Informe Gps Diferencial

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DESARROLLO DE PROYECTO GPS

I. OBJETIVOS

 Manejo y uso adecuado del GPS geodésico HIPER lite TOPCON.

 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 ortometricas 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 total

II. FUNDAMENTO TEORICO

2.1 SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL

El GPS (Global Positioning System) o Sistema Global de Posicionamiento es la tecnología que permite determinar la posición de un punto en cualquier lugar del mundo, de día o de noche y en cualquier condición meteorológica. Se basa en un sistema formado por una red (Navstar) de 32 satélites orbitando a unos 20.200 km de la Tierra, perteneciente al Gobierno de los Estados Unidos y gestionada por su Departamento de Defensa, y unos receptores (en adelante GPS) que, por triangulación, son capaces de situarse con una gran precisión

Esta tecnología fue desarrollada por los militares americanos para localizar y manejar aviones, buques, vehículos y personal de tropa en lo que ha estrategia se refería para su uso en combate. En 1980, el presidente Reagan declaró que el GPS podía ser usado para cualquier tipo de fin civil. Sin embargo, por razones de seguridad, el GPS de uso civil no tiene la precisión milimétrica del GPS de uso militar.

La red del sistema está compuesta por 32 satélites los cuales giran alrededor de la tierra, estos transmiten señales a la tierra que son recibidas por receptores GPS para determinar la localización de quien lo porte. Los GPS dan una localización extremamente precisa, normalmente a menos de 10 metros de la posición actual, sin interesar en que parte del globo terráqueo se encuentre el usuario. Con un mínimo de 3 satélites, el aparato podrá calcular la longitud y latitud de su posición, a esto lo llamamos "2D position fix". Con cuatro satélites como mínimo, el GPS podrá

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determinar su posición en 3D, la que incluye latitud, longitud y altitud. Además, debido a la continua actualización de la posición del GPS, podrá determinar la velocidad y dirección de su movimiento. Cada satélite procesa dos tipos de datos: las Efemérides que corresponden a su posición exacta en el espacio y el tiempo exacto en UTC (Universal Time Coordinated), y los datos del Almanaque, que son estos mismos datos pero en relación con los otros satélites de la red, así como también sus órbitas. Cada uno de ellos transmite todos estos datos vía radio en forma ininterrumpida hacia la Tierra.

Uno de los grandes beneficios sobre los otros sistemas de navegación es que el GPS funciona bajo cualquier condición climática. Sus únicas vulnerabilidades serían olvidar las baterías o encontrarse “encajonado” y sin señal.

2.1.1 SISTEMAS DE REFERENCIA GEODÉSICOS.

Los sistemas de referencia geodésicos definen la forma y dimensión de la Tierra, así como el origen y orientación de los sistemas de coordenadas. Los sistemas de referencia geodésicos pueden ser descritos en base a dos modelos matemáticos: el esférico y el elipsódico, los cuales son obtenidos en base parámetros físicos medidos sobre la superficie terrestre, tales como la aceleración de gravedad.

Los sistemas globales de coordenadas nos permiten definir posiciones sobre la superficie de la Tierra. El más comúnmente usado sistema es el de la latitud, longitud y altura. El primer meridiano y el ecuador son los planos que definen la latitud y la longitud.

 La latitud geodésica de un punto, es el ángulo desde el plano ecuatorial a la dirección vertical de la línea normal al elipsoide de referencia.

 La longitud geodésica de un punto es el ángulo que forma el meridiano que pasa por el punto con el meridiano origen en sentido dextrógiro.

 La altura elipsoidal de un punto es la distancia desde el elipsoide de referencia al punto en dirección normal al elipsoide.

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Dentro de un sistema cartesiano global las coordenadas están expresadas en función de los ejes X Y Z, del cual su origen es el centro de masas de la Tierra. El eje Z es paralelo al eje de rotación terrestre, el eje X a su vez es paralelo al meridiano de Greenwich y por último el eje Y es perpendicular al plano XOZ.

2.1.2 Levantamiento Geodésico

Para que un levantamiento sea considerado como geodésico deberá tomar en cuenta los efectos de curvatura terrestre y ejecutarse con instrumental y procedimientos que permitan una precisión interna compatible con las especificaciones de exactitud que en este documento se consignan, de modo que cada punto del levantamiento quede inequívocamente determinado por los parámetros que le correspondan, de acuerdo con el tipo de levantamiento y con respecto a un determinado sistema de referencia.

