquenoesnecesaria con GPS o GLONASS. Se prev que Compass, la segunda generacin, cuente con entre 12 y 14 satlites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deber contar con 30 satlites. De momento (abril 2011), ya tienen 8 en rbita. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 39 China est tambin asociada con el proyecto Galileo, el cual no es todava operacional. GBAS GBAS,abreviaturainglesade GroundBasedAugmentationSystem (Sistemade Aumentacin Basado en Tierra), es un sistema de correccin y aumentacin de seales delos SistemasGlobalesdeNavegacinporSatlite (GNSS)atravsdeunaredde receptoresterrestrestrasmitiendoenlasbandas VHF y UHF.Comoelrestode sistemasdeaumentacinGNSS(SBAS y ABAS)secomponencomnmentedeunao variasestacionesterrestres,enlasqueseconocesuposicinprecisa,yquereciben losdatosdecadaGNSS.Unavezcorregidalasealtrasmitelainformacin directamente mediante radio a los usuarios finales. GBASsediferenciandelos SistemadeAumentacinBasadoenSatlites enqueno dependendesatlitesgeoestacionariosdebidoaqueelGBASnoestdiseadopara dar servicio sobre amplias regiones geogrficas. Es por ello que su uso principal se d enel controldeltrficoareo deapoyoalasfasesdeaproximacindeprecisiny operaciones RNAV enreaterminal,medianteeldespliegueconcarcterlocalde estaciones en tierra en el entorno aeroportuario. GBAS tambin puede proporcionar correcciones a la seal telemtrica de los satlites geoestacionarios del SBAS. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 40 1.7 LA CARTA NACIONAL NOMENCLATURA Y CODIFICACION Documento grfico que sirve pararepresentar a escala y con finalidad mtrica en un plano, la configuracin de una determinada reade la superficie terrestre, mediante trazosysmbolosconvencionalesacompaadosdelosnombresdelosdetalles representados. Estosdocumentostambinrepresentanlaconcrecingrficadelinventariodelainfraestructura,orografa,hidrografaydelapoblacindelpas,ascomodesu distribucin geogrfica. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 41 UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 42 UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 43 LECTURA DE LA CARTA TOPOGRFICA1. NOMBRE DE HOJA2. CLAVE DE LA HOJA3. IDENTIFICACIN DEL CANEVA Y DE LA PROYECCIN4. IDENTIFICACIN DE LA HOJA5. ESCALA NUMRICA Y ESCALA GRFICA6. MEDIDA DE DISTANCIAS7. MEDIDA DE REAS8. MEDIDA DE VOLMENES9. NORTE GEOGRFICO10. NORTE DE LA CUADRICULA11. NORTE MAGNTICO12. CONVERGENCIA DE LA CUADRICULA13. DESVIACIN MAGNTICA14. UTILIZACIN DEL PIVOTE PARA TRAZAR LA DESVIACIN MAGNTICA15. VARIACIN MAGNTICA ANUAL16. LEYENDA DE SIGNOS CONVENCIONALES17. TIRA MARGINAL. SIGNOS PUNTUALES, LINEALES Y AREANALES18. POBLACIONES19. VAS TERRESTRES AEROPUERTOS20. LNEAS DE CONDUCCIN21. RIESGOS CULTURALES ARTIFICIALES MISCELNEOS22. LMITES23. PUNTOS GEODSICOS24. REPRESENTACIN DEL RELIEVE25. RIESGOS HIDROGRFICOS26. REAS SIMBOLIZADAS27. CROQUIS DEL CUBRIMIENTO FOTOGRFICO UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 44 1.8 CARTOGRAFIA DE PAISES LIMITROFES CARTOGRAFIA DE BOLIVIA CARTOGRAFIA DE ECUADOR UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 45 CARTOGRAFIA DE BRASIL CARTOGRAFIA DE COLOMBIA UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 46 CARTOGRAFI DE CHILE 1.9 PROYECTO SIRGAS SIRGAS esunacrnimopara SistemadeReferenciaGeocntricoparalas Amricas elcualesunsistemadereferenciageodsicoproductodeladensificacin de una red de estaciones GNSS de alta precisin en el rea continental. Enlaactualidadlaredcuentaconcercade250estacionesdelascuales48 pertenecenalaredglobaldelIGS,yalaparticipacinvoluntariademsde50 entidadeslatinoamericanas.Lainformacinrecolectadaenestasestacioneses procesadasemanalmenteporel DeutschesGeodtischesForschungsinstitut- DGFI en Alemania. DurantelaprimerareunindelGrupodetrabajoN1SISTEMASDEREFERENCIA (Argentina 1994) se program la primera campaa GPS SIRGASen el periodo del 26 deMayoal04deJuniode1995.Endichacampaaseestablecieron04puntosde OrdenCeroenelPerlocalizadosen:Arequipa(ObservatoriodelaNasa),Lima, Iquitos y Piura. El sistema SIRGAS fue iniciado en Asuncin, Paraguay en 1993 durante la conferencia internacionalparaladefinicindedatumgeocntricosuramericanoconla participacin de las siguientes entidades:2 UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 47 Asociacin Internacional de Geodesia (AIG, IAG por sus siglas en ingls) Instituto Panamericano de Geografa e Historia (IPGH) NationalImageryandMappingAgency (NIMA,hoyNationalGeospatial-Intelligence Agency NGA) Institutos geogrficos de los pases participantes. Partedelosprimerosresultadosobtenidosypresentadosen Rode Janeiro en 1997 durantelaasambleacientficadela AIG consistioenunaredde58 estaciones GNSSdistribuidasenelcontinentequeconformaronelsistemaSIRGAS ligado a ITRF94 poca 1995.4.2 Inicialmente el