Topo
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INTRODUCCION
El GPS (Global PositioningSystem: sistema de posicionamiento global)
es un equipo 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.
En este siguiente trabajo tuvimos que utilizar el GPS en el campo de
la Ing. Civil para hacer un levantamiento topográfico al frente la
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO.
Para después de obtener los datos procesarlos en el programa civil 3D
y obtener el plano planímetro con sus curvas de nivel de dicha área
tomada por el GPS.
LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO CON EL GPS
El siguiente trabajo el equipo principal a utilizar fue el GPS a través de
esto hallábamos las coordenadas de los punto en el este, norte y z
(altura).
Nuestro campo de trabajo fue las afueras de la UNIVERSIDAD
PRIVADA ANTENOR ORREGO es ahí donde tomamos 159 puntos
con el GPS hallando sus respectivas coordenadas de cada uno.
Para mayor seguridad y no tener problema alguno nosotros optamos
por anotar los puntos y pasarlos a una hoja de Excel; y no
descargarlos a la computadora.
Después de obtener la hoja de Excel exportamos al programa CIVIL
3D y así podemos encontrar el perímetro de todos los puntos con sus
coordenadas y su interpolación respectiva.
Durante este trabajo estos son las coordenadas de los puntos
tomados:
PUNTO ESTE NORTE ALTURA (Z) m2
1 716887 9101140 40
2 716890 9101140 40
3 716872 9101145 40
4 716867 9101149 40
5 716859 9101150 39
6 716845 9101148 39
7 716827 9101152 40
8 716829 9101151 39
9 716817 9101151 40
10 716813 9101152 40
11 716799 9101159 40
12 716800 9101160 39
13 716799 9101163 40
14 716797 9101165 38
15 716798 9101184 39
16 716800 9101184 39
17 716801 9101184 39
18 716802 9101189 39
19 716800 9101189 39
20 716801 9101192 39
21 716798 9101189 39
22 716794 9101185 39
23 716797 9101188 39
24 716806 9101200 39
25 716808 9101198 39
26 716804 9101203 39
27 716799 9101204 39
28 716810 9101184 38
29 716812 9101186 38
30 716819 9101184 39
31 716818 9101184 39
32 716825 9101181 39
33 716827 9101184 38
34 716835 9101179 38
35 716837 9101179 38
36 716845 9101177 39
37 716845 9101177 38
38 716854 9101178 37
39 716859 9101178 37
40 716859 9101178 37
41 716860 9101178 38
42 716861 9101176 38
43 716862 9101179 38
44 716864 9101181 37
45 716870 9101191 38
46 716865 9101194 37
47 716873 9101222 37
48 716874 9101232 37
49 716840 9101241 36
50 716844 9101247 37
51 716827 9101249 37
52 716817 9101247 37
53 716824 9101248 37
54 716825 9101246 37
55 716793 9101287 36
56 716792 9101288 35
57 716832 9101278 36
58 716835 9101277 35
59 716832 9101279 36
60 716831 9101278 36
61 716850 9101258 38
62 716850 9101260 37
63 716853 9101260 37
64 716851 9101241 37
65 716859 9101235 38
66 716874 9101257 37
67 716892 9101252 36
68 716895 9101251 37
69 716909 9101258 37
70 716909 9101247 37
71 716930 9101242 37
72 716932 9101241 38
73 716935 9101241 38
74 716936 9101242 38
75 716937 9101243 50
76 716947 9101248 50
77 716941 9101226 49
78 716948 9101231 50
79 716979 9101238 49
80 716979 9101250 49
81 716979 9101249 49
82 716999 9101242 48
83 716000 9101241 48
84 716981 9101240 48
85 716980 9101235 48
86 716977 9101234 48
87 716977 9101235 48
88 716967 9101219 48
89 716963 9101218 48
90 716976 9101213 48
91 716973 9101216 48
92 716962 9101220 47
93 716958 9101214 46
94 716949 9101205 46
95 716953 9101204 46
96 716956 9101215 45
97 716951 9101217 45
98 716947 9101226 44
99 716944 9101225 44
100 716933 9101237 44
101 716914 9101192 43
102 716921 9101190 43
103 716919 9101179 44
104 716916 9101177 43
105 716913 9101177 43
106 716913 9101178 42
107 716911 9101178 42
108 716904 9101179 42
109 716894 9101170 42
110 716886 9101181 41
111 716876 9101184 41
112 716869 9101183 41
113 716930 9101199 40
114 716931 9101200 41
115 716979 9101183 41
116 716982 9101179 40
117 716982 9101173 40
118 716971 9101183 39
119 716969 9101185 39
120 716958 9101181 39
121 716959 9101182 39
122 716933 9101176 39
123 716929 9101178 39
124 716922 9101180 39
125 716918 9101179 39
126 716925 9101180 38
127 716924 9101181 38
128 716927 9101179 39
129 716925 9101180 39
130 716915 9101153 38
131 716918 9101154 38
132 716927 9101153 37
133 716927 9101147 38
134 716941 9101149 38
135 716937 9101147 39
136 716956 9101149 38
137 716957 9101149 37
138 716968 9101150 36
139 716969 9101155 36
140 716968 9101162 37
141 716971 9101163 38
142 716973 9101156 36
143 716973 9101154 36
144 716975 9101152 36
145 716976 9101166 35
146 716957 9101171 36
147 716957 9101160 35
148 716933 9101169 34
149 716926 9101168 34
150 716929 9101168 36
151 716929 9101166 33
152 716927 9101166 35
153 716913 9101161 32
154 716917 9101169 33
155 716917 9101168 33
156 716915 9101164 34
157 716914 9101162 32
158 716882 9101163 35
159 716882 9101169 36
A continuación les presento información adicional del GPS:
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 como la
hora en la que emitieron las señales, y la 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.
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 queda determinada una
circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas en
algún punto de la cual se encuentra el receptor.
Si adquirimos la misma información de un tercer satélite se determina
una nueva esfera, la cual sólo corta la circunferencia anterior en dos
puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición
absurda, fuera del globo terráqueo, sobre las órbitas de los satélites.
De esta manera se obtiene 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, se elimina 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.
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 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).
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.
TIPOS DE GPS:
GPS de mano:
Son receptores que registran el recorrido, permiten seguir rutas
premarcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o
programar las rutas. Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin
cartografía y resultan ideales para el uso al aire libre, senderismo,
montaña, etc. Algunos modelos incluyen una brújula y/o un barómetro
electrónico. Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no
se puede modificar ni añadir nada.
Navegadores:
Este tipo de GPS son similares a los de mano, pero orientados a su
uso en ciudad y carretera. Además son más modernos, permiten
introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta,
basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el
recorrido ni se conectan a un PC. En teoría son sistemas cerrados
aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar
GPS integrados:
Últimamente muchos dispositivos móviles, PocketPc o teléfonos
móviles, llevan ya un GPS integrado, son modelos de gama alta (es
decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin
embargo la misma funcionalidad se obtiene con un PocketPc o un
móvil más popular, añadiendole un GPS Bluettoth.
Otro tipo son los GPS básicos que se usan con conexión a un
ordenador.
Objetivos:
El principal objetivo fue comprobar que si se puede hacer
un levantamiento topográfico con GPS solo tomando las
coordenadas respectivas de cada punto.
Conocer que no solo con un teodolito o una estación se
puede hacer un levantamiento también con un GPS.
Poner en práctica los conceptos básicos del profesor dicho
en clase.
