Laboratorio Calificado 1 Geomatica PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERUCURSO: GEOMÁTICASECCIÓN: 18113LABORATORIO CALIFICADO 01Trabajo que como parte del curso presentan los alumnos: Saico Nuñoncca Dennis Gustavo U 20238054 Maque Quispe Willy Cesar U 19314984 Borja Aguilar Licely Susan - U 20224484 Tapia Callata Angel Bailon Yucra Condori...

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Trabajo que como parte del curso presentan los alumnos: Sa Den Saico ico Nu Nuñ ñon oncca cca Den enn nis G Gus us usta ta tavo vo U2 U202 02 0238 38 3805 05 054 4 Ma Maqu qu que e Qu Quis is ispe pe W Will ill illyy C Ces es esar ar U U1 193 9314 14 1498 98 984 4 Bo Borja rja Ag Agui ui uilar lar Li Licel cel celyy SSu usa san n - U2 U202 02 0224 24 244 484 Tap Tapia ia Ca Calla lla llata ta A Ang ng ngel el Ba Bailon ilon Yuc Yucra ra C Con on ondo do dori ri Jos Jose e LLu uis U1 U182 82 8209 09 0921 21 219 9 DO DOCEN CEN CENTE: TE: Ing. Edwin Colos Ccallme

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LABORATORIO CALIFICADO 1 A. INTRODUCCIÓN Un sistema de información geográfica (SIG), también habitualmente citado como GIS por las siglas de su nombre en inglés Geographical Information System, es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes que permiten la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de grandes cantidades de datos procedentes del mundo real que están vinculados a una referencia espacial, facilitando la incorporación de aspectos socialesculturales, económicos y ambientales que conducen a la toma de decisiones de una manera más eficaz.

En el sentido más estricto, es cualquier sistema de información capaz de integrar, almacenar, editar, analizar, compartir y mostrar la información geográficamente referenciada. En un sentido más genérico, los SIG son herramientas que permiten a los usuarios crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones. La tecnología de los SIG puede ser utilizada para investigaciones científicas, la gestión de los recursos, la gestión de activos, la arqueología, la evaluación del impacto ambiental, la planificación urbana, la cartografía, la sociología, la geografía histórica, el marketing, la logística por nombrar unos pocos. Por ejemplo, un SIG podría permitir a los grupos de emergencia calculando fácilmente los tiempos de respuesta en caso de un desastre natural, o encontrar los humedales que necesitan protección contra la contaminación, o pueden ser utilizados por una empresa para ubicar un nuevo negocio y aprovechar las ventajas de una zona de mercado con escasa competencia.

Hoy en día, la tecnología da para mucho. Cada vez más, nos maravillamos de los avances que se dan en el campo tecnológico y electrónico. Uno de ellos, que no lleva mucho tiempo en funcionamiento, es el Sistema de Posicionamiento Global o GPS (Global Position ing System). La funcionalidad de éste sistema, es netamente de ubicación de objetos. Tanto aéreos como terrestres. El sistema GPS, funciona por medio de 24 satélites (conocidos como NAVSTAR), que constantemente están dando la vuelta a la órbita terrestre. Estos 24 satélites, rodean la tierra en seis diferentes direcciones. Esto ocurre, para que puedan tener una mejor cobertura del globo. Ahora, cada satélite, logra dar dos vueltas a la tierra por día. Otra variable, que facilita y ayuda a lograr una mayor precisión al sistema GPS .Este sistema como tal, está operativo desde fines de la década de los 70`. Claro, que su uso inicial, fue estrictamente militar. Varios años tuvieron que pasar, para que el servicio se adaptara al público en general. Los satélites o NAVSTAR, se comunican constantemente con los dispositivos GPS, que están ubicados en la tierra. Los satélites transmiten información propia de ellos, que número son, la posición de ellos y con la confirmación de la hora en que se envía el mensaje. Hora que corr4esponde a la zona que está surcando. Y acá está la gracia del GPS, éste compara la hora en que fue recibido el mensaje, con la hora en que fue enviado. Con ello calcula donde está el satélite. Luego con el resto de los satélites, se realiza una triangulación hacia el dispositivo en tierra, con lo que se puede saber dónde se está exactamente. Por lo que el dispositivo GPS en tierra, recibirá las coordenadas de longitud, latitud y altitud. Aparte del servicio anexo de dirección de viaje o ruta. Es por ello que cuando un automóvil, posee un GPS, el piloto puede conocer el camino más corto a casa o cómo se llega a una dirección. Ya que los sistemas GPS terrestres, poseen en la memoria, los planos de las ciudades en que funcionan. Con respecto a la señal

en que funcionan los GPS, los satélites transmiten dos tipos de señales, la LI y la L2. Los GPS que pertenecen a los civiles, utilizan la señal LI.