acrnimo SIRGAS corresponda a la definicin Sistema de Referencia Geocntrico para Amrica del Sur, pero desde 2001 y debido a que se integraron al sistemaestacionesen AmricaCentral, EstadosUnidos yCanad sedefini nuevamenteelacrnimocomo SistemadeReferenciaGeocntricoparalas Amricas,comoseconoceactualmente.Comoresultadodeesteprocesoelsistema completo 184 estaciones calculadas en elITRF2000 poca 2000.1 UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 48 1.10 RECEPTORES SATELITALES GPS El global de navegacin por satlite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posicin deunobjeto,unapersonaounvehculoconunaprecisinhastade centmetros(siseutilizaGPSdiferencial),aunquelohabitualsonunospocos metros deprecisin.Elsistemafuedesarrollado,instaladoyempleadoporel Departamento de Defensa de los Estados Unidos. El sistema GPS est constituido por 24 satlites y utiliza la triangulacin para determinar en todo del globo la posicin con una precisin de ms o menos metros. El GPS funciona mediante una red de 24 satlites en rbita sobre el planeta tierra, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuandosedeseadeterminarlaposicin,elreceptorqueseutilizaparaellolocaliza automticamente como mnimo tres satlites de la red, de los que recibe unas seales indicando la identificacin y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 49 seales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar lassealesalequipo,ydetalmodomideladistanciaalsatlitemediante "triangulacin"(mtodode trilateracin inversa),lacualsebasaendeterminarla distancia de cada satlite respecto al punto de medicin. Conocidas las distancias, se determinafcilmentelapropiaposicinrelativarespectoalostressatlites. Conociendoademslascoordenadasoposicindecadaunodeellosporlasealque emiten,seobtienelaposicinabsolutaocoordenadarealesdelpuntodemedicin. TambinseconsigueunaexactitudextremaenelrelojdelGPS,similaraladelos relojes atmicos que llevan a bordo cada uno de los satlites. Laantigua UninSovitica construyunsistemasimilarllamado GLONASS,ahora gestionado por la Federacin Rusa. Actualmentela UninEuropea estdesarrollandosupropiosistemade posicionamiento por satlite, denominado Galileo. Asuvez,la RepblicaPopularChina estimplementandosupropiosistemade navegacin,eldenominado Beidou,queprevnquecuenteconentre12y 14satlites entre2011y2015.Para2020,yaplenamenteoperativodebercontarcon30 satlites. De momento (abril 2011), ya tienen 8 en rbita. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 50 DGPS El GPS Diferencial introduce una mayor exactitud en el sistema. Ese tipo de receptor, ademsderecibiryprocesarlainformacindelossatlites,recibeyprocesa, simultneamente,otrainformacinadicionalprocedentedeunaestacinterrestre situadaenunlugarcercanoyreconocidoporelreceptor.Estainformacin complementariapermitecorregirlasinexactitudesquesepuedanintroducirenlas sealesqueelreceptorrecibedelossatlites.Enestecaso,laestacinterrestre transmitealreceptorGPSlosajustesquesonnecesariosrealizarentodomomento, ste los contrasta con su propia informacin y realiza lascorrecciones mostrando en su pantalla los datos correctos con una gran exactitud. ElmargendeerrordeunreceptorGPSnormalpuedeestarentrelos60ylos100 metrosdediferenciaconlaposicinquemuestraensupantalla.Paraun desplazamiento normal por tierra 100 metros de diferenciano debe ocasionar ningn problema, peropara realizarla maniobra de aterrizaje de un avin, sobre todo si las condicionesdevisibilidadsonbajas,puedellegaraconvertirseenundesastre.Sin embargo, el GPS Diferencial reduce el margen de error a menos de un metro de diferencia con la posicin indicada. ElnicoinconvenientedelGPS Diferencialesquelasealqueemite la estacin terrestre cubre solamente unradioaproximadodeunos200 kilmetros.Noobstanteeserangoes msquesuficientepararealizaruna maniobra de aproximacin y aterrizaje deunavinaunaeropuerto. ExistentambinreceptoresGPS muchomssofisticadosquefuncionan recibiendomltiplessealesde radiofrecuencia.Enesosdispositivos elmargendeerrornosobrepasalos 25 centmetros. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 51 RTK RTK (del ingls Real Time Kinematic) o navegacin cintica satelital en tiempo real, es una tcnica usada para la topografa y navegacin marina basado en el uso de medidas defasedenavegadoresconseales GPS, GLONASS y/odeGalileo,dondeunasola estacindereferenciaproporcionacorreccionesentiemporeal,obteniendouna exactitudsubmetrica.CuandoserefierealusoparticulardelaredGPS,elsistema tambin es llamado comnmente comoDGPS (Correccin de portador de fase). Losreceptores"normales"basadosnavegacinporsatlite,comparanunaseal pseudoaleatoria que es enviada desde el satlite con una copia interna generada por la misma seal. Puesto que la seal del satlite tarda tiempo en alcanzar al receptor, las