2.1.1.2 Levantamientos Geodésicos Horizontales

Son aquellos que comprenden una serie de medidas efectuadas en el campo, cuyo propósito final consiste en determinar las coordenadas geográficas (geodésicas) horizontales de puntos situados sobre la superficie terrestre.

2.1.1.3 Levantamiento geodésico vertical

Comprenderán todas aquellas operaciones de campo dirigidas a determinar la distancia vertical que existe entre puntos situados sobre la superficie terrestre y sobre un nivel de referencia.

2.1.3 SISTEMAS CLÁSICOS DE REFERENCIA

Uno de los problemas clásicos de los geodestas ha sido la determinación de sistemas de referencia sobre los cuales realizar los cálculos de las posiciones tanto planimetrías como altimétricas, con la precisión requerida. Las redes geodésicas nacionales o locales, (X, Y, Z) o latitud, longitud y altura optométrica están calculadas sobre sistemas de referencia consistente en la definición de un elipsoide de referencia, un punto fundamental, un origen de longitudes y un origen de latitudes.

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Psad-56, que significa Datum Sudamericano Provisorio del año 1956, y su punto de origen se encuentra en La Canoa, Venezuela.

WGS84 son las siglas de World Geodetic System 1984. Sistema de coordenadas mundiales, que data de 1984, que es la base para sistemas de posicionamiento globales como el GPS. Está pendiente una próxima revisión para 2010.

El WGS84 usa como elipsoide de referencia a WGS 84, que es perfectamente intercambiable con el sistema de referencia europeo ETRS 89, estribando su única diferencia en varias décimas de milímetro para el caso de los semiejes menores.

Sad-69, que es el Datum Sudamericano del año 1969, con el punto origen en Chua, Brasil.

III. EQUIPO DE TRABAJO

NIVEL: es un instrumento usado en topografía

que, de manera análoga a un teodolito, permite realizar nivelaciones con precisión elevada. Un nivel es un instrumento que nos representa una referencia con respecto a un plano horizontal.

MIRA: Regla graduada de dos metros o más que sirve para la

lectura de las cotas halladas en el terreno

WINCHA. Tira de acero, nylon, etc. Enrollable y que tiene escrita en una cara la longitud del metro y sus divisiones. Normalmente se denomina cinta métrica cuando es mayor de 20 m. Si es de menos metros se le suele llamar flexómetro

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TRÍPODE: Es el Soporte del aparato, con 3 pies de madera o

metálicos, con patas extensibles o telescópicas que terminan en regatones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno. Deben ser estables y permitir que el aparato quede a la altura de la vista del operador 1'40 - 1'50 m. Son útiles

también para aproximar la nivelación del aparato

ESTACIÓN TOTAL: Es un aparato electro-óptico utilizado

en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.

GPS NAVEGADOR: dispositivo electrónico q permite determinar

alturas elipsoidales y obtener coordenadas con una precisión de +-5m

GPS DIFERENCIAL: dispositivo de alta precisión que sirve para

calcular las coordenadas de un determinado punto, mediante el procesamiento de la data en el OPUS.

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IV. FASES DE UN PROYECTO DE POSICIONAMINETO DE PUNTOS DE CONTROL

GEODESICOS

4.1 DEFINICION DEL AREA DE PROYECTO

El area de proyecto en el cual vamos a trabajar es la zona del pabellón central, la cual podemos apresiar en la foto.

Ubicación de los vértices de la poligonal cerrada.

4.2 RECONOCIMIENTO Y MONUMENTACION DE CAMPO

4.3 DEFINICION DEL AREA DE PROYECTO

El area de proyecto en el cual vamos a trabajar es la zona del pabellón central, la cual podemos apresiar en la foto.

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Ubicación de los vértices de la poligonal cerrada.

4.4 RECONOCIMIENTO Y MONUMENTACION DE CAMPO

VERTICE A // BANEZ SALVADOR

Para el vértice A, con ayuda de un GPS Navegador [GARMIN 76 csx] se obtuvieron las primeras coordenadas [aproximadas] del lugar:

Día de realización: 14-06-2010 18L 0276909 UTM 8670012

MONUMENTACION DEL PUNTO A

 El punto A se encuentra Aproximadamente a 8 metros de la puerta número Nº 4 de la UNI al noroeste, en el punto A se pondrá una plaquita para su identificación.