B. OBJETIVOS 1. OBJETIVOS GENERALES  Manejo y uso adecuado del GPS Trimble R8 Modelo 3 Trimble Rtk.  Realizar el levantamiento y correciones de la información obtenida.  Hallar las coordenadas de cada vértice con el GPS navegador garmin 12 XL. Y el GPS diferencial y luego compararlas.  Realizar una nivelación geométrica en la zona indicada para obtener alturas orto métricas y luego restarlo de la altura elipsoidal que nos brinda el OPUS para poder hallar la ondulación geoidal.  Calcular las distancias de la poligonal con ayuda de la estación tota

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:  Obtener información geodésica actualizada a partir de observaciones satelitales,

que

permita

realizar

posteriormente

levantamientos

topográficos georeferenciados.  Aplicar procedimientos y técnicas para levantamientos geodésicos con equipo satelital.  Construir una poligonal base con coordenadas geodésicas globales en el área escogida: Plazuela 12 de Octubre, Calle Dos, Arequipa

 Conocer los procesos de conversión de coordenadas globales a coordenadas planas.

3. MARCO TEÓRICO Geodesia se deriva del griego “geo” que significa tierra y “daio” que significa dividir. La geodesia es una ciencia que se encarga por medios matemáticos de estudiar la forma y las dimensiones de la tierra y puntos distribuidos por toda la tierra que se llaman puntos geodésicos y que forman parte de la tierra. La geodesia estudia la forma y dimensiones de la tierra considerándola en su totalidad. Se ocupa principalmente de su medida; para este fin, se apoya en la tecnología actual. La diferencia con la Topografía es que esta última son un conjunto de posiciones que se utilizan para determinar ubicaciones de puntos sobre la superficie de la tierra por medio de medidas según los tres elementos del espacio que son el largo, ancho y alto, mientras que la geodesia se dedica a dividir geométricamente la Tierra, global o parcial y determinar formas y dimensiones, dependiendo de lo que se vaya a estudiar. Origen de la Geodesia La humanidad, a través de su historia, poco ha incrementado su conocimiento acerca del planeta en el que vive. Desde los

tiempos inmemoriales, siempre se ha estado interesado por conocer la forma exacta de la tierra; varios fenómenos observados alrededor del hombre, usualmente con interés y temor a la vez, 9 dieron lugar a determinar su comportamiento y estimular el desarrollo de supersticiones, ritos y cultos. Esta manera de entender, dio paso al surgimiento de monumentos tales como las pirámides de Egipto, así como templos y ciudades construidas en Centro y Sur América. Durante muchos siglos, el único camino para aprender sobre la geometría de la tierra fue mediante observaciones del sol, la luna, otros planetas y las estrellas, surgiendo de esta manera la astronomía. Así, los primigenios desarrollos de la Geodesia fueron a la par con los de la astronomía.

4. EQUIPOS A UTILIZAR  GPS Diferencial

El GPS Diferencial introduce una mayor exactitud en el sistema. Este tipo de receptor, además de recibir y procesar la información de los satélites, recibe y procesa, simultáneamente, otra información adicional procedente de una estación terrestre situada en un lugar cercano y reconocido por el receptor. Esta

información

complementaria

permite

corregir

con

las

inexactitudes que se puedan introducir en las señales que el receptor recibe de los satélites. En este caso, la estación terrestre transmite al receptor GPS los ajustes que es necesario realizar en todo momento, éste los contrasta con su propia información y realiza las correcciones mostrando en su pantalla los datos correctos con gran exactitud. El margen de error de un receptor GPS normal puede estar entre los 60 y los 100 metros de diferencia con la posición que muestra en su pantalla. Para un desplazamiento normal por tierra 100 metros de diferencia no debe ocasionar ningún problema, pero para realizar la maniobra de aterrizaje de un avión, sobre todo si las condiciones de visibilidad son bajas, puede llegar a convertirse en un desastre. Sin embargo, el GPS Diferencial reduce el margen de error a menos de un metro de diferencia con la posición indicada. El único inconveniente del GPS Diferencial es que la señal que emite la estación terrestre cubre solamente un radio aproximado de unos 200 kilómetros. No obstante ese rango es más que suficiente para realizar una maniobra de aproximación y aterrizaje de un avión a un aeropuerto.

 Receptor GPS R8 modelo 3 GNSS, Frecuencia 450-470Mhz El receptor GPS consta de una serie de elementos que se encargan de la recepción de las rediofrecuencias enviadas por los satélites. Además

suelen

poseer

diferentes

canales

para

seguir

simultáneamente a varios satélites, un procesador interno con su correspondiente soporte lógico, una unidad de memoria para el almacenamiento de la información, teclado de control, pantalla de comunicación con el usuario, diferentes conectores para funciones varias y una fuente de alimentación interna o externa.