dossealesnose"alinean"correctamente;lacopiadelsatliteseretrasaen referencia a la copia local. Al retrasar progresivamente la copia local, las dos seales sealinearncorrectamenteenalgnmomento.Esteretrasoeseltiemponecesario paraquelasealalcancealreceptor,ydelresultadodeestopuedesercalculadala distancia al satlite. Laprecisindelamedicinresultanteesgeneralmenteunafuncindelacapacidad electrnicadelreceptorparacompararexactamentelasdosseales.Engeneral,los receptorestradicionalespuedenalinearlassealesconunporcentajede1%de margen de error. Por ejemplo, elcdigo de lectura en bruto (C/A) enviado al sistema delGPS enva un bitdeinformacincada0.98microsegundos,detalmodoqueunreceptortiene precisin de 0.01 microsegundos, o cercano a los 3 metros en trminos de distancia. La sealexclusivadeusomilitarP(Y)enviadaporlosmismossatlitesseregistradiez veces ms rpidamente, as que con tcnicas similares el receptor tendr precisin de cercade30cm.Otrosefectosintroducenerroresmuchomayoresqueesto,yla exactitud basada en una seal C/A sin corregir es generalmente cerca de 15 M. RTK sigue el mismo concepto general, pero usa el portador de satlite como su seal, nolosmensajescontenidosenelmismo.Lamejoraposibleusandoestaseales potencialmente muy alta si una contina asumiendo una exactitud del 1% en la fijacin. Porejemplo,elcdigodeadquisicindedatosenbrutoGPS(C/A)transmitidosen seal L1 cambia fase a 1.023 megaciclos (MHz), pero el portador L1 por s mismo es de 1575.42MHz,msdemilvecesmsrpido.Estafrecuenciacorrespondeauna longituddeondade19cmparalasealL1.Deestamaneraunerrorde1%enla medicin de fasedel portadorL1 corresponde a un error de 1.9mm en la estimacin base. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 52 LadificultadparaimplementarunsistemaRTKradicaenalinearcorrectamentelas seales.Lassealesdenavegacinsecodificandeliberadamenteparapermitirque sean alineadas fcilmente, dondecadaciclo del portador es similar acada otro. Esto provocaqueseaextremadamentedifcilsabersisehanalineadocorrectamentelas seales o si est corrida en un ciclo y de este modo se est introduciendo un error de 20 cm, o un mltiplo ms grande de 20 cm. Este problema de ambigedad de un nmero enterosepuedeabordaraciertogradoconsofisticadosmtodosestadsticosque comparanlasmedicionesdelassealesC/Aycomparandolosrangosresultantes entrevariossatlites.Sinembargo,ningunodeestosmtodospuedenreducireste error a cero. En la prctica, los sistemas de RTK utilizan un solo receptor como estacin base y un nmerodeterminadodeunidadesmviles.Laestacinbaseretransmitelafasedel portador que hace mediciones, y las unidades mviles comparan sus propias medidas de faseconlasqueestrecibiendolaestacinbase.Hayvariasmanerasdetransmitir una seal corregida de la estacin base a la estacin mvil. La manera ms popular de alcanzarunatransmisindesealesentiemporealydebajocostoesutilizarun mdemderadio,tpicamenteenlabanda UHF.Enlamayoradelospases,ciertas frecuenciasseasignanespecficamenteparausodeRTK.Granpartedelequipo topogrfico terrestre tiene un mdem de banda UHF integrado como opcin estndar. HoyendaesmuypopularelusodecomunicacinGPRS(porvadeinternetcelular movil)entrelabaseyelrover,obiendelroverconrespectoaunaestacinde referencia, que bien puede ser CORS (de operacin contnua) o VRS (virtual). Estopermitequelasunidadescalculensuposicinrelativaenmilmetros,aunquesu posicinabsolutaseaexactasolamentealamismaexactitudquelaposicindela estacin base. La exactitud nominal tpica para estos sistemas de doble frecuencia es de 1 centmetro 2 partes por milln (ppm) horizontalmente y 2 centmetros 2 ppm verticalmente. AunqueestosparmetroslimitanlautilidaddelatcnicaRTKentrminosde navegacin general, se adapta perfectamente para fines topogrficos. En este caso, la estacinbaseestsituadaenunaubicacinpredeterminadaybienreferenciada,a menudounamohonera,ylasunidadesmvilespuedenentoncesproducirunmapacon altaprecisionalhacercorreccionesenrelacinconesepunto.Tambinsehan encontradoaplicacionesdeRTKensistemasdenavegacinautomtica(piloto automtico), industria agrcola de precisin y otros fines similares. Elmtododeestacionesdereferenciavirtuales(VRS)aumentaelusodeRTKaun rea entera de una red de estaciones de referencia. La confiabilidad operacional y las exactitudesquesealcanzarndependendeladensidadylascapacidadesdelared referencia. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 53 1.10SOFTWARESDEMANEJODEDATA OBTENIDA CON GPS Y DGPS PROGRAMAS PARA GPS's Los nmeros que se observan a la izquierda, representan una valoracin desde 1 (malo) hasta10(magnifico,extraordinario).Setratadeunavaloracinquehago personalmente sobre estos programas, y una opinin que puede no ser compartidos por otros. ACCESO RPIDO A CATEGORIAS DE PROGRAMAS PROGRAMAS SHAREWARE PROGRAMAS GRATUITOS Programas que funcionan bajo DOS o Windows 3.1 Programas de manipulacin de mapas Programas para interpretar sentencias NMEA Programas para hacer DGPS Otros tipos de programas para GPS's OTRAS UTILIDADES PROGRAMAS para uso NAUTICO PROGRAMAS paraGPS'sdelamarca Lowrance PROGRAMASparaGPS'sdelamarca Magellan PROGRAMASparaGPS'sdelamarca MLR PROGRAMAS paraminiordenadores Psion Programasparalosminiordenadores Palm UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 54 PROGRAMAS SHAREWARE PARA GPS.DEBES DE REGISTRARTE PARA PODER USARLOS CON TODO SU POTENCIAL OziExplorer. DireccinOriginal. ProgramaestrellaparaconectartuGPS (Garmin,Lowrance/Eagle,MLR,Brunton/Silva,Magellan,NMEA)alPC (Win95/98/NT/XP). Usa mapas escaneados con hasta 9 puntos de calibracin. Crea,editayvisionahasta75tracksyrutassimultaneamente.Calculareas. Admitetodoslosdatumsposiblesygridsdeusuarios.Dibujalascuadrculas (los grids)en los mapas tanto en pantalla como en la impresora. Permite crear perfiles de alturas de los tracks. Lee sentencias tipo NMEA, trabajando en el modo Mapa Mvil que permite ver tu posicin en el mapa a tiempo real (moving map).Buscamapasautomticamente,ypermitelamayoradelosformatos grficos actuales (bmp, tif, jpeg, png, gif, kap, ecw) comprimidos o no (slo en la versin registrada del programa). Es capaz de Importar directamente mapas tipo DRG (Digital Raster Graphics) de la Junta de Andaluca, de los del ICC, los mapas nauticos tipo BSB, y los maps de Quo-Vadis y la empresa Maptech. Posee unemuladorNMEApropio,yemuladoresdeGarmins(12/12XL)yde Lowrances/Eagles.Ahorapuedesasociararchivosdeimgenesysonidosalos waypoints para que te puedan asistir en la navegacin. Existen varias versiones para descargarOZIEXPLORERENESPAOL.DesNewmanhaliberadounanuevaversinde OziExplorerenespaol.Visitala PginaWEBOficialdeOziExplorerenespaol para obtener ms detalles sobre estas versiones. Obtn esta versin del programa si instalas OziExplorer por primera vez. Es un programadeinstalacincompleto.Elprogramaincluyeelarchivodeayuda completodeOziExplorer,OziExplorerCEyOziExplorer3D.Ademscontiene las versiones de demostracin de tipo 1 y 2. oLa versin de demostracin de Tipo 1 es la que puedes registrar. Cuando no est registrada tiene varias limitaciones. Mira la ayuda del programa para saber en qu est limitada. oLa de Tipo 2 es una versin que tiene otras limitaciones diferentes que laversindeTipo1.LaideaesqueentrelaversindeTipo1yla2, puedesvertodaslasfuncionesquetieneelprogramaparaquepuedas obtener una idea de cmo funciona Obtnuna copiadelprogramadeactualizacin siyatienesinstaladouna versindeOziExplorersuperiorala3.90(4,2Mb). Estaeslaversinms UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 55 actualizadadelprogramaqueincluyelasltimasnovedades. Nota:se consideraunaversinendesarrollounaalaqueselehaincorporadonuevas funcionalidades y que puede contener errores en la programacin. Obtnel archivodeayudaenespaol,queesleidoeinterpretadoporel programa directamente. Sieresprogramador,puedesobtenerunacopiarecientedel archivo OziAPI.dll, pudiendo acceder a la documentacin en este enlace. Hayunaversindelprograma, OziExplorerCE,quesirveparalosequiposconel sistema operativo WindowsCE Datos extras para usar con OziExplorer Unabasede datosdeciudadesyaeropuertosdelmundo parasuusocon OziExplorer Una basededatosdeEspaa,conpoblaciones,rios,sitiosdeinters, montaas, etc. Una basededatosdeEspaa paraserusadaconlafuncin Nombres de OziExplorer. Una basededatosdeFranciaparaserusadaporOziExplorer,proporcionada por Jesus Cabrera. DosbasesdedatosparaserusadosconOziExplorer,deintersparalosque visiten Argentina, propocionados por Ricardo oDe Buenos Aires, Capital Federal oDe La Plata Compe-GPSLAND y CompeGPSAIR.Unmaravillosoprograma,cadavez mejor, que ha creado Ivan Twose. Te permite crear mapas en 3 dimensiones, y ver los tracks que obtienes con tu GPS representados en ellos tambin en 3D. Elprimerodeellosestdiseadoparasuusoporsenderistasyusuariosde 4x4.LaversinAIRestespecialmenteindicadoparalosusuariosde parapentes,aladeltas,etc. NOhayunprogramaqueanalizemejorlos tracks,yqueseacapazdecargarVARIOSmapasalmismotiempo, unindoloscongeoreferenciasparagenerarunnicomapa.Adems,se puedenestablecernivelesdetransparencias,asquepuedessuperponerun mapatopogrficoaunaortofoto..Ambasversionestepermitencreartus propiosmapas3Ddesdeelprincipio,yusarlosdatosDEM(dealturas)en muchosformatosdiferentes.Adems,tienenlahabilidaddecargarmapas gratuitos desde Internet de forma automtica, incluyendo ortofotos Direccin original UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 56 Fugawi. Este es un link de un programa de demostracin que se encuentra en lacasacomericalTeleinaInformtica,distribuidorenexclusivadeeste programaenEspaayresponsabledelatraduccindeesteprogramaal espaol. Adems, desde all podeis disponer de un manual en espaol. Este es un programa vlido para los receptores Garmin, Magellan, Lowrance/Eagle, MLR y Furuno.Setratadeunprogramaexcepcional,conmuchsimas prestaciones. Direccin original. 