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VERTICE D// SILVESTRE ESPINOZA

Para el vértice B, con ayuda de un GPS Navegador [GARMIN 76 csx] se obtuvieron las primeras coordenadas [aproximadas] del lugar:

MONUMENTACION DEL PUNTO D

 El punto B se encuentra Aproximadamente a 6 metros de la puerta número Nº 3 de la UNI al suroeste, en el punto B se pondrá una plaquita para su identificación.

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 VERTICE C// CORAL REGALADO

Para el vértice C, con ayuda de un GPS Navegador [GARMIN 76 csx] se obtuvieron las primeras coordenadas [aproximadas] del lugar:

MONUMENTACION DEL PUNTO C

 El punto C se encuentra Aproximadamente a 20 metros de la facultad de mecánica de la UNI al sureste, en el punto C se pondrá una plaquita para su identificación.

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VERTICE B// IVANOVICH ÑAUPARI MELGAREJO:

Para el vértice D, con ayuda de un GPS Navegador [GARMIN 76 csx] se obtuvieron las primeras coordenadas [aproximadas] del lugar:

MONUMENTACION DEL PUNTO B

 El punto D se encuentra Aproximadamente a 15 metros de la facultad de ambiental de la UNI al noreste, en el punto D se pondrá una plaquita para su identificación.

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V. TRABAJO DE CAMPO

El trabajo de campo está sólidamente ligado al resultado del planeamiento, que determinara el método de medición a utilizar, que en este caso es el Método estático.

PROCEDIMIENTO (

LEVANTAMIENTO CON EL NAVEGADOR DUAL DE DOBLE FRECUENCIA)  Comenzamos sacando los quipos respectivos del departamento de topografía para

luego dirigirnos a nuestra zona de trabajo.

 Se iniciará la observación a la hora establecida en el planeamiento. Se estacionara el GPS y se medirá la altura ARP, importante para el post proceso.

 Se encenderá apretando alrededor de 5 segundos la tecla ‘POWER’. Se habrá encendido correctamente cuando una luz debajo de la palabra ‘START’ se prenda. Inmediatamente el GPS comenzara a captar la señal de los satélites disponibles.

 Para comenzar la grabación de datos se apretara por 5 segundos el botón plomo que tiene escrito ‘FN’. El equipo estará grabando solo cuando se encienda una luz arriba de la palabra ‘REC’. Se observará por un mínimo de 2:15:00 horas.

Botón de encendido

Luz de encendid o

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TV217G Página 12  Transcurridas las 2 horas y 15 minutos se dejara de grabar los datos, esto se logrará

apretando por unos 5 segundos el botón plomo que tiene escrito ‘FN’.

 Se descargarán los datos para su posterior proceso.

PROCEDIMIENTO

(HALLANDO LAS COTAS DE LOS PUNTOS CON EL NIVEL DEL INGENIERO)

Primer Paso: se arma el nivel y luego se estaciona como se muestra en la foto de acuerdo

a los pasos indicados por el profesor.

Segundo Paso: se coloca la mira en el BM para hallar la cota del primer punto con la ayuda

del nivel hallando la vista atrás hacia el BM y vista hacia delante el primer punto.

Tercer Paso: se hallan las cotas de los puntos faltantes con sus respectivas vistas atrás y

vista adelante llegando al último punto y regresando al BM Después con los datos se realizan los cálculos de cada cota.

Luz graba ción

Botón inicio grabación

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PROCEDIMIENTO

(HALLANDO LA DISTANCIA DE PUNTO A PUNTO CON LA ESTACION TOTAL)

Primer Paso: se arma la estación total y luego se estaciona en uno de nuestros puntos con

los pasos indicados por el profesor.

Segundo Paso: se coloca el prisma en el otro punto contiguo y se procede a tomar la

medida.

Tercer Paso: se estaciona la estación total en el punto del segundo paso y se coloca el

prisma en el punto del primer paso y se procede a tomar la medida, luego el prisma se colocara en el punto contiguo al punto del segundo paso y se procederá a tomar la medida, este paso se realiza sucesivamente hasta cerrar la poligonal de nuestra zona de trabajo.

PROCEDIMIENTO

(HALLANDO LOS PUNTO DE NUESTRA ZONA CON GPS NAVEGADOR)

Primer Paso: se configura el equipo, luego tomamos los puntos de nuestra zona de

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3.5 PROCESAMIENTO DE DATOS:

Escribir en el buscador de google la palabra ngs:

Luego le aparecerá la pantalla siguiente:

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CALCULOS Y RESULTADOS:

Al final bajamos los datos de todos los procesos realizados anteriormente.