 Antena GPS La antena es el elemento al cual viene siempre referido nuestro posicionamiento, está conectada a través de un preamplificador al receptor, directamente o mediante cable. La misión de la antena es la de convertir la energía electromagnética que recibe en corriente eléctrica que a su vez pasa al receptor.

 Trípode Levadizo Tiene un tornillo sin fin que es la estructura del eje ajustable, una columna del levadizo con cubierta de protección impermeable a prueba de polvo. Nivel circular en la cabeza para la nivelación. Soportes extraíbles entre las patas para evitar que se deslice. Ideales para prismas fijos, base de gps diferencial, otros.

 Colectora de Datos Ordenador de campo que muestra la información transmitida por los satélites y recoge todos los datos útiles para su posterior cálculo, de aplicaciones topográficas.

5. CUADRILLA DE TRABAJO Se dice “cuadrilla” a cada uno de los grupos de personas reunidas para el desempeño de algunos oficios, generalmente relacionados con la albañilería, en la ejecución de los trabajos de una obra. Cada una de ellas está formada normalmente por un oficial y un ayudante. La cuadrilla típica suministra información sobre los requerimientos mínimos de mano de obra para la ejecución de determinados trabajos. Su utilización permite agilizar y normalizar el proceso de estimación de costos de mano de obra en contratos de precio unitario y en contratos de suma global. Las cuadrillas típicas, tienen un carácter referencial y en tal sentido pueden ser

modificadas en función a las exigencias y condiciones específicas del trabajo a ejecutar. En el caso del presente laboratorio fuimos los integrantes del equipo quienes tomamos los datos con la ayuda de un topógrafo especialista en el tema.

6. PROCEDIMIENTO DE CAMPO Procedimiento de campo de un equipo GPS En la realización de levantamientos

topográficos

son necesarias

herramientas precisas para la medición de ángulos, desniveles, distancias y coordenadas precisas de aquellos terrenos sobre los que tenemos que intervenir. Existen instrumentos óptico-mecánicos como las brújulas taquimétricas, los teodolitos y los taquímetros. Pero con el avance de la tecnología, la realización de un levantamiento topográfico con GPS permite una mayor precisión. Los receptores con GPS se han convertido en un instrumento de gran utilidad en los trabajos relacionados con el levantamiento topográfico para determinar de manera precisa y exacta las coordenadas de los terrenos reduciendo al mínimo los márgenes de error. Como se hace un levantamiento topográfico con GPS Recordemos que GPS es la abreviatura de Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global). Es un sistema de posicionamiento por satélites uniformemente espaciados alrededor de su órbita. Estos nos proporcionan información de puntos que están situados en la superficie terrestre, mediante la transmisión-recepción de señales electromagnéticas. En general, en la aplicación de la metodología GPS se diferencian tres elementos: los satélites, el sistema de control terrestre de los mismos, y los

receptores de usuario que recogen las señales enviadas por los satélites y determinan las coordenadas del punto sobre el que se encuentran. Una vez determinado el punto que queremos medir para hacer un levantamiento topográfico con GPS, colocamos la basada en el trípode y llevamos a cabo el estacionamiento. A continuación, colocamos la antena GPS. Después de estacionar y colocar la antena, encenderemos esta última y la libreta electrónica. Una vez en este punto, configuramos la libreta electrónica siguiendo los pasos indicados en la guía para uso de correcciones del sensor óptico utilizado. Los datos crudos se almacenan en una tarjeta de memoria para volcarla al software instalado en el ordenador. La calidad de posicionamiento depende directamente del número de satélites que el GPS sea capaz de visualizar, por lo que debemos estudiar siempre antes de realizar el trabajo de campo la situación de los satélites, elevación, trayectoria, horarios, etcétera, de tal modo que realicemos la ocupación con la mejor situación posible.

 Funciones de los equipos geodésicos utilizados en el laboratorio: Trípode Se denomina trípode o tripié1 a aquel aparato de tres patas y parte superior circular o triangular, que permite estabilizar un objeto y evitar el movimiento propio de este. La palabra se deriva de tripous, palabra griega que significa ‘tres pies’. La principal ventaja del uso de tres patas es que, independientemente de su construcción y la superficie de apoyo, todas sus patas apoyan

siempre.2 Esto los hace sumamente estables y adaptables a cualquier terreno, otorgándoles transportabilidad. Se usan en diversas situaciones, desde mesas, banquetas o marcos para sostener otros elementos (Trípode (mueble)), hasta para sostener instrumentos de precisión o que por su uso requieren estabilidad, como ser cámaras, telescopios, teodolitos. Los trípodes especialmente diseñados para aplicaciones topográficas d destacan no solo por su excelente estabilidad y resistencia a la torsión, además añaden estabilidad de altura bajo carga, la variación de cero mínima horizontal, la larga vida útil y la amortiguación frente a vibraciones.

