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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA TOPOGRAFIA Y GEODESIA EXAMEN DE GRADO NIVEL LICENCIATURA CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. ZONA COTA COTA - PREDIOS U.M.S.A. DEPARTAMENTO DE LAPAZ POSTULANTE: Henry Ovidio Cori Almondi TRIBUNALES: Lic. Jaime Silva Mollinedo Lic. Richard Jonel Salazar Espinoza Lic. Luis Elizardo Mamani Mamani LA PAZ – BOLIVIA 2015 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE HENRY OVIDIO CORI ALMONDI AGRADECIMIENTOS a Dios, de todo lo que respira y lo que no, a mis padres por el constante e inquebrantable apoyo que me brindan a mis hermanos, por la paciencia que me tienen y las ganas que me contagian a mi carrera de topografía y geodesia por la enseñanza que nos dan. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE HENRY OVIDIO CORI ALMONDI DEDICATORIA Es mi deseo como sencillo gesto de agradecimiento, dedicarle mi trabajo de grado plasmada en el presente informe, a mis padres quienes permanentemente me apoyaron con espíritu alentador, contribuyendo incondicionalmente a lograr las metas y objetivos propuestos y en particular a la prestigiosa carrera de Topografía y Geodesia. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE HENRY OVIDIO CORI ALMONDI RESUMEN DEL TRABAJO El trabajo de aplicación se realizó en la Ciudad de La paz, ubicado principalmente en el campus universitario de Cota Cota, lo cual constituye el levantamiento de una poligonal cerrada con puntos de control georreferenciado a la estación INGAVI (INGA) que tiene como sistema de referencia el elipsoide global WGS-84 de la red MARGEN correspondiente al Instituto Geográfico Militar I.G.M Tiene como objeto fundamental el levantamiento de datos de una poligonal cerrada, posteriormente realizar el ajuste de datos mediante un control horizontal, la observación, cálculo y compensación por el método de mínimos cuadrados, el desarrollo de campo y gabinete nos mostrará el alcance que tiene dicho método y su aplicación en posteriores trabajos La categoría de este trabajo esté dentro del primer y Segundo orden topográfico tanto en cierre angular Como en lineal. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE HENRY OVIDIO CORI ALMONDI INDICE GENERAL 1. INTRODUCCION ..................................................................................................................................... 6 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................................. 6 3. JUSTIFICACION ...................................................................................................................................... 6 4. OBJETIVOS.............................................................................................................................................. 7 4.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 7 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................................ 7 5. UBICACIÓN – LOCALIZACION. ........................................................................................................... 7 6. UBICACIÓN GEOGRAFICA .................................................................................................................. 7 7. DESCRIPCION DEL TRABAJO ............................................................................................................ 7 8. FUNDAMENTO TEORICO ..................................................................................................................... 8 8.1. GEODESIA ...................................................................................................................................... 8 8.1.1. SISTEMAS DE REFERENCIA ............................................................................................ 8 8.1.2. GEOREFERENCIACION ..................................................................................................... 8 8.1.3. DATUM ................................................................................................................................... 8 8.1.4. COORDENADAS GEODESICAS....................................................................................... 9 8.1.5. CORRECCION GEOMETRICA .......................................................................................... 9 8.1.6. FACTOR DE ESCALA (k) .................................................................................................. 10 8.1.7. FACTOR DE ELEVACION (Fe) ........................................................................................ 10 8.1.8. FACTOR COMBINADO (Fc) ............................................................................................. 10 8.1.9. GEODESIA SATELITARIA ................................................................................................. 10 8.1.10. GPS (Sistema de Posicionamiento Global). .................................................................... 10 8.1.11. RECEPTORES GPS ........................................................................................................... 11 8.1.12. METODOS DE MEDICION O POSICIONAMIENTO GPS ............................................ 12 8.2. COORDENADAS UTM ............................................................................................................... 13 8.2.1. PROYECCION CILINDRICA ............................................................................................. 13 8.2.2. CUADRICULA UTM ............................................................................................................ 13 8.3. TOPOGRAFIA .............................................................................................................................. 14 8.3.1. CLASIFICACION DE ANGULOS ...................................................................................... 14 8.3.2. CLASIFICACION DE DISTANCIAS .................................................................................. 17 8.3.3. POLIGONALES ................................................................................................................... 17 8.3.4. TIPOS DE ERRORES ........................................................................................................ 19 8.3.5. FUENTES DE ERROR ....................................................................................................... 19 8.3.6. CLASES DE ERROR .......................................................................................................... 19 8.4. MINIMOS CUADRADOS ............................................................................................................ 20 8.4.1. AJUSTE DE POLIGONALES ............................................................................................ 21 8.4.2. CIERRE AZIMUTAL ............................................................................................................21 8.4.3. CIERRE LINEAL .................................................................................................................. 21 9. DESARROLLO DEL TRABAJO .......................................................................................................... 23 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.1. TRABAJO DE CAMPO ................................................................................................................ 23 9.1.1. RECONOCIMIENTO ........................................................................................................... 23 9.1.2. AMOJONAMIENTO DE PUNTOS .................................................................................... 23 9.1.3. OBSERVACION CON EQUIPOS GPS GEODESICOS ................................................ 