ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO : TOPOGRAFÍA

CÓDIGO : IC-08

DOCENTE : IVAN CANO BONILLA

TEMA : LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON

GPS

ALUMNO : RAFAEL LIVAQUE, Néstor

CICLO :

CHOTA – PERÚ

2014

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TOPOGRAFÍA 1

ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 2

II. OBJETIVOS ................................................................................................ 3

2.1. Objetivo general. ................................................................................... 3

2.2. Objetivos específicos ............................................................................ 3

III. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS ................................................ 4

IV. MARCO TEÓRICO. .................................................................................. 5

4.1. EL SPG O GPS (ETREX VISTA HCX) .................................................. 5

4.2. FUNCIONAMIENTO. ............................................................................. 5

4.3. FUENTES DE ERROR .......................................................................... 6

4.4. APLICACIONES. ................................................................................... 8

Civiles.......................................................................................................... 8

V. PROCEDIMIENTO: ..................................................................................... 9

5.1. PROCEDIMIENTOS DE CAMPO.......................................................... 9

5.2. PROCEDIMIENTOS DE GABINETE ..................................................... 9

VI. RESULTADOS ....................................................................................... 10

VII. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................................................ 11

VIII. CONCLUSIONES ................................................................................... 12

IX. RECOMENDACIONES .......................................................................... 13

X. BIBLIOGRAFÍA. ........................................................................................ 14

XI. ANEXOS ................................................................................................ 15

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I. INTRODUCCIÓN

El uso de nuevas tecnologías ha alcanzado innumerables áreas del

conocimiento entre ellas la topografía. Aun cuando la tecnología GPS ha estado

disponible hace más de 30 años, su uso, manipulación y manejo de la

información sigue prestando innumerables dudas, especialmente a los nuevos

usuarios.

Este trabajo presenta la información básica relacionada con el uso del GPS para

apoyar el proceso de aprendizaje tanto de estudiantes de Ingeniería que cursan

el curso de Topografía así como de aquellos profesionales que se inician en el

uso de estas tecnologías; de manera que la información aquí presentada les

sirva de apoyo al momento de realizar un levantamiento topográfico para que el

producto obtenido cumpla con los parámetros de precisión, exactitud y calidad

deseados en todo proyecto topográfico.

El desarrollo de este trabajo presenta como eje central los distintos aspectos

contemplados en el levantamiento topográfico haciendo énfasis en el uso del

GPS para el posicionamiento.

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II. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general.

El objetivo de esta práctica es la familiarización con el uso y

funcionamiento del GPS para poder hacer distintos levantamientos

topográficos.

2.2. Objetivos específicos

Se prestara especial atención a la explicación previa del docente

del manejo de GPS

Adquirir destreza en el uso y manejo de GPS como por ejemplo

guardar puntos topográficos, acercar o alejar el zoom, conocer las

distintas herramientas de menú principal, etc

Aplicar la metodología correcta en la toma de puntos topográficos

para evitar contratiempos y molestias.

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III. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS

GPS

CUADERNO DE CAMPO

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IV. MARCO TEÓRICO.

4.1. EL SPG O GPS (ETREX VISTA HCX)

Sus iniciales significan:(Global Positioning System o

sistema de posicionamiento global). Es un sistema

global de navegación por satélite (GNSS) que

permite determinar en todo el mundo la posición de

un objeto, una persona o un vehículo con una

precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS

diferencial), aunque lo habitual son unos pocos

metros de precisión. El sistema fue desarrollado,

instalado y actualmente operado por el

Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

4.2. FUNCIONAMIENTO.

La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por el

receptor con la información del llamado almanaque (un conjunto de

valores con 5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos por

los propios satélites. La colección de los almanaques de toda la

constelación se completa cada 12-20 minutos y se guarda en el receptor

GPS.

La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición se

llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias

efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser

considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su

hora atómica, información doppler, etc.

El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites (hora en la

que emitieron las señales, localización de los mismos) y trata de

sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los satélites.

La sincronización es un proceso de prueba y error que en un receptor

portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado el reloj, puede

determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa información para

calcular su posición en la tierra.

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Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la

superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la

distancia total hasta el receptor.

Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se

encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersecan las

dos esferas.

Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la

nueva esfera sólo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de

ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda (por fuera

del globo terráqueo, sobre los satélites). De esta manera ya tendríamos la

posición en 3D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los

receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los

satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.

Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente

de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los

relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS

puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no

estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la

intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un

pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en

ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme

en un punto.

4.3. FUENTES DE ERROR

La posición calculada por un receptor GPS requiere en el instante actual,

la posición del satélite y el retraso medido de la señal recibida. La

precisión es dependiente de la posición y el retraso de la señal.

Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad

binaria) recibida del satélite con una versión interna. Cuando se comparan

los límites de la serie, las electrónicas pueden meter la diferencia a 1% de

un tiempo BIT, o aproximadamente 10 nanosegundos por el código C/A.