1.11 EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Sedenomina espectro electromagntico aladistribucinenergticadelconjuntode las ondaselectromagnticas.Referidoaunobjetosedenomina espectro electromagntico osimplemente espectro ala radiacinelectromagnticaqueemite (espectrodeemisin)oabsorbe(espectrodeabsorcin)unasustancia.Dicha radiacinsirveparaidentificarlasustanciademaneraanlogaauna huelladactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, adems de permitir verelespectro,permitenrealizarmedidassobreelmismo,comosonla longitudde onda, la frecuencia y la intensidad de la radiacin. Elespectroelectromagnticoseextiendedesdelaradiacindemenorlongitudde onda,comolos rayosgamma ylos rayosX,pasandoporla luzultravioleta,la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el lmite para la longitud de onda ms pequea posible es la longitud de Planck mientras que el lmite mximo sera el tamao delUniverso (vaseCosmologafsica)aunqueformalmenteelespectro electromagntico es infinito y continuo. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 57 RANGO ENERGETICO DEL ESPECTRO Elespectroelectromagnticocubre longitudesdeonda muyvariadas. Existen frecuencias de30 Hz ymenoresquesonrelevantesenelestudiode ciertas nebulosas.1 Porotroladoseconocenfrecuenciascercanasa2,91027 Hz,que han sido detectadas provenientes de fuentes astrofsicas.2 Laenergaelectromagnticaenunaparticular longituddeonda (enel vaco)tiene unafrecuencia f asociadayunaenergade fotn E.Portanto,elespectro electromagntico puede ser expresado igualmente en cualquiera de esos trminos. Se relacionan en las siguientes ecuaciones: , o lo que es lo mismo , o lo que es lo mismo Donde (velocidad de la luz) y es la constante de Planck,. Porlotanto,lasondaselectromagnticasdealtafrecuenciatienenunalongitudde onda corta y mucha energa mientras que las ondas de baja frecuencia tienen grandes longitudes de onda y poca energa. Porlogeneral,lasradiacioneselectromagnticasseclasificanbasndoseensu longitud de la onda en ondas de radio, microondas, infrarrojos, visible que percibimos como luz visible ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Elcomportamientodelasradiacioneselectromagnticasdependedesulongitudde onda.Cuandolaradiacinelectromagnticainteractacontomosymolculas puntuales, su comportamiento tambin depende de la cantidad de energa por quantum quelleve.Aligualquelasondasde sonido,laradiacinelectromagnticapuede dividirse en octavas.3 La espectroscopia puededetectarunareginmuchomsampliadelespectro electromagnticoqueelrangovisiblede400a700 nm.Un espectrmetro de laboratorio comn y corriente detecta longitudes de onda de 2 a 2500 nm. BANDAS DEL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO Para su estudio, el espectro electromagntico se divide en segmentos o bandas, aunque esta divisin es inexacta. Existen ondas que tienen una frecuencia, pero varios usos, por lo que algunas frecuencias pueden quedar en ocasiones incluidas en dos rangos. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 58 BandaLongitud de onda (m) Frecuencia (Hz)Energa (J) Rayos gamma < 10x1012m> 30,0x1018Hz> 201015 J Rayos X< 10x109m> 30,0x1015Hz> 201018 J Ultravioleta extremo< 200x109m> 1,5x1015Hz> 9931021 J Ultravioleta cercano< 380x109m> 7,89x1014Hz> 5231021 J Luz Visible < 780x109m> 384x1012Hz> 2551021 J Infrarrojo cercano< 2,5x106m> 120x1012Hz> 791021 J Infrarrojo medio< 50x106m> 6,00x1012Hz> 41021 J Infrarrojo lejano/submilimtrico< 1x103m> 300x109Hz> 2001024 J Microondas < 102m> 3x108Hzn. 1> 21024 J Ultra Alta Frecuencia - Radio< 1 m> 300x106Hz> 19.81026 J Muy Alta Frecuencia - Radio< 10 m> 30x106Hz> 19.81028 J Onda Corta - Radio< 180 m> 1,7x106Hz> 11.221028 J Onda Media - Radio< 650 m> 650x103Hz> 42.91029 J Onda Larga - Radio< 10x103m> 30x103Hz> 19.81030 J Muy Baja Frecuencia - Radio> 10x103m< 30x103Hz< 19.81030 J UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 59 1.12 SENSORES TECNOLOGIA LIDAR (PRINCIPIOS Y APLICAIONES) LIDAR (un acrnimo del ingls Light Detection andRanging o LaserImagingDetectionand Ranging)esunatecnologaquepermite determinar ladistancia desde un emisor lser aunobjetoosuperficieutilizandoun haz lserpulsado.Aligualqueocurreconla tecnologaradar,dondeseutilizan ondasde radio envezdeluz,ladistanciaalobjetose determinamidiendoeltiempoderetraso entrelaemisindelpulsoysudeteccina travsdelasealreflejada.Engeneral,la tecnologalidartieneaplicaciones en geologa, sismologa yfsicade la atmsfera. CLASIFICACION Por tipo de lser: LIDARdepulsos.Elprocesoparala medicindeladistanciaentreelsensoryelterrenosellevacabomediantela medicin del tiempo que