24 9.1.4. LEVANTAMIENTO DE DATOS CON ESTACION TOTAL ........................................... 25 9.1.5. INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA EL PROYECTO .............................................. 26 9.2. TRABAJO DE GABINETE .......................................................................................................... 27 9.2.1. PROCESAMIENTO DE DATOS ....................................................................................... 27 9.3. CALCULO DE POLIGONAL PRINCIPAL ................................................................................. 28 9.3.1. CALCULO DEL AZIMUT DE PARTIDA Y LLEGADA .................................................... 28 9.3.2. DATOS OBTENIDOS EN CAMPO (POLIGONAL PRINCIPAL) ................................. 29 9.3.3. CALCULO DE LAS DISTANCIAS PROYECTADAS ...................................................... 30 9.3.4. ELABORACION DE LA PLANILLA DE COORDENADAS ............................................ 31 9.3.5. CALCULO DE ERRORES ................................................................................................. 33 9.3.6. TOLERANCIAS EN LAS MEDICIONES .......................................................................... 34 9.4. CORRECCION POR EL METODO DE MINIMOS CUADRADOS ....................................... 35 9.4.1. CREACION DE LA MATRIZ “P” ........................................................................................ 35 9.4.2. CREACION DE LA MATRIZ “W” ....................................................................................... 36 9.4.3. CREACION DE LA MATRIZ “B” ........................................................................................ 38 9.4.4. RESIDUALES ...................................................................................................................... 39 9.4.5. COORDENADAS FINALES COMPENSADAS ............................................................... 41 9.4.6. COMPARACION DEL PUNTO GEODESICO PC61 DE NUESTRO PROYECTO CON LA ANTIGUA Y NUEVA RED GEODESICA DE LA PAZ ...................................................... 42 10. CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 43 11. RESULTADOS .................................................................................................................................. 43 11.1. COMPARACION DE COORDENADAS PC61 CON LA NUEVA RED GEODESICA ........ 44 11.2. PLANILLA DE COORDENADAS DE POLIGONAL PRINCIPAL ........................................ 44 11.3. PLANILLA DE COORDENADAS DEL RELLENO TOPOGRAFICO .................................... 44 12. SUGERENCIAS ................................................................................................................................ 45 13. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ............................................................................................. 46 14. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................. 46 ANEXOS ......................................................................................................................................................... 47 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 6 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI TITULO: CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 1. INTRODUCCION En el campo de la Topografía la aplicación de las poligonales ha alcanzado un papel muy importante por el uso de las diferentes obras civiles. En estos tipos de levantamientos se debe cumplir con una serie de parámetros y tolerancias para poder continuar con la compensación. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Gran parte de los trabajos topográficos, apunta en determinar poligonales de precisión para lo cual se realizan mediciones en campo tanto en ángulo y distancia, obviamente cada medida parcial estará afectada de un error accidental expresado en las unidades correspondientes (ángulo y distancia) y que la suma de las mismas no dará exactamente los valores teóricos. Además de realizar poligonales referenciados a un sistema de referencia y que pueda ser utilizada en el cálculo de posiciones, es necesario la reducción de la distancia inclinada (con corrección atmosférica) a la superficie donde se realizaran los cálculos geodésicos. 3. JUSTIFICACION La finalidad del presente trabajo es para poder conocer y comprender el uso correcto de este método, lo cual nos servirá en el futuro realizar levantamientos topográficos de precisión. Que, para tales trabajos se debe realizar el uso indispensable de la corrección, el ajuste y la compensación de errores en la determinación de una poligonal base. También se conoce que muchos operadores acostumbran a trabajar como único dato de corrección el Factor de Escala de la Proyección, sin tomar en cuenta que primeramente las distancias horizontales medidas en la superficie topográfica deben ser reducidas sobre el elipsoide de referencia para luego ser transportadas a un plano de proyección U.T.M. (Universal transversa de Mercator) considerando el factor de escala y factor de altura que el producto de ambos valores nos determina el factor combinado. El área de intervención es muy utilizada para el enlace de trabajos topográficos que permite el georreferenciado. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 7 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Realizar el control horizontal, observación, cálculo y compensación por el método de mínimos cuadrados de una poligonal cerrada por ecuaciones de condición. 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS - Realizar las mediciones con GPS geodésico. - Realizar el levantamiento de datos con Estación Total. - Reducir las distancias topográficas sobre un plano de proyección U.T.M. - Comprender la necesidad de uso del método de mínimos cuadrados en compensación de errores. - Comparar el valor de las coordenadas del punto PC61 ajustado, con la nueva red geodésica del municipio de La Paz. - Realizar el levantamiento como detalle el perímetro accesible del campus universitario. - Determinar las tolerancias alcanzadas con el trabajo. 5. UBICACIÓN – LOCALIZACION. Departamento: LA PAZ Provincia: MURILLO Municipio: LA PAZ Zona: COTA COTA 6. UBICACIÓN GEOGRAFICA El área de intervención del proyecto se encuentra entre las siguientes coordenadas geográficas: Ubicación: Latitud SUR: 16º 29` S Longitud OESTE: 68º 08` W Altura: 3632 m.s.n.m. 7. DESCRIPCION DEL TRABAJO El usode una poligonal base es imprescindible para las diferentes ramas de la ingeniería, que dependen de la precisión que se quiere alcanzar y de los equipos utilizados y de los métodos que emplean los topógrafos para la compensación de los diferentes trabajos. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 8 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8. FUNDAMENTO TEORICO 8.1. GEODESIA Geodesia es la ciencia que define la forma y dimensiones de La Tierra, así como el estudio y medida de grandes extensiones, además define la posición de un punto sobre la superficie de la tierra que está determinada por un par de coordenadas geográficas denominadas Latitud y Longitud. Teniendo en cuenta la curvatura de ésta, su representación gráfica constituye la cartografía. 8.1.1. SISTEMAS DE REFERENCIA Los sistemas de referencia estan definidos a partir de consideraciones matematicas y fisicas mediante los cuales espesifican los parametros, puntos de origen, planos, etc. Sistemas de referencia Geodésicos Locales.- Un sistema geodésico local queda definido por la elección de un elipsoide de referencia y por un punto origen (datum) donde se establece su ubicación en relación con la forma física de la tierra (geoide). Sistemas de referencia Geodésicos Globales.