1. El planeamiento de campo con el software SKI para el dia asignado de su práctica de campo. Metodología empleada al detalle y hacer su interpretación respectiva.

2. Reconocimiento de campo: Coordenadas de los puntos de la poligonal tomados con el navegador GPS 76Cx Garmin: PUNTOS FECHA COORDENADAS WGS84 UTM GEODESICAS E N A 14-JUN-10 9:41:45AM 276909 8670012 S12 01 24.8 W77 02 56.9 B 14-JUN-10 9:44:25AM 276962 8670071 S12 01 22.8 W77 02 55.1 C 14-JUN-10 9:47:20AM 277051 8669999 S12 01 25.2 W77 02 52.2 D 14-JUN-10 9:49:34AM 277030 8669923 S12 01 27.7 W77 02 52.9 PUNTOS FECHA COORDENADAS PASAD56 UTM GEODESICAS E N A 14-JUN-10 9:41:45AM 277139 8670378 S12 01 12.4 W77 02 48.9 B 14-JUN-10 9:44:25AM 277191 8670437 S12 01 10.5 W77 02 47.1 C 14-JUN-10 9:47:20AM 277280 8670365 S12 01 12.8 W77 02 44.2 D 14-JUN-10 9:49:34AM 277260 8670289 S12 01 15.3 W77 02 44.9

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4. Identificación de los puntos de la Poligonal de la zona de trabajo:

PUNTOS DIRECCION UBICACIÓN DE LOS PUNTOS DE LA POLIGONAL

A NO

B NE

C SE

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5. NIVELACION GEOMETRICA DESDE EL BM DEL PABELLON CENTRAL A LOS PUNTOS DE LA POLIGONAL:

 Cota hallada con nivel y estación total: Error máximo (EMAX):

EMAX=0.02 , K: kilómetros.

K=

=0.4265652km. Emax=0.0131

Error obtenido (E):

E =cota(final)-cota(inicial) Cota(final)=0.2382mtrs. Cota(inicial)=0.2510mtrs. E=.0128mtrs.

E< Emaxsi se prosigue a compensar las cotas halladas.

Compensando:

PUNTOS DISTANCIA (mtrs.) COTA (mtrs.) COTA CORREGIDA (mtrs.) A 80.230 1.538 1.536 B 116.081 1.130 1.127 C 81.458 0.734 0.732 D 149.119 0.567 0.563 TOTAL=426.888 E=0.0128

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TV217G Página 19 PUNTOS DISTANCIA (mtrs.) COTA (mtrs.) COTA CORREGIDA (mtrs.) BM Pabellón Central COTA FINAL A 80.23 1.538 1.536 113.845 112.309 B 116.081 1.13 1.127 113.845 112.718 C 81.458 0.734 0.732 113.845 113.113 D 149.119 0.567 0.563 113.845 113.282 TOTAL=426.888 E=0.0128

 Cota hallada con GPS diferencial:

6. Calculo de la ondulación respectiva para cada punto de la poligonal:

 Variación de su altura:

PUNTOS ALTURA

HORTOMETRICA ALTURA TOPOGRAFICA ONDULACION

A 134.48 112.309 22.17

B 135.12 112.718 22.41

C 135.49 113.113 22.38

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TV217G Página 20  Distancia geodésica:

D

G

=

F

prom

=

PUNTOS DISTANCIA con diferencial

GOEGRAFICA (mtrs.) FACTOR DE ESCALA

DISTANCIA con diferencial GEODESICA (mtrs.)

A 80.279 1.00021578 80.26169237

B 115.889 1.0002155 115.8640608

C 81.468 1.00021499 81.45048367

D 149.019 1.00021512 148.9869008

 Distancia de punto a punto:

PUNTOS DISTANCIA (mtrs.) AB 80.279 BC 115.889 CD 81.468 DA 149.019  El azimut geodésico:

PUNTOS azimut gografico

en (g m s) c azimut gografico en (g m s) A 39.545 0.43 39.97 B 127.705 0.43 128.13 C 195.64 0.43 196.07 D 15.64 0.43 16.07

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 Comparación de las distancias de los de la poligonal con la medida con estación total:

PUNTOS DISTANCIA CON DIFERENCIAL (mtrs.) DISTANCIA CON ESTACIÓN TOTAL (mtrs.) ∆ (mtrs.) A 80.279 80.230 0.049 B 115.889 116.081 -0.192 C 81.468 81.458 0.01 D 149.019 149.119 -0.1

7. CALCULO DEL AREA:

AREA DEL POLIGONO =10347.3110 m

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TV217G Página 22 9. REPORTER DE LA SOLUCION NGS OPUS:

FILE: A.tps 000022501

NGS OPUS SOLUTION REPORT ========================

All computed coordinate accuracies are listed as peak-to-peak values.