Receptor GPS Un receptor GPS es un dispositivo de bolsillo que permite saber la posición geográfica longitud y latitud con una posición de unos metros, usando la tecnología GPS.1 Son el sustituto de los mapas de bolsillo.

Normalmente estos dispositivos también permiten saber la hora de referencia con gran precisión. Actualmente estos dispositivos tienen unas medidas tan reducidas que se pueden llevar al bolsillo. ¿Cómo funciona un receptor de GPS? El GPS funciona a través de una técnica llamada trilateración. ... Para calcular la ubicación, un dispositivo GPS debe poder leer la señal de al menos cuatro satélites. Cada uno de los satélites de la red completa dos órbitas a la Tierra en 24 horas y envía una señal, parámetros orbitales e información horaria únicos. Funciones del receptor. 1-Identificación y seguimiento de los códigos asociados a cada satélite. 2-Determinación de la distancia. 3-Decodificación de las señales de datos de navegación 4-Aplicar las correcciones (del reloj, ionosféricas,). 5-Determinación de la posición y velocidad. 6-Validación de los resultados obtenidos y almacenamiento en memoria. 7-Presentación de la información.

GPS Diferencial El DGPS (Differential GPS), o GPS diferencial, es un sistema que proporciona a los receptores de GPS correcciones de los datos recibidos de los satélites GPS, con el fin de proporcionar una mayor precisión en la posición calculada. Se concibió fundamentalmente debido la introducción de la disponibilidad selectiva (SA). El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o de forma muy similar) a los receptores situados

próximos

entre

sí.

Los

errores

están

fuertemente

correlacionados en los receptores próximos. Un receptor GPS fijo en tierra (referencia) que conoce exactamente su posición basándose en otras técnicas, recibe la posición dada por el sistema GPS, y puede calcular los errores producidos por el sistema GPS, comparándola con la suya, conocida de antemano. Este receptor transmite la corrección de errores a los receptores próximos a él, y así estos pueden, a su vez, corregir también los errores producidos por el

sistema dentro del área de cobertura de transmisión de señales del equipo GPS de referencia.

Colectora de datos Un colector de datos es un dispositivo electrónico que además de permitir escanear códigos de barra como lo hace un lector de código de barras, permite almacenar los códigos leídos en una memoria interna, para luego transferir estos datos a una PC de escritorio, generalmente por medio de un archivo de texto. La función de estos dispositivos es la realización de inventarios de productos, ya que leen el código de barras de un artículo y lo comparan con una base de datos precargada. Posteriormente envían la

información a una computadora encargada de recibir los datos y realizar los procedimientos y reportes del inventario. Usos de las colectoras de datos Poseen un lector de código de barras (escáner) que puede ser CCD o láser, y este último ser estándar o de alta densidad, para leer códigos de barras ultrafinos, y aquellos de alta visibilidad para leer códigos con la incidencia de la luz solar.

7. DATOS RECOPILADOS EN CAMPO Los datos recopilados fueron los siguientes: 1 2 3 4 5 6 7

227215.777 227219.664 227208.875 227206.53 227176.18 227176.888 227187.994

8186144.92 8186133.51 8186127.44 8186128.11 8186181.6 8186183.32 8186189.63

2343.386 2343.291 2344.747 2344.425 2346.244 2346.233 2344.811

BASE_A Perimetro Perimetro Perimetro Perimetro Perimetro Perimetro

8. CÁLCULOS Y RESULTADOS OBTENIOS EN GABINETE

9. PLANO DIBUJADO EN AUTOCAD

10. PANEL FOTOGRÁFICO DEL TRABAJO DE CAMPO

 Ubicamos el lugar a estudiar.

 Colocamos un punto de referencia para colocar el trípode.

 Verificamos el equipo a utilizar.

 Reconocimiento de los equipos.

 Empezamos a parar el trípode del equipo GPS.

 Centramos el centro del trípode al punto de referencia.

 Colocamos el GPS receptor al trípode.

 Prendemos y configuramos el Receptor GPS.

 Configuración del colector hacia el Receptor GPS con Satélites

.  Prendemos y configuramos el Robers GPS.

 Configuración del colector hacia el Robers GPS con Receptor GPS.

 Nos Ubicamos en los lugares asignados con el Robers

 Finamente tomamos los puntos del área utilizando el Colector.

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Normalmente se utiliza el GPS Diferencial, que consigue eli...