- Es un sistema de referencia geocéntrico en el centro del elipsoide coinciden con el centro de masas de la tierra este elipsoide de referencia global es el que mejor se adapta al geoide de la tierra. 8.1.2. GEOREFERENCIACION Procedimiento mediante el cual un objeto, sobre la superficie de la tierra, recibe una localización que identifica su posición espacial con respecto a un punto de coordenadas conocidas o marco de referencia. 8.1.3. DATUM Datum es un modelo matemático para modelar la forma esférica de la tierra. El modelo óptimo es el de un elipsoide de revolución. En Bolivia se utiliza dos tipos de Datums que son el PSAD-56 (desarrollado para Sud América) se presenta cuando se trabaja con las cartas del Instituto Geográfico Militar y el WGS-84 (Sistema Geodésico Mundial). El datum WGS-84 utiliza un elipsoide centrado en el geocentro, con su utilización es posible localizar precisamente un determinado punto sobre la superficie de la tierra. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 9 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.1.4. COORDENADAS GEODESICAS Latitud (ϕ).- Es el Angulo formado entre la normal al elipsoide y el plano del ecuador en un punto cualquiera que se encuentra sobre el elipsoide. Las latitudes se miden de 0° a 90° en sentido Norte (positivo) y Sur (Negativo), según la ubicación. Longitud (λ).- Es el ángulo diedro formado entre el plano del meridiano origen y el plano del meridiano del lugar. Las longitudes se miden de 0º a 180º a uno y otro lado del meridiano origen, añadiendo la denominación Este o positiva u Oeste o negativa, según la ubicación. Altura Elipsoidal (h). Es la distancia vertical que se obtiene o se mide a lo largo de la normal al elipsoide; entre el elipsoide y el punto sobre la superficie topográfica. 8.1.5. CORRECCION GEOMETRICA Para realizar trabajos referenciados a un determinado sistema de referencia y que pueda ser utilizada en el cálculo de posiciones o se quiera transformar a distancia plana en algún sistema de proyección es necesario realizar la reducción de la distancia inclinada con (corrección atmosférica). a la superficie donde se realizaran los cálculos geodésicos. Figura Nro. 1 Fuente: Geodesia Geometrica CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 10 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.1.6. FACTOR DE ESCALA (k) Multiplicador utilizado principalmente en los sistemas de proyección conformes para convertir distancias del elipsoide en distancias sobre el plano y viceversa. 8.1.7. FACTOR DE ELEVACION (Fe) Factor que influye de gran manera en la medida de distancias en superficies elevadas tal como se encuentra la ciudad de La Paz. 𝐹𝑒 = 𝑅𝑀 𝑅𝑀 + 𝐻𝑀 Donde: 𝑅𝑀 = √𝑀 ∗ 𝑁 𝐻𝑀 = 𝐻𝐴+𝐻𝐵 2 8.1.8. FACTOR COMBINADO (Fc) Resultado de combinar un factor de escala y un factor de elevación que multiplicado por la distancia horizontal medida en la superficie nos determina la distancia proyectada lo cual es expresada mediante. FC = K ∗ Fe Donde: Fc = Factor combinado. k = Factor de escala. Fe = Factor de elevación. 8.1.9. GEODESIA SATELITARIA Es una rama de la geodesia que tiene como finalidad determinar la posición tridimensional de puntos ubicados sobre la superficie de la tierra, valiéndose para ello de la recepción de señales satelitales ubicados en el espacio. 8.1.10. GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Es un sistema de localización geográfica de puntos sobre la superficie de la tierra basado en posiciones de satélites, con una exactitud que varía, dependiendo de la calidad del receptor GPS y la técnica que se utilice en la medición. Este instrumento fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos el año 1973 con uso restringido; a partir del año 1993 se declara totalmente operable para CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 11 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI el uso civil. El GPS ha mejorado en cuanto a precisión y actualmente se tiene bastantes aplicaciones. 8.1.11. RECEPTORES GPS Los equipos que se utilizan de las aplicaciones topográficas y geodésicas constan de los siguientes elementos: ANTENA GPS: Recibe y amplifica la señal recibida de los satélites. RECEPTOR GPS: Ordenador que decodifica la señal recibida por la antena y registra las observaciones TERMINAL: Es un interface de usuario que permite conocer el estado de la recepción, proceso de cálculo. 8.1.11.1. CLASIFICACION Si los clasificamos en función del observable que emplean para determinar la posición del punto, distinguimos entre receptores de medida de pseudodistancias (código), que son los navegadores, y los receptores de medida de pseudodistancias y fase (receptores geodésicos). Los receptores también se pueden clasificar en receptores que registran la frecuencia L1 (código C/A), o bien registran conjuntamente las frecuencias L1 y L2 (receptoresbifrecuencia). Un esquema general sería el siguiente . Receptores de medida de pseudodistancias (código) Navegadores Código C/A Navegadores Uso Civil Código P Uso Militar Receptores de medida de pseudodistancias (código) y fase Receptores Geodésicos L1 Receptores Monofrecuencia L1 L2 Receptores Bifrecuencia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 12 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.1.12. METODOS DE MEDICION O POSICIONAMIENTO GPS Existen distintos criterios al clasificar los métodos de observación o posicionamiento GPS. Se pueden clasificar según distintos factores: 8.1.12.1. Según el Tipo de Solución: Absoluto Se calcula la posición de un punto utilizando las medidas de pseudodistancias por código (C/A, L2C o P) con un solo receptor. La precisión del método está en menos de 10 metros (función del código utilizado). Relativo o Diferencial Es necesario observar al menos con dos equipos simultáneamente, una de las cuales debe ser punto conocido con coordenadas, las mediciones se pueden hacer por código o por fase. 8.1.12.2. Según el Movimiento del Receptor: EstáticoNo se desplaza durante la observación es el más preciso Existe redundancia en la observación. Cinemático Se determina el conjunto de coordenadas (X, Y, Z) directamente o (ΔX, ΔY,ΔZ) si el posicionamiento es diferencial, en función del tiempo y la situación de la antena, la cual estará en movimientos superiores a la precisión del sistema. 8.1.12.3. Según el Observable Utilizado: Medida de código Se determina a partir de pseudodistancias entre el satélite y el receptor mediante la utilización del código de la portadora. Se puede medir el código C/A (accesible para cualquier usuario) y L2C, o el código P (más preciso, pero normalmente encriptado). Medida de fase de la portadora Se utiliza la fase de la portadora para realizar la medida de la pseudodistancia. Requiere trabajar en modo diferencial o relativo. 8.1.12.4. Según el Momento de la Obtención de Coordenadas: Tiempo Real (Real Time – RT) Las coordenadas del receptor, móvil o estático, se obtienen en tiempo real, es decir, en el momento de la observación. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 13 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Postproceso Las coordenadas del receptor, móvil o estático, son obtenidas en postproceso, es decir, una vez finalizada la observación se calculan las posiciones en gabinete. 8.2. COORDENADAS UTM Es una de las proyecciones más conocidas. Fue introducido en el año 1569, como un elemento ideado para la navegación náutica. Llamada UTM en honor al famoso matemático y geógrafo Holandés Gerhard Kremer, más conocido como Mercator. 