For additional information: http://www.ngs.noaa.gov/OPUS/about.html#accuracy

USER: [email protected] DATE: June 15, 2010 RINEX FILE: manu158o.10o TIME: 17:48:26 UTC

SOFTWARE: page5 0909.08 master28.pl 081023 START: 2010/06/07 14:23:00 EPHEMERIS: igr15871.eph [rapid] STOP: 2010/06/07 16:48:30 NAV FILE: brdc1580.10n OBS USED: 5595 / 6015 : 93% ANT NAME: TPSHIPER_LITE NONE # FIXED AMB: 29 / 35 : 83% ARP HEIGHT: 1.56 OVERALL RMS: 0.016(m)

REF FRAME: ITRF00 (EPOCH:2010.4319) X: 1398313.509(m) 0.590(m) Y: -6080542.045(m) 0.280(m) Z: -1319981.106(m) 0.113(m) LAT: -12 1 24.85176 0.192(m) E LON: 282 57 3.14904 0.536(m) W LON: 77 2 56.85096 0.536(m) EL HGT: 135.859(m) 0.355(m) UTM COORDINATES UTM (Zone 18)

Northing (Y) [meters] 8670008.756 Easting (X) [meters] 276909.760 Convergence [degrees] 0.42703916 Point Scale 1.00021578 Combined Factor 0.00000000

BASE STATIONS USED

PID DESIGNATION LATITUDE LONGITUDE DISTANCE(m) RIOP 1159376.5

AREQ 774839.8 IQQE 1172925.7

This position and the above vector components were computed without any knowledge by the National Geodetic Survey regarding the equipment or field operating procedures used.

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FILE: B.tps 000022491

USER: [email protected] DATE: June 15, 2010 RINEX FILE: ivan163n.10o TIME: 17:43:39 UTC

SOFTWARE: page5 0909.08 master40.pl 081023 START: 2010/06/12 13:33:00 EPHEMERIS: igr15876.eph [rapid] STOP: 2010/06/12 16:06:00 NAV FILE: brdc1630.10n OBS USED: 4984 / 5587 : 89%

ANT NAME: TPSHIPER_LITE NONE # FIXED AMB: 23 / 41 : 56% ARP HEIGHT: 1.625 OVERALL RMS: 0.022(m)

BASE STATIONS USED

AREQ 774840.1 UNSA 1859562.8

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FILE: C.tps 000022502

All computed coordinate accuracies are listed as peak-to-peak values. For additional information:

http://www.ngs.noaa.gov/OPUS/about.html#accuracy

USER: [email protected] DATE: June 15, 2010 RINEX FILE: cona158t.10o TIME: 17:50:17 UTC

SOFTWARE: page5 0909.08 master28.pl 081023 START: 2010/06/07 19:26:00 EPHEMERIS: igr15871.eph [rapid] STOP: 2010/06/07 21:34:00 NAV FILE: brdc1580.10n OBS USED: 4429 / 4886 : 91% ANT NAME: TPSHIPER_LITE NONE # FIXED AMB: 23 / 33 : 70% ARP HEIGHT: 1.2 OVERALL RMS: 0.016(m)

BASE STATIONS USED

AREQ 774724.3 IQQE 1172830.3

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FILE: D.tps 000020561

USER: [email protected] DATE: June 12, 2010 RINEX FILE: rove158r.10o TIME: 23:35:10 UTC

SOFTWARE: page5 0909.08 master10.pl 081023 START: 2010/06/07 17:06:00 EPHEMERIS: igr15871.eph [rapid] STOP: 2010/06/07 19:15:30 NAV FILE: brdc1580.10n OBS USED: 4755 / 5131 : 93%

ANT NAME: TPSHIPER_LITE NONE # FIXED AMB: 34 / 39 : 87% ARP HEIGHT: 1.47 OVERALL RMS: 0.016(m)

BASE STATIONS USED

AREQ 774691.4 IQQE 1172782.9