tarda un pulso desde que es emitido hasta que es recibido. El emisor funciona emitiendo pulsos de luz. LIDARdemedicindefase.Enestecasoelemisoremiteunhazlsercontinuo. Cuandorecibelasealreflejadamideladiferenciadefaseentrelaemitidayla reflejada.Conocidaestasolohayqueresolverelnumerodelongituddeondas enteras que ha recorrido (ambigedades). Por tipo de escaneado: Lneas. Dispone de un espejo rotatorio en una solo sentido que va desviando el haz lser.Producelneasparalelasenelterrenocomopatrndeescaneado.El inconvenienteprincipaldeestesistemaesquealgirarelespejoenunasola direccin no siempre tenemos mediciones. Zigzag. En este caso el espejo es rotatorio en dos sentidos (ida y vuelta). Produce lneas en zigzag como patrn de escaneado. Tiene la ventaja de que siempreest UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 60 midiendoperoaltenerquecambiardesentidodegirolaaceleracindelespejo varia segn su posicin. Esto hace que en las zonas cercanas al lmite de escaneado lateral(dondevariaelsentidoderotacindelespejo),ladensidaddepuntos escaneados sea mayor que en el nadir. De fibra ptica. Desde la fibra central de un cable de fibra ptica y con la ayuda de unos pequeos espejos, el haz lser es desviado a las fibras laterales montadas alrededordeleje.Estesistemaproduceunahuellaenformadeunaespeciede circunferenciassolapadas.Alserlosespejospequeos,lavelocidaddetomade datos aumenta respecto a los otros sistemas pero el ngulo de escaneado (FOV) es menor. Elptico(Palmer).Enestecasoelhazlseresdesviadopordosespejosque producenunpatrndeescaneadoelptico.Comoventajasdelmtodopodemos comentarqueelterrenoesavecesescaneadodesdediferentesperspectivas aunqueeltenerdosespejosincrementaladificultadaltenerdosmedidores angulares. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 61 APLICACIONES TOPOGRAFIA En topografa,lamedicindedistanciasconlserparaaplicacionesde mapas agran escala,estrevolucionandolatomadedatos digitalesrelativosalaelevacinde terrenos.Estatcnicaesunaalternativaaotrasfuentesdetomadedatoscomo el ModeloDigitaldelTerreno (MDT).Sepuedeusarcomounafuentededatospara los procesos de contorno y generacin de curvas de nivel para ortofotos digitales. Un sistema LIDAR emite pulsos de luz que se reflejan en el terreno y otrosobjetos deciertaaltura.Los fotones delospulsosreflejadossontransformadosenimpulsos elctricos e interpretados por un registrador de datos de alta velocidad. Puesto que la frmula para la velocidad de la luz es bien conocida, los intervalos de tiempo entre la emisinylarecepcinsepuedencalcularfcilmente.Estosintervalosson transformadosen distancia ayudadosporlainformacinposicionalobtenidadelos receptores GPS del avin/terrenoydela unidaddemedicininercial deabordo (IMU), la cual registra, constantemente, la altitud de la aeronave. Los sistemas LIDAR registran datos de posicin (x, y) y de elevacin (z) en intervalos predefinidos.Losdatosresultantesdanlugaraunareddepuntosmuydensa, tpicamente a intervalos de 1 a 3 metros. Los sistemas ms sofisticados proporcionan datosnosolodelprimerretornosinotambindelossiguientes,queproporcionan alturas tanto del terreno como de su vegetacin. Las alturas de la vegetacin pueden proporcionar la base de partida para el anlisis de aplicaciones de diferentes tipos de vegetacin o de separacin de altura. Con el postprocesamiento se pueden obtener los siguientes datos: Extraccin de cota suelo Extraccin de edificios Extraccin de rboles y masas forestales Herramientas de depuracin del terreno Creacin de vectores tridimensionales Herramienta de cuadratura de edificios Herramienta de edicin. Recorte de imgenes La precisin de los datos obtenidos mediante la tcnica lidar dependen de: La frecuencia del pulso. La altura de vuelo. El dimetro del rayo lser (dependiente del sistema) UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 62 La calidad de los datos GPS / IMU y los procedimientos de post procesamiento. Se puede llegar a precisiones de 1 metro en las coordenadas de posicin y unos 15 cm en la coordenada de altura, si las condiciones en las que se efectan las medidas son ptimas.Sinembargo,paracualquieraplicacinagranescalayquerequierauna elevadaprecisin,losdatosobtenidossetendrnquecompararconotrastcnicas. Usualmentesesuperponenlospuntosobtenidos(consustrescoordenadas dimensionales)sobreimgenesdigitales.Paralograrloseusanestaciones fotogramtricas digitales. FORMATO DE ARCHIVO LamayorpartedesistemasyaplicacionesLiDARtrabajanconunmismoformato,el formatoLAS,cuyaespecificacinhasidodesarrolladaporlaAmericanSocietyfor Photogrammetry & Remote Sensing (ASPRS), y que se ha convertido en un estndar de facto para trabajar con datos LiDAR. LASesunformatodearchivopblicoquepermiteelintercambiodeficherosque contieneninformacindeunanubedepuntostridimensional.ElformatoLASesun archivobinarioquemantienetodalainformacinprocedentedelsistemaLiDARy conserva la misma segn la propia naturaleza de los datos y del sistema de captura. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 63 DETECCION DE VELOCIDADES Eslatecnologaqueempleanlaspistolaslserdelapolicaparadeterminar la velocidad delosvehculosquecirculaneneltrficorodado.Sediferencia del radar en que en lugar de usar ondas de radio se usa un haz de luz lser pulsante en la banda del infrarrojo cuya frecuencia de pulsacin es de 33MHz ycuya longitud de ondaesde904nm. OPTICA ADAPTATIVA La pticaadaptativa esunatcnicaque permitecorregirlasperturbacionesms importantesquesufrenlasimgenes astronmicasdebidoalaatmsfera terrestre.Conestesistemaesposible obtenerimgenesmsntidas,ocomo explicanlosastrnomos,demejor resolucinespacial.Ladiferenciaque introduce esta t cnica es comparable a la queexisteentremirarunobjetosituado en el fondo de una piscina con agua o sinagua. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 64 OTRAS APLICACIONES Enfsicaatmosfrica,atravsdelusodeinstrumentoslidaresposiblemedir densidadesdeciertosconstituyentesdelaatmsfera (aerosoles, nubes, potasio, sodio, oxgeno y nitrgenomolecular,etc.).Conla tecnologamsavanzadaesposiblecalcularperfilesdetemperaturaomedirla estructura de vientos. 1.13 ESCANER TOPOGRAFICO PRINCIPIOS Y APLICAIONES Un escner 3D es un dispositivo que analiza un objeto o una escena para reunir datos desuformayocasionalmentesucolor.Lainformacinobtenidasepuedeusarpara construir modelos digitales tridimensionales que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones.Desarrolladosinicialmenteenaplicacionesindustriales (metrologa, automvil),hanencontradounvastocampodeaplicacinenactividades comola arqueologa, arquitectura, ingeniera,yentretenimiento(enlaproduccin de pelculas y videojuegos). UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 65 PRINCIPIOS El propsito de un escner 3D es crear una nube de puntos (representacin discreta) deunasuperficiecontinua.Estospuntospuedenutilizarseparaextrapolarlaforma delobjetomedianteprocesosdereconstruccin3D.Tambinserecogeinformacin delaintensidadderebotedelhazdeluzlserencadaunodelospuntos.Tambin existelaposibilidaddecapturarlainformacindelcolorencadapunto,bienconla cmara interna o con la externa con lo que se puede determinar y reproducir el color de la superficie representada. FUNCIONALIDAD Elpropsitodeunescner3Des,generalmente,eldecrearunanubedepuntosa partirdemuestrasgeomtricasenlasuperficiedelobjeto.Estospuntossepueden usarentoncesparaextrapolarlaformadelobjeto(unprocesollamado reconstruccin).Silainformacindecolorseincluyeencadaunodelospuntos, entonces los colores en la superficie del objeto se pueden determinar tambin. Los escneres 3D son distintos a las cmaras. Al igual que stas, tienen un campo de visin en forma de cono, pero mientras una cmara rene informacin de color acerca de las superficies dentro de su campo de visin, los escneres 3D renen informacin acerca de su geometra. El modelo obtenido por un escner 3D describe la posicin en el espacio tridimensional de cada punto analizado. Sisedefineunsistemaesfricodecoordenadasyseconsideraqueelorigenesel escner, cada punto analizado se asocia con una coordenada y y con una distancia, quecorrespondealcomponenter.Estascoordenadasesfricasdescriben completamente la posicin tridimensional de cada punto en el modelo, en un sistema de coordenadas local relativo al escner. Paralamayoradelassituaciones,unsoloescaneonoproducirunmodelocompleto delobjeto.Generalmenteserequierenmltiplestomas,inclusocentenares,desde muchasdireccionesdiferentesparaobtenerinformacindetodoslosladosdel objeto. Estos escaneos tienen que ser integrados en un sistema comn de referencia mediante,unprocesoquesellamageneralmentealineacin,yquetransformalas coordenadaslocalesdecadatomaencoordenadasgeneralesdelmodelo.Elproceso completoquevadelastomasindividualesaunmodelocompletounificadodefineel flujo de captura de modelo 3D. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 66 APLICACIONES Industria Elescner3Dha encontradounaaplicacin insustituibleenelcontrol dimensionalde fabricacinde componentesque requierentoleranciasmuy estrictas,comolabesde turbina,mecanizadosde altaprecisin, estampaciny matricera,...Laspiezas seescaneanylanubedepuntossecomparaconelmodeloterico,permitiendoun control muy minucioso sobre la produccin. Tambin se utiliza para "escalar" diseos a partir de modelos creados a mano. Ingeniera inversa La ingeniera inversa de un componente mecnico requiere un modelo digital preciso de losobjetosaserreproducido.Antesqueunconjuntodelospuntosqueunmodelo digitalprecisoesrepresentadotpicamenteporunconjuntodesuperficiestalcomo un conjunto de superficies triangulares planas, un conjunto de la planicie o superficies curvas de NURBS, o idealmente para componentes mecnicos un slido de CAD que se componedeunsubconjuntode CAD de superficies de NURBS. Un escner3Dsepuedeusarpara digitalizarformalibreo componentesformados gradualmentecambiantesde geometrasascomotambin prismticasmientrasqueuna CMMesusadageneralmenteslo paraquedeterminelas dimensionessencillasdeun modelosumamenteprismtico. Estos puntos de datos entonces se procesanparacrearunusable modelo digital. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 67 Documentacin "as built" Losescneres3Dpermitenobtenermodelosprecisosdelasituacinrealdeun edificio o instalacin, de manera que se pueden realizar proyectos de documentacin o mantenimientobasadosensusituacinreal.Adems,permitencompararlaevolucin temporal de un objeto, permitiendo identificar deformaciones, movimientos, etc. Entretenimiento Escneres 3D son usados por la industria del entretenimiento para crear los modelos 3Ddigitalesparapelculasyvideojuegos.Encasodequeexistaenelmundorealel objeto cuyo modelo se quiere escanear, es mucho ms rpido escanear el objeto fsico quecrearmanualmenteelmodelo3Dpormediodesoftwaredemodelado. Frecuentemente, los artistas esculpen los modelos fsicos de lo que ellos quieren y los escanean en forma digital antesde pasarlos directamente a modelosdigitales en una computadora. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 68 Patrimonio Cultural Ha habido muchos proyectos de investigacin que emprendieron el escanear sitios y artefactos histricos. La tcnica de escaneo lser contribuye a la documentacin y mantenimiento de edificaciones, monumentos y otros elementos histricos. Adems, puede ser una herramienta para la divulgacin de turismo histrico a travs de modelos virtuales. Documentacin Para una documentacin completa de la informacin de un monumento histrico (arqueolgico, arquitectnico, etc.) es necesario realizar un levantamiento preciso y en detalle de los distintos elementos que constituyen el objeto de estudio para obtener unos resultados fiables y ajustados a la realidad, as como identificar las distintas patologas que puedan afectar al objeto, como problemas estructurales, deformaciones, etc. Pero la documentacin del patrimonio cultural no consiste nicamente en el levantamiento de campo de los datos necesarios para su registro en detalle, sino que tambin requiere procedimientos necesarios para procesar esta informacin, su presentacin posterior y el archivo de los datos imprescindibles para representar la forma, volumen y tamao del elemento documentado en un determinado momento de la vida del mismo. Como es cada vez ms habitual, la exigencia en la rapidez y precisin en la documentacin de los elementos patrimoniales, la tendencia actual es usar como herramientas ms avanzadas de documentacin geomtrica los mtodos topogrficos y la fotogrametra. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 69 Generacin de modelos digitales del terreno y/o elevacin Para muchos, el sistema lser es considerado como una solucin completa que llega a reemplazar la fotogrametra. Es prudente que los usuarios de esa tecnologa interpreten el lser como siendo otra herramienta ms o sensor que ayuda en la solucin de problemas especficos de la fotogrametra o de la ingeniera. As como las imgenes satelitales, de RADAR, o de fotogrametra, los sistemas lser aerotransportados tienen su aplicacin apuntada hacia donde sea econmicamente viable. Puede proveer resultados muy rpidos y precisos en distintas situaciones donde los mtodos convencionales no son los ms apropiados. UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TOPOGRAFA II INGENIERIA CIVIL CONSTRUYENDO EL FUTURO DE LA REGIN DE APURIMAC AUTOR: DANNY DANIEL SAAVEDRA ORECODIGO: 201210449 G Pgina | 70 1.14 SOFTWAREDEMANEJODATAOBTENIDACON ESCANER TOPOGRAFICO STANDARD PLUS - SOFTWARE DE TOPOGRAFA ElDataGeosisOfficeposibilitalaconstruccindePerfilesLongitudinalesy Transversalesbasadoentrazadogeomtrico.Elusuariotienelaposibilidadde configurarlaaparienciadelperfil,pudiendoseleccionarcoloresdiferentesparalas diversas entidades del proyecto, formateo de los textos, relaciones entre las escalas Horizontal/Vertical,etc. AtravsdelosPerfilesTransversales,el usuariotienelaposibilidaddecalcularel volumenentredossuperficiesporel mtododelassemidistanciasypor integracinmatemticayteneruninforme traselclculo.Ademsdeeso,tambines posiblecalcularelvolumenteniendoen consideracin un desnivel en relacin con el terrenooriginal,comoporejemploenel caso de una capa vegetal. Clculo de Volmenes por Secciones Transversales Estaherramientapermiteelclculodevolmenesporseccionestransversalesentre dossuperficies,permitiendoal usuariolaconfiguracindela anchuradelaseccin.As,se puedevisualizarelvalorde corteyaterramientoentredos superf