8.2.1. PROYECCION CILINDRICA Es una proyección que se utiliza sobre cuerpos desarrollables (cuerpos geométricos). Al hacer un cilindro secante al globo fue con un propósito, que dentro la longitud del área de secancia se proyecte los territorios de manera conforme. Figura Nro. 2 Fuente: nociones de cartografía 8.2.2. CUADRICULA UTM Se llama cuadricula al sistema de coordenadas rectangulares ortogonales que permiten determinar posiciones, calcular distancias y direcciones en un mapa. consiste en dividir el elipsoide terrestre en 60 zonas norte-sur de 6° de amplitud en longitud cada una. Cada zona con su respectivo meridiano central. La coordenada norte (N) tiene como origen un punto ubicado a 10.000.000 m. del ecuador valor conocido como “falso norte” el cual no coincide con el polo. El sistema de abscisas se sitúa a 500.000m. al Este y menos 500000m al Oeste del meridiano central para cada uso, por lo tanto habrá 60 puntos en todo el mundo con las mismas coordenadas CUTM. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 14 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI La escala del meridiano central viene multiplicada por 0,9996 a fin de reducir deformaciones en los extremos. 8.3. TOPOGRAFIA La topografía es una ciencia que se encarga de determinar las posiciones relativas o absolutas de los puntos sobre la tierra, así como la representación en un plano de una porción (limitada) de la superficie terrestre. En otras palabras, la topografía estudia los métodos y procedimientos para determinar las mediciones sobre el terreno y su representación gráfica a una escala determinada. De todo lo dicho se deduce que la Topografía es el estudio de los métodos necesarios para llegar a representar un terreno con todos sus detalles naturales o creados por la mano del hombre, así como el conocimiento y manejo de los instrumentos que se precisan para tal fin. 8.3.1. CLASIFICACION DE ANGULOS 8.3.1.1. ANGULOS VERTICALES Se miden sobre el plano vertical, el punto que se encuentra en la vertical que se encuentra sobre nosotros es el Cenit y el punto que se encuentra en la vertical bajo nosotros es el Nadir (contrario al Cenit) los ángulos verticales son: el ángulo cenital, ángulo nadiral, ángulo de elevación y ángulo de depresión. Figura Nro 3 Fuente: elaboración propia Donde: α = ángulo cenital β = ángulo de elevación ω = ángulo de depresión ᴪ = ángulo nadiral Z = Zenit N = nadir CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 15 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.3.1.2. ANGULOS HORIZONTALES Una poligonal en topografía se entiende como una sucesión de alineamientos, que puede ser abierta o cerrada y que sirven de esquema geométrico de referencia para los levantamientos topográficos. En cada uno de los vértices se pueden medir tres tipos de ángulos: ANGULOS DE DERECHA: Son los ángulos medidos en el sentido horario o de las manecillas del reloj, los cuales se consideran de signo positivo, ya que tienen el mismo sentido del azimut. ÁNGULOS DE IZQUIERDA: Son los ángulos medidos en sentido antihorario o contrario al de las manecillas del reloj. Se consideran de signo negativo por ir en sentido contrario al azimut. ÁNGULOS DE DEFLEXIÓN O DE GIRO: Son los ángulos medidos entre la prolongación del alineamiento anterior y el alineamiento siguiente y puede ser de sentido izquierdo I (-) ó derecho D (+). Mientras que los ángulos de derecha e izquierda están entre 0° y 360°, los ángulos de deflexión o de giro están entre 0° y 180°. Figura Nro 4 Fuente: elaboración propia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 16 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.3.1.3. ANGULOS DE DIRECCION RUMBOS Es el ángulo agudo horizontal formado desde el norte magnético o norte geográfico y una dirección de la línea. El Angulo se mide a partir del Norte o del el Sur hacia el Este o el Oeste y varía desde 0° a 90° Figura Nro 5 Fuente: topografía básica AZIMUT Es el ángulo horizontal que se miden en el sentido de las agujas de las manecillas del reloj, ya sea a partir del norte geográfico o norte magnético, los mismos varían de 0° a 360°. Figura Nro 6 Fuente: principios de topografía Para la obtención del azimut de un vértice siguiente se utiliza la siguiente formula. Az. Nuevo = (Az. Anterior + Angulo Horizontal) +/- 180 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 17 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 8.3.2. CLASIFICACION DE DISTANCIAS 8.3.2.1. DISTANCIA NATURAL Distancia que existe entre dos puntos sobre el terreno. 8.3.2.2. DISTANCIA GEOMETRICA Comúnmente conocido como distancia inclinada es la distancia que existe entre dos puntos medida en línea recta. 8.3.2.3. DISTANCIA REDUCIDA.- Es la proyección de la distancia geométrica sobre un plano de proyección. Figura Nro 7 Fuente: elaboración propia 8.3.3. POLIGONALES Una poligonal es una sucesión de líneas, conectadas entre sí en los vértices. Para determinar la posición de los vértices de una poligonal en un sistema de coordenadas rectangulares planas, es necesariomedir el ángulo horizontal en cada uno de los vértices y la distancia horizontal entre vértices consecutivos. El uso de poligonales es uno de los procedimientos topográficos más comunes. Se usan generalmente para establecer puntos de control y puntos de apoyo para el levantamiento de detalles y elaboración de planos. En forma general, las poligonales pueden ser clasificadas en: 8.3.3.1. POLIGONALES CERRADAS.- En las cuales el punto de inicio es el mismo punto de cierre, proporcionando por lo tanto control de cierre angular y lineal. Condición que debe cumplir en cuanto a ángulos internos es la siguiente: CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 18 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI ∑ ⊀ 𝑎𝑛𝑔. 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜𝑠 = 180 (𝑛 − 2) Donde: n = número de lados. Por otro lado si se cuentan con ángulos externos de polígono cerrado debe cumplir la siguiente condición: ∑ ⊀ 𝑎𝑛𝑔. 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜𝑠 = 180 (𝑛 + 2) Donde: n = número de lados. Dada estas ecuaciones en poligonales cerradas se pueden compensar los errores angulares. Para hallar el error lineal se utiliza la siguiente formula: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = √(𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑥)2 + (𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑦)2 Donde: Error x = Es la sumatoria entre positivos y negativos en las coordenadas parciales x. Error y = Es la sumatoria entre positivos y negativos en las coordenadas parciales y. También podemos determinar las diferencias de las coordenadas parciales realizando la diferencia entre las coordenadas de llegada al punto de control. 8.3.3.2. POLIGONALES ABIERTAS.- De enlace con control de cierre en las que se conocen las coordenadas de los puntos inicial y final, y la orientación de las alineaciones inicial y final, siendo también posible efectuar los controles de cierre angular y lineal. Figura Nro. 8 poligonal abierta Fuente: www.cartesia.or Su cierre angular está determinada por la siguiente formula: 𝐴𝑧. 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐴𝑧. 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = ∑ ⊀ 𝐴𝑛𝑔. 𝐻𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 − 180 (𝑛 + 2) http://www.cartesia.or/ CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 19 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Donde. n = número de vértices más el de cierre. Su cierre lineal está dada por la diferencia de coordenadas de llegada hacia el punto de control y se calcula con la fórmula: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = √(𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑥)2 + (𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑦)2 8.3.4. TIPOS DE ERRORES Las medidas o magnitudes reales en los levantamientos topográficos no existen, son medidas o magnitudes probables. Al referirnos a las medidas es importante distinguir entre exactitud y precisión. Exactitud.- Es una absoluta aproximación a sus verdaderos valores de las cantidades medidas o el grado de conformidad con un patrón. Precisión.- Se refiere al grado de refinamiento o consistencia de un grupo de mediciones y se evalúa con base en la magnitud de las discrepancias. El grado de precisión depende de la sensibilidad del equipo empleado y de la habilidad del observador. 8.3.5. FUENTES DE ERROR ERRORES INSTRUMENTALES.-Se originan por imperfecciones o ajustes defectuosos de los instrumentos con que se toman las medidas. ERRORES PERSONALES.-Se producen por falta de habilidad del observador para manejar los instrumentos. ERRORES NATURALES.-Se debe a las variaciones de los fenómenos de la naturaleza como son: la gravedad, temperatura, presión atmosférica, humedad, viento, etc. ERRORES GROSEROS.-Son aquellos que se dan por equivocación o distracción o por mala utilización de los instrumentos; por ejemplo: pasar mal los datos a la libreta de apuntes, entre otros. 8.3.6. CLASES DE ERROR errores sistemáticos.- Para condiciones de trabajo fijo, en el campo son constantes y del mismo signo, por lo tanto son acumulativos; siguen siempre una ley definida CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 20 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI matemática o física y se pueden determinar, así como corregir aplicando métodos matemáticos en el trabajo de campo o aplicando correcciones a las medidas. errores accidentales.- Se deben a una combinación de causas que no alcanza el observador a controlar. Para cada observación la magnitud y el signo algebraico del error dependen del azar y no pueden determinarse. Como todos los errores accidentales tienen las mismas probabilidades de ser POSITIVOS (+) que NEGATIVOS (-) existe cierto efecto compensador, solo se puede reducir por medio de un mayor cuidado en las medidas y aumentando el número de ellos. 8.4. MINIMOS CUADRADOS La compensación de datos Topográficos está basada en los mínimos cuadrados que indica, que la sumatoria de los cuadrados de los errores aparentes sea mínimo. 𝑉1 2 + 𝑉2 2 + 𝑉3 2 + … … … … … … … + 𝑉𝑛 2 = 𝑚𝑖𝑛 => ∑ 𝑉1 2 = 𝑚𝑖𝑛 𝑛 𝑖=1 La probabilidad de aparición de errores aparentes se determina por la ecuación de probabilidades. 𝑌 = ℎ √𝜋 −ℎ2𝑣2 (Ecuación de la curva normal de Gauss) La probabilidad simultanea de que se produzca un conjunto particular de medidas es el producto se sus probabilidades individuales. Si V1, V2,…………………….residuales e Y1, Y2,…………………Yn sus probabilidades. 𝑌𝑆 = 𝑌1 × 𝑌2 × 𝑌3 … … … … … … 𝑌𝑛 𝑌𝑠 = ℎ √𝜋 𝑒−ℎ 2𝑣2 … … … … ℎ √𝜋 𝑒−ℎ 2𝑣2 … … … … ℎ √𝜋 𝑒−ℎ 2𝑣2 𝑌𝑠 = ( ℎ √𝑛 )𝑛𝑒−ℎ 2(𝑉1 2+𝑉2 2+ ……….+𝑉𝑛 2 ) (Max) CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 21 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Para esta acción sea máxima, la expresión 𝑉1 2 + 𝑉2 2 + … … … + 𝑉𝑛 2 debe ser minina porque esta suma forma parte del exponente negativo por lo tanto la sumatoria. ∑ 𝑉1 2 = 𝑀𝑖𝑛 𝑛 𝑖=1 Cuando las observaciones son ponderadas los mínimos cuadrados serán: ∑ 𝑃𝑖𝑉1 2 = 𝑀𝑖𝑛 𝑛 𝑖=1 8.4.1. AJUSTE DE POLIGONALES Para la corrección de los polígonos se hace uso de un cierre azimutal y un cierre lineal. 8.4.2. CIERRE AZIMUTAL Debemos hallar los azimut en cada uno de los vértices, en este caso realizaremos para cuatro vértices. 𝑎1=𝛼1 + 𝜃1 − 180 + 𝑉𝛼1 𝑎2=𝛼2 + 𝜃2 − 180 + 𝑉𝛼2 𝑎3=𝛼3 + 𝜃3 − 180 + 𝑉𝛼3 𝑎4=𝛼4 + 𝜃4 − 180 + 𝑉𝛼4 Sumando las ecuaciones: 𝑎𝑓=𝛼1 + ∑ 𝜃4 4 𝑖=1 − 4 × 180 + 𝑉𝛼1 + 𝑉𝛼2 + 𝑉𝛼3 + 𝑉𝛼4 𝑎𝑓 − (𝛼1 + ∑ 𝜃4 4 𝑖=1 − 4 × 180) = 𝑉𝛼1 + 𝑉𝛼2 + 𝑉𝛼3 + 𝑉𝛼4 Generalizando: 𝑎𝑓 − (𝛼1 + ∑ 𝜃4 4 𝑖=1 − 4 × 180) = 𝑉𝛼1 + 𝑉𝛼2 + … … + 𝑉𝛼𝑛 8.4.3. CIERRE LINEAL Nos basaremos en las coordenadas parciales. ∆𝑥 = 𝑑 sin 𝐴𝑧 Diferenciando: ∆𝑥 = ∆𝑦𝑑𝐴𝑧 + ∆𝑥 𝑑 𝑑𝐷 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 22 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI (𝑥 − 𝑥′) = (𝑦 − 𝑦′)𝑑𝐴𝑧 + (𝑥 − 𝑥′) 𝑑 𝑑𝐷 Ahora diferenciamos las coordenadas parciales Note. ∆𝑦 = 𝑑 cos 𝐴𝑧 ∆𝑥 = −∆𝑥𝑑𝐴𝑧 + ∆𝑦 𝑑 𝑑𝐷 Reemplazando: (𝑦 − 𝑦′) = (𝑥 − 𝑥′)𝑑𝐴𝑧 + (𝑦 − 𝑦′) 𝑑 𝑑𝐷 En forma general tendremos: (𝑥𝑛 − 𝑥´𝑛) = ∑(𝑦 − 𝑦 ′) 𝑉𝐴𝑧 𝑛−1 𝑖=1 + (𝑥𝑖+1 − 𝑥´𝑖) 𝑑𝑖 𝑉𝐷 (𝑦𝑛 − 𝑦´𝑛) = ∑(𝑥 − 𝑥 ′) 𝑉𝐴𝑧 𝑛−1 𝑖=1 + (𝑦𝑖+1 − 𝑦´𝑖) 𝑑𝑖 𝑉𝐷 Con la ayuda de las matrices se hallaran las correcciones: 𝑣 = 𝑝−1 ∗ 𝐵𝑡 ∗ (𝐵 ∗ 𝑝−1 ∗ 𝐵𝑡)−1 Donde: V= Matriz de Correcciones P= Matriz de Pesos B= Matriz de diferencia de coordenadas y distancias W= Matriz de errores angularesy lineales CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 23 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9. DESARROLLO DEL TRABAJO 9.1. TRABAJO DE CAMPO 9.1.1. RECONOCIMIENTO Se realizó la inspección directa en el terreno para determinar la poligonal principal y la ubicación de las estaciones intervisibles entre sí. Foto1: Reconocimiento de campo fuente: elaboración propia 9.1.2. AMOJONAMIENTO DE PUNTOS Se procedió a la materialización de vértices, con material de concreto y cilindros, difíciles de remover y confundir denominándolos PC01 y PC02 para puntos de partida PC03 y PC04.para los puntos de llegada. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 24 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Foto2: materialización de puntos de control Fuente: elaboración propia Se procedió a la observación y medición con equipos GPS geodésico de simple frecuencia empleando el método estático relativo con el objeto de determinar las coordenadas absolutas de cada punto. 9.1.3. OBSERVACION CON EQUIPOS GPS GEODESICOS PUNTOS DE PARTIDA FOTO 3-4 : observación de puntos de control PC01 - PC02 Fuente: elaboración propia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 25 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI PUNTOS DE LLEGADA. FOTO 5-6 : observación de puntos de control PC03 - PC04 Fuente: elaboración propia 9.1.4. LEVANTAMIENTO DE DATOS CON ESTACION TOTAL Posteriormente se procedió a determinar los puntos auxiliares que servirán para el itinerario del trabajo bajo el criterio de intervisibilidad entre ellos y una distancia de 300m de longitud como mínimo de lado. PUNTOS DETERMINADOS TG01; PC61 (red municipal-urb. Las cantutas); GPS6; TG02; GPS5; TG3; TG04 FOTO 7-8: vértices de poligonal PC61 – TG04 Fuente: elaboración propia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 26 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI FOTO 9: vértice de poligonal GPS-6 Fuente: elaboración propia 9.1.5. INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA EL PROYECTO Para el desarrollo de este trabajo de aplicación se utilizó los siguientes instrumentos geodésico – topográficos. 2 GPS Geodésico de simple frecuencia (L1) SOKKIA modelo ASTECH 1 ESTACION TOTAL sokkia Precisión angular de 5” Precisión lineal 2mm+2ppm Alcance máximo 4000 m GPS navegador Garmin 3 trípodes 2 prismas 2 jalones 2 Handies Termómetro ambiental Cámara fotográfica Pintura Material de escritorio y otros. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 27 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.2. TRABAJO DE GABINETE 9.2.1. PROCESAMIENTO DE DATOS Para el tratamiento de los datos se utilizó un programa Informático específico, según la marca del instrumental. El procesamiento de los datos incluye las siguientes tareas: Descarga de datos crudos y transformación a ficheros universales RINEX Gestión de proyectos, como unidades de trabajo. Visualización de los archivos para asegurarse de que todos los datos fueron trasladados exitosamente. Resolución de “Ambigüedades”, calculando las líneas-bases. Ajuste de los datos redundantes. Cálculos estadísticos: El software permite calcular el promedio y la desviación estándar para cada archivo; así como el error circular probable (CEP). Esta información permite determinar la precisión de las lecturas realizadas. Cálculo de la transformación del sistema WGS-84 al sistema local. Edición de las coordenadas definitivas. Transformación de coordenadas geodésicas a coordenadas U.T.M. Como ejemplo mostramos el programa de Leica: Foto 10: Software de Gestión de la firma Leica. Foto 11: Visualización de líneas base. Fuente: elaboración propia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 28 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.3. CALCULO DE POLIGONAL PRINCIPAL Para el control horizontal del presente trabajo se utilizaron las coordenadas absolutas obtenidas de la observación con GPS geodésicos. Puntos de partida: ESTACION ESTE NORTE ALTURA PC01 599125.572 8171154.692 3431.759 PC02 599243.697 8171323.813 3444.318 Puntos de Llegada: ESTACION ESTE NORTE ALTURA PC03 600339.881 8171247.803 3523.847 PC04 600310.384 8171288.333 3515.446 9.3.1. CALCULO DEL AZIMUT DE PARTIDA Y LLEGADA Teniendo los puntos de partida y de llegada se calcularon los azimut inicial y final para hallar el error angular de cierre. 𝑇𝑔(𝑅𝑏 𝑃𝐶01 − 𝑃𝐶02) = 599243.697 − 599125.572 8171323.813 − 8171154.692 = + 118.125 + 169.121 Dando el Azimut de partida: 𝐴𝑧(𝑃𝐶01 − 𝑃𝐶02) = 34°55´58.54´´ De igual manera se procedió con los puntos de cierre: 𝑇𝑔(𝑅𝑏 𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 600310.384 − 600339.881 8171288.333 − 8171247.803 = − 29.497 + 40.530 Dando el Azimut de llegada: 𝐴𝑧(𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 323°57´12.78´´ CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 29 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.3.2. DATOS OBTENIDOS EN CAMPO (POLIGONAL PRINCIPAL) Los datos tomados en campo como ser: distancias y ángulos horizontales se muestran en las siguientes planillas a detalle. ATRAS ESTACION OBSERVACION DIST. ATRAS DIST. ADELANT PC-01 PC-02 TG-01 206.571 271.908 206.571 271.908 206.571 271.909 PROMEDIO 206.571 271.908 PC-02 TG-01 GPS-06 271.760 384.054 271.759 384.052 271.759 384.054 271.763 384.053 PROMEDIO 271.760 384.053 TG-01 GPS-06 PC-61 384.053 399.277 384.053 399.277 384.051 399.278 PROMEDIO 384.052 399.277 GPS-06 PC-61 TG-02 399.267 306.638 399.267 306.637 399.267 306.638 PROMEDIO 399.267 306.638 PC-61 TG-02 GPS-05 306.637 326.579 306.638 326.579 306.637 326.579 PROMEDIO 306.637 326.579 TG-02 GPS-05 TG-03 326.577 448.610 326.576 448.611 326.577 448.610 PROMEDIO 326.577 448.610 GPS-05 TG-03 TG-04 448.615 193.472 448.614 193.471 448.611 193.471 PROMEDIO 448.613 193.471 TG-03 TG-04 PC-03 193.470 172.377 193.469 172.375 193.471 172.376 PROMEDIO 193.470 172.376 TG-04 PC-03 PC-04 172.372 51.591 172.371 51.590 172.372 51.591 PROMEDIO 172.372 51.591 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 30 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Distancias El valor obtenido para la planilla fue el promedio de las distancias medidas D1 = 271.908 + 271.760 2 = 271.834 D2 = 384.053 + 384.052 2 = 384.053 D3 = 399.277 + 399.267 2 = 399.272 D4 = 306.638 + 306.637 2 = 306.638 D5 = 326.579 + 326.577 2 = 326.578 D6 = 448.610 + 448.613 2 = 448.612 D7 = 193.471 + 193.470 2 = 193.471 D8 = 172.376 + 172.372 2 = 172.374 9.3.3. CALCULO DE LAS DISTANCIAS PROYECTADAS Ángulos ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S PC01 PC02 TG01 170 19 55.5 170 19 51 PROMEDIO 170 19 53.25 ATRASESTACION OBSERVACION G M S PC02 TG01 GPS6 276 58 50.5 276 58 40.5 PROMEDIO 276 58 45.5 DISTANCIAS FACTOR COMB. PROM DIST. RED. 271,834 0,9991785 271,611 384,053 0,9991785 383,737 399,272 0,9991785 398,944 306,638 0,9991785 306,386 326,578 0,9991785 326,310 448,612 0,9991785 448,243 193,471 0,9991785 193,312 172,374 0,9991785 172,232 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA, MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE 31 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S TG01 GPS6 PC61 34 23 29 34 23 37.5 PROMEDIO 34 23 33.25 ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S GPS6 PC61 TG02 304 16 14 304 16 15 PROMEDIO 304 16 14.5 ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S PC61 TG02 GPS5 265 29 22.5 265 29 18.5 PROMEDIO 265 29 20.5 ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S TG02 GPS5 TG03 86 34 45 86 34 42 PROMEDIO 86 34 43.5 ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S GPS5 TG03 TG04 275 25 27.5 275 25 31 PROMEDIO 275 25 29.25 ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S TG03 TG04 PC03 40 25 15 40 25 7.5 PROMEDIO 40 25 11.25 9.3.4. ELABORACION DE LA PLANILLA DE COORDENADAS Con los datos obtenidos en campo se procede a la elaboración de la planilla de coordenadas para determinar los valores del error angular y lineal cometidos, para su posterior corrección y ajuste por mínimos cuadrados. ATRAS ESTACION OBSERVACION G M S TG04 PC03 PC04 95 07 15.5 95 07 8 PROMEDIO 95 07 11.75 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 32 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Ángulos Horizontales.-Los ángulos Horizontales de esta planilla son los promedios en las lecturas tomadas en campo las cuales se mostraron anteriormente. Azimut.- Una vez obtenido el azimut inicial se procedió a determinar el azimut en todas las estaciones en función a los ángulos leídos en campo, utilizando la siguiente fórmula. 𝐴𝑧𝑖𝑚𝑢𝑡 = (𝐴𝑧. 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝐴𝑛𝑔. 𝐻𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙) +/−180 Coordenadas Parciales.-Estos valores se determinan en función a las distancias reducidas y el azimut en cada estación cuyas formulas se muestran en la planilla. DISTANCIA G M S G M S "m" Δx=d*sen Az Δy=d*cos Az "X" "Y" 34 55 58,54 599243,697 8171323,813 PC02 PC02 170 19 55,25 25 15 53,79 271,611 115,9247597 245,6296126 599359,622 8171569,443 TG01 TG01 276 58 45,5 122 14 39,29 383,737 324,5577567 -204,7351367 599684,180 8171364,707 GPS6 GPS6 34 23 33,25 336 38 12,54 398,944 -158,204468 366,234433 599525,975 8171730,942 PC61 PC61 304 16 14,5 100 54 27,04 306,386 300,8504091 -57,97556031 599826,825 8171672,966 TG02 TG02 265 29 20,5 186 23 47,54 326,310 -36,35380676 -324,2783243 599790,472 8171348,688 GPS5 GPS5 86 34 43,5 92 58 31,04 448,243 447,6387403 -23,26616418 600238,110 8171325,422 TG03 TG03 275 25 29,25 188 24 0,29 193,312 -28,2398076 -191,2377422 600209,871 8171134,184 TG04 TG04 40 25 11,25 48 49 11,54 172,232 129,6295615 113,4027098 600339,500 8171247,587 PC03 PC03 95 7 11,75 323 56 23,29 2500,774258 600339,881 8171247,803 PC03 323 57 12,78 0 0 49,49 0,381 0,216 COORDENADAS PRELIMINARES ESTACION COORD. PARCIALES Error Lineal= Azimut Final (Calculado) Error Angular AZIMUT PRELIMINARANGULOS HORIZONTALES ESTACION CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 33 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.3.5. CALCULO DE ERRORES Los errores mostrados a continuación será la diferencia entre el azimut de partida con datos de campo y el azimut de llegada calculado entre la última estación y el último punto de control de referencia, esto sería para el error angular. Para determinar el error lineal será la diferencia entre las coordenadas aparentes de la última estación con sus correspondientes coordenadas de control. 9.3.5.1. ERROR ANGULAR Azimut de llegada calculado: 𝐴𝑧(𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 323°57´12.78´´ Azimut de llegada en campo: 𝐴𝑧(𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 323°56´23.29´´ Dando un error angular de: 𝐴𝑧(𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04)𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 − 𝐴𝑧(𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04)𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 = (+) 0°0´49.49´´ 9.3.5.2. ERROR LINEAL Coordenadas del punto de control PC03 Coordenadas de llegada al punto de control PC03 Obteniendo un error de: Estación Norte Este Ubicación PC03 8171247.803 600339.881 Cota Cota Estación Norte Este Ubicación PC03 8171247,587 600339,500 Cota Cota CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 34 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.3.6. TOLERANCIAS EN LAS MEDICIONES 9.3.6.1. TOLERANCIA ANGULAR 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 = 30 ´´ ∗ √𝑛 n = Es el número de vértices, n=9 para nuestro proyecto. Aplicando la fórmula tenemos una tolerancia de: 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 = 30 ´´ ∗ √9 = 0° 01´30´´ El proyecto tiene una diferencia angular de: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 = 0° 0´ 49.49´´ Realizando la comparación de valores: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 < 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 De esta manera se verifica que el error angular está dentro de la tolerancia. 9.3.6.2. TOLERANCIA LINEAL La tolerancia tomada para el error lineal se encuentra dentro del segundo orden topográfico y es la siguiente: 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = 1 5000 Aplicando la fórmula se tiene que: 𝑥 2500 = 1 5000 Tenemos una tolerancia lineal de: 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = 0.500 𝑚𝑡𝑠. Para encontrar el Error lineal cometido en nuestro trabajo aplicaremos la siguiente formula: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = √∆𝑥2 + ∆𝑦2 Reemplazando los valores obtenidos en los desplazamientos de coordenadas tendremos: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = √0,3812 + 0,2162 Un resultado de: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = 0.438 𝑚𝑡𝑠. Realizando la comparación: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 < 𝑇𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 35 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Una vez comprobado los errores lineales y los errores angulares estén dentro de las tolerancias dadas, error angular dentro del primer orden topográfico y error lineal dentro del segundo orden topográfico se procede a la compensación por el método de mínimos cuadrados. 9.4. CORRECCION POR EL METODO DE MINIMOS CUADRADOS Para la corrección de mínimos cuadrados utilizaremos la siguiente formula: 𝑣 = 𝑃−1 ∗ 𝐵𝑇 ∗ (𝐵 ∗ 𝑃−1 ∗ 𝐵𝑡)−1 ∗ 𝑊 Donde: v= Matriz de Correcciones P = Matriz de pesos B = Matriz de diferencia de coordenadas y distancias. W = Matriz de errores angulares y lineales. 9.4.1. CREACION DE LA MATRIZ “P” Para la creación de la matriz “P” debemos considerar la precisión del equipo con los cuales se hizo las mediciones, en síntesis con los pesos en las mediciones hechas en campo. 9.4.1.1. PESO ANGULAR Precisión angular = 0° 0´ 5´´ Esta precisión la convertimos en radianes: 0°0´5´´ 180° = 𝑅 𝜋 Obteniendo un resultado de: 𝑅 = 0,000024241 Aplicando en la fórmula de pesos: 𝑃𝛼 = ( 1 0.000024241 )2 Obteniendo un resultado de: 𝑃𝛼 = 1701762451 9.4.1.2. PESO LINEAL Precisión Lineal = 0.03 m. Aplicando en la Formula de pesos: CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 36 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 𝑃𝑑 = ( 1 0.03 )2 → 𝑃𝑑 = 1111.1111 Ahora para creación de la matriz “P” debemos considerarcuantos ángulos queremos compensar y cuantas distancias, obteniendo así: Revisando la planilla tenemos que compensar: 9 Ángulos y 8 distancias Matriz “P” 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝛼 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 𝑃𝑑 Donde: 𝑃𝛼 = 1701762451 (𝑦𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒) 𝑃𝑑 = 1111.1111 (𝑦𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒) 9.4.2. CREACION DE LA MATRIZ “W” Para crear la Matriz “W” debemos considerar los errores angulares y los errores lineales cometidos. Tenemos un angular de: 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 = 0° 0´49.49´ 0° 0´49.49´ 180° = 𝑅 𝜋 𝑅 = 0.000239934 Para asignar el signo debemos recordar la diferencia entre azimut calculado de llegada y el determinado en campo. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 37 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Azimut de llegada Calculado: 𝐴𝑧 (𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 323°57´12.78´´ Azimut de llegada con datos de campo: 𝐴𝑧 (𝑃𝐶03 − 𝑃𝐶04) = 323°56´23.29´´ Así la diferencia entre estos ángulos es positiva: 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 = (+) 0° 0´ 49.49´´ Ahora tenemos un error: Coordenadas del punto de control PC03 Estación Norte Este Ubicación PC03 8171247.803 600339.881 Cota cota Coordenadas de llegada al punto de control PC03 Estación Norte Este Ubicación PC03 8171247.587 600339.500 Cota cota Dando un error lineal: El signo será la diferencia entre las coordenadas impuestas de punto de control PC03 y las coordenadas halladas por las mediciones realizadas en campo. Con todos estos datos crearemos la matriz “W”. W = 0.000239934 0.38200 0.21600 = ∆𝐴𝑧 ∆𝑥 ∆𝑦 Diferencia de Coordenadas Este Norte (+) 0,382 (+) 0,216 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 38 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.4.3. CREACION DE LA MATRIZ “B” A partir de las siguientes condiciones lineales formamos matriz “B” 2da. Condición Lineal 3ra. Condición Lineal 𝑋𝑛 − 𝑋𝑛 ´ = ∑(𝑌𝑛 − 𝑌𝑖)𝑉𝛼𝑖 + ∑( 𝑋𝑖+1 ´ − 𝑋𝑖 𝑑𝑖 )𝑉𝑑𝑖 𝑛−1 𝑖=1 𝑛−1 𝑖=1 𝑌𝑛 − 𝑌𝑛 ´ = ∑(𝑋𝑛 − 𝑋𝑖)𝑉𝛼𝑖 + ∑( 𝑌𝑖+1 ´ − 𝑌𝑖 𝑑𝑖 )𝑉𝑑𝑖 𝑛−1 𝑖=1 𝑛−1 𝑖=1 Matriz “B” NOTA: En el primer cuadro se insertan los valores en columnas, el segundo cuadro muestra las cantidades ya dentro de la matriz para el cálculo. 𝑦𝑛 − 𝑦 ´𝑛 ∆𝑥/𝐷𝑖 𝑥𝑛 − 𝑥 ´𝑛 ∆𝑦/𝐷𝑖 - 76.2260 - -1095.802 - -371.85600 0.4268055 -979.877 0.9043454 -117.121 0.8457795 -655.320 -0.429291 -483.355 -0.39655 -813.524 0.918008 -425.379 0.9819328 -512.674 -0.189225 -101.101 -0.1114064 -549.027 -0.993770 -77.835 0.998650 -101.389 -0.05190 113.403 -0.14608546 -129.629 -0.98927 0 0.75264047 0 0.658430 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -76.2260 -371.85600 -117.121 -483.355 -425.379 -101.101 -77.835 113.403 0 0.4268055 0.8457795 -0.39655 0.9819328 -0.1114064 0.998650 -0.14608546 0.75264047 -1095.802 -979.877 -655.320 -813.524 -512.674 -549.027 -101.389 -129.629 0 0.9043454 -0.429291 0.918008 -0.189225 -0.993770 -0.05190 -0.98927 0.658430 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 39 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Donde: Yn = Coordenada Norte de llegada en la última estación. Y´n = Coordenada Norte de los demás puntos Δx = Coordenada parcial. Di = Distancia medida en campo. Xn = Coordenada Este de llegada en la última estación. X´n = Coordenada Este de los demás puntos El cálculo se realizó de la siguiente manera, para obtener la columna yn = y´n se hizo la diferencia entre la coordenada norte de llegada en el punto de control de cierre con cada una de las coordenadas obtenidas en los diferentes vértices comenzando por la coordenada real del punto de control de inicio. 9.4.4. RESIDUALES Una vez calculado las matrices se procedió a la aplicación de la fórmula para hallar los residuales para los ángulos y distancias. 𝑣 = 𝑃−1 ∗ 𝐵𝑇 ∗ (𝐵 ∗ 𝑃−1 ∗ 𝐵𝑡)−1 ∗ Dando el resultado siguiente: V= 𝛼1 0.000011430 *180°/ᴨ 0° 00´ 2.36´´ 𝛼2 -0.000004139 *180°/ᴨ - 0° 00´ 0.85´´ 𝛼3 0.000025747 *180°/ᴨ 0° 00´ 5.31´´ 𝛼4 -0.000005253 *180°/ᴨ - 0° 00´ 1.08´´ 𝛼5 0.000010357 *180°/ᴨ 0° 00´ 2.14´´ 𝛼6 0.000030959 *180°/ᴨ 0° 00´ 6.39´´ 𝛼7 0.000049909 *180°/ᴨ 0° 00´ 10.29´´ 𝛼8 0.000061795 *180°/ᴨ 0° 00´ 12.75´´ 𝛼9 0.000059128 *180°/ᴨ 0° 00´ 12.2´´ 𝑑1 0.09812 𝑑2 0.06241 𝑑3 0.01333 𝑑4 0.09084 𝑑5 -0.07064 𝑑7 0.10074 𝑑8 -0.073984 𝑑9 0.117383 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 40 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Luego de hallar los residuales o las compensaciones se procedió a corregir los ángulos y distancias. Se convierte los residuos angulares que están en radianes al sistema sexagesimal para poder compensar los ángulos de campo. Para 𝛼1 ∶ 𝑆 180° = 0.000011430 𝜋 𝑆 = 0°0´2.36´´ Unas ves obtenidas los residuales angulares y convertidos a grados sexagesimales procedemos a corregir los ángulos horizontales. Obteniendo de esta manera los ángulos corregidos según el signo que les corresponde a cada una. También se procede a la compensación de las distancias: ESTACION ANGULOS HORIZONTALES CORRECCION G M S PC02 170 19 55,25 0°00´2.36´´ TG01 276 58 45,5 - 0° 00´0.85´´ GPS6 34 23 33,25 0°00´5.31´´ PC61 304 16 14,5 - 0°00´1.08´´ TG02 265 29 20,5 0°00´2.14´´ GPS5 86 34 43,5 0°00´6.39´´ TG03 275 25 29,25 0°00´10.29´´ TG04 40 25 11,25 0°00´12.75´´ PC03 95 7 11,75 0°00´12.2´´ ANGULOS CORREGIDOS G M S 170 19 57.61 276 58 44.65 34 23 38.56 304 16 13.42 265 29 22.64 86 34 49.89 275 25 39.54 40 25 24.00 95 7 23.95 DISTANCIA CORRECION DISTANCIA CORREGIDA "m" 271,611 0.09812 271.709 383,737 0.06241 383.800 398,944 0.01333 398.957 306,386 0.09084 306.476 326,310 -0.07064 326.239 448,243 0.10074 448.344 193,312 -0.073984 193.238 172,232 0.117383 172.350 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 41 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 9.4.5. COORDENADAS FINALES COMPENSADAS Con las correcciones hechas se procedió a la elaboración de la planilla final, obteniendo así las coordenadas finales. DISTANCIA G M S G M S CORREGIDA Δx=d*sen Az Δy=d*cos Az "X" "Y" 34 55 58,54 599243,697 8171323,81 PC02 PC02 170 19 57,61 25 15 56,15 271,709 115,969511 245,717151 599359,667 8171569,530 TG01 TG01 276 58 44,65 122 14 40,8 383,800 324,609043 -204,770811 599684,276 8171364,759 GPS6 GPS6 34 23 38,56336 38 39,36 398,957 -158,197644 366,251901 599526,078 8171731,011 PC61 PC61 304 16 13,42 100 54 52,78 306,476 300,937994 -58,0011241 599827,016 8171673,010 TG02 TG02 265 29 22,64 186 23 55,42 326,239 -36,3583226 -324,206735 599790,658 8171348,803 GPS5 GPS5 86 34 49,89 92 58 45,31 448,344 447,737734 -23,302369 600238,395 8171325,501 TG03 TG03 275 25 39,54 188 24 24,85 193,238 -28,2517615 -191,161189 600210,144 8171134,340 TG04 TG04 40 25 24 48 49 48,85 172,350 129,738434 113,456532 600339,882 8171247,796 PC03 PC03 95 7 23,95 323 57 12,8 600339,881 8171247,803 PC03 323 57 12,78 0 0 0 -0,001 0,007 Azimut Final (Calculado) Error Angular ESTACION ANGULOS HORIZONTALES CORREGIDO AZIMUT CORREGIDO COORD. PARCIALES COORDENADAS FINALES ESTACION CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 42 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI Azimut Una vez obtenido el azimut inicial se procedió a determinar los azimut en todas las estaciones en función a los ángulos leídos en campo, utilizando la siguiente formula. 𝐴𝑧𝑖𝑚𝑢𝑡 = (𝐴𝑧. 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 𝐴𝑛𝑔. 𝐻𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙) +/−180° NOTA.- las coordenadas de llegada finales ajustadas se muestran marcadas, en las cuales existen una diferencia de (0,001 m) Este (-0,007m) Norte en comparación con las coordenadas obtenidas con GPS geodésico. Esto se justifica por la limitación de uso en la cantidad de decimales que admite la calculadora. 9.4.6. COMPARACION DEL PUNTO GEODESICO PC61 DE NUESTRO PROYECTO CON LA ANTIGUA Y NUEVA RED GEODESICA DE LA PAZ PUNTO COODENADAS UTM SEGÚN PROYECTO SEGÚN NUEVA RED GEODESICA SEGÚN ANTIGUA RED GEODESICA PC61 ESTE 599526,078 599526,13164 599527,05976 NORTE 8171731,011 8171731,08047 8171718,40696 } FOTO 12: estación en punto de apoyo PC61 Fuente: elaboración propia CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 43 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 10. CONCLUSIONES Se concluye que se realizó el control horizontal, la observación el cálculo y la compensación por el método de mínimos cuadrados. Siendo los resultados favorables y acorde a nuestros objetivos planteados en principio. Se Realizó la observación de puntos de control con GPS geodésico habiendo realizado el ajuste con precisiones en desviación estándar promedio de los puntos de 0.0004 en latitud, 0.0005 en longitud y 0.0012 en altura. La diferencia de coordenadas no varía demasiado ya que las mediciones se realizaron dentro de las tolerancias establecidas teniendo en cuenta las respectivas correcciones. La diferencia entre las coordenadas del punto PC61 obtenidas en proyecto varia muy poco en relación a la nueva red geodésica 0,054 ESTE y 0,0692 NORTE Se realizó las mediciones angular y lineal dentro de las tolerancias exigidas 30´´√𝑛 para el angular y 1/5000 para el lineal. Una vez realizada el ajuste por mínimos cuadrados existe una diferencia entre 0.001 m Norte y 0.007m Norte lo cual se debe a la limitación de decimales y el método de procesamiento de la calculadora. 11. RESULTADOS Error Lineal 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙 = 0,437 Error Angular 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 = 0°0´49.49´´ CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 44 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 11.1. COMPARACION DE COORDENADAS PC61 CON LA NUEVA RED GEODESICA Diferencias: 0,054 ESTE y 0,0692 NORTE 11.2. PLANILLA DE COORDENADAS DE POLIGONAL PRINCIPAL Estas son las coordenadas compensadas en los vértices de la poligonal abierta. 11.3. PLANILLA DE COORDENADAS DEL RELLENO TOPOGRAFICO X=599141.426 Y=8171317.194 X=599138.637 Y=8171263.036 X=599133.508 Y=8171163.400 X=599191.140 Y=8171160.629 X=599257.420 Y=8171160.188 X=599325.485 Y=8171159.763 PUNTO COODENADAS UTM SEGÚN PROYECTO SEGÚN NUEVA RED GEODESICA PC61 ESTE 599526,078 599526,13164 NORTE 8171731,011 8171731,08047 599359,667 8171569,530 TG01 599684,276 8171364,759 GPS6 599526,078 8171731,011 PC61 599827,016 8171673,010 TG02 599790,658 8171348,803 GPS5 600238,395 8171325,501 TG03 600210,144 8171134,340 TG04 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 45 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI X=599396.426 Y=8171159.654 X=599450.211 Y=8171159.582 X=599493.701 Y=8171159.964 X=599651.840 Y=8171162.786 X=599723.881 Y=8171168.203 X=599868.626 Y=8171178.511 X=599965.616 Y=8171182.033 X=600044.204 Y=8171182.968 X=600098.585 Y=8171177.342 X=600165.806 Y=8171172.162 X=600166.596 Y=8171080.011 X=600251.903 Y=8171103.049 X=600323.934 Y=8171143.609 X=600352.879 Y=8171150.809 X=600357.078 Y=8171276.700 X=600389.791 Y=8171275.059 12. SUGERENCIAS - realizar varias lecturas angular y lineal asegurándonos que sea la correcta. - Estacionar el instrumento en un lugar de fácil acceso y que tenga amplitud de visión. - Realizar el trabajo con equipos de precisión angular y lineal según los objetivos a alcanzar. - Tener en cuenta la máxima cantidad de decimales en el cálculo y ajuste por mínimos cuadrados CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 46 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI 13. CRONOGRAMA DE ACTIVIDAD 14. BIBLIOGRAFIA - Ballesteros Tena Nabor, Topografía, Editorial Limusa 3ra. Edición México 1991. - Mendoza Dueñas Jorge, Topografía técnicas modernas, última edición, Lima Perú 2014. - Kissan Philip, Topografía para Ingenieros. - Chueca Pozos Manuel, Tratado de Topografía, Editorial Paraninfo, Madrid 2004 - Martin Asin Fernando, Geodesia y Cartografía Matemática, Madrid 1983. - McCormac Jack, Topografía, Limusa Wiley, México 2004. - Apuntes de Clase GEODESIA GEOMETRICA II, Daniel Flores Vargas-UMSA. - Apuntes de Clase GEODESIA SATELITARIA, Daniel Flores Vargas-UMSA. - Apuntes de Clase ESTADISTICA Y COMPENSACIONES, Reynaldo Sirpa Ticona-UMSA. OCTUBRE V M M J V S D L M M J V S D L M M 30 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 X 2 X 3 Amojonamiento de puntos control e