Desde entonces las señales GPS se propagan a la velocidad de luz, que

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TOPOGRAFÍA 7

representa un error de 3 metros. Este es el error mínimo posible usando

solamente la señal GPS C/A.

La precisión de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir la

misma precisión de 1% de tiempo BIT, la señal P(Y) (alta frecuencia)

resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros. Los errores en

las electrónicas son una de las varias razones que perjudican la precisión

(ver la tabla).

Puede también mejorarse la precisión, incluso de los receptores GPS

estándares (no militares) mediante software y técnicas de tiempo real.

Esto ha sido puesto a prueba sobre un sistema global de navegación

satelital (GNSS) como es el NAVSTAR-GPS. La propuesta se basó en el

desarrollo de un sistema de posicionamiento relativo de precisión dotado

de receptores de bajo costo. La contribución se dió por el desarrollo de

una metodología y técnicas para el tratamiento de información que

proviene de los receptores.

Fuente Efecto

Ionosfera ± 3 m

Efemérides ± 2,5 m

Reloj satelital ± 2 m

Distorsión multibandas

± 1 m

Troposfera ± 0,5 m

Errores numéricos ± 1 m o menos

Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.

Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y

montañas cercanos.

Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son

completamente precisos.

Número de satélites visibles.

Geometría de los satélites visibles.

Errores locales en el reloj del GPS.

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4.4. APLICACIONES.

Civiles Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea.

Teléfonos móviles

Topografía y geodesia.

Construcción (Nivelación de terrenos, cortes de talud, tendido de

tuberías, etc).

Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y de fauna.

Salvamento y rescate.

Deporte, acampada y ocio.

A.P.R.S. Aplicación parecida a la gestión de flotas, en modo abierto

para Radioaficionados

Para localización de enfermos, discapacitados y menores.

Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática).

Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros"

escondidos por otros usuarios.

Para rastreo y recuperación de vehículos.

Navegación deportiva.

Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc.

Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el movimiento

como cursor (común en los GPS Garmin).

Sistemas de gestión y seguridad de flotas.

Militares

Navegación terrestre, aérea y marítima.

Guiado de misiles y proyectiles de diverso tipo.

Búsqueda y rescate.

Reconocimiento y cartografía.

Detección de detonaciones nucleares.

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V. PROCEDIMIENTO:

5.1. PROCEDIMIENTOS DE CAMPO

Identificación del terreno del campus de la Universidad Nacional

Autónoma de Chota.

Toma de los puntos con el GPS (Sistema de Posicionamiento Global)

5.2. PROCEDIMIENTOS DE GABINETE

Uno de Excel para exportar los puntos tomados con el GPS al

AutoCAD.

Selección de escala para la impresión del terreno levantado con GPS.

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VI. RESULTADOS

6.1. Datos recolectados en terreno:

DATOS DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON EL GPS

PUNTO HUSO ZONA ESTE NORTE ALTURA

A 17 M 761736 9276402 2542

B 17 M 761675 9276367 2535

C 17 M 761732 9276325 2536

D 17 M 761800 9276323 2536

E 17 M 761865 9276348 2549

F 17 M 761803 9276381 2546

Resultado de los puntos tomados con GPS

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VII. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

El GPS (Sistema de Posicionamiento Global) debe de estar correctamente

calibrado para disminuir el margen de error en la toma de los puntos.

Para esta segunda práctica de campo que fue levantamiento topográfico con

GPS, fue de mucha importancia para aprender el manejo de GPS.

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VIII. CONCLUSIONES

Se conoció las características internas y externas del GPS.

Se calibro el GPS

Se llegó a conocer el manejo del GPS (sistema de posicionamiento global)

Se aprendió a tomar los puntos en diferentes coordenadas.

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IX. RECOMENDACIONES

Se recomienda para un levantamiento topográfico con GPS, se debe tomar

en cuenta que se capte más de 4 satélites con línea alta para que asi el

margen de error sea mejor.

Se tiene que tener cuidado cuando se va a tomar el punto con el GPS y su

correcto guardado en el dispositivo.

Se debe tomar nota de los puntos en el cuaderno de apuntes para así evitar

cualquier falla mecánica del dispositivo GPS.

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X. BIBLIOGRAFÍA.

TOPOGRAFÍA ABREVIADA, F. Domínguez García —Tejero Ediciones

Mundi

TRATADO DE TOPOGRAFÍA, Davis Foote NeIIy. Aguilar Ediciones,

Madrid 1971.

TOPOGRAFÍA GENERAL, Basadre

Topografía, Francisco Domínguez.

Lectura y utilización de cartas y mapas, J.E. Gutiérrez.

Apuntes de la clase de Mensura de minas.

James r. wirshing / introduccion a la topografía/mexico/ 1ra edición

Roy H. wirshing/ introduccion a la topografía/mexico/1ra edición.

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XI. ANEXOS

Campus universitario donde se realizó la toma de puntos con el GPS

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Toma de puntos con el GPS en el campus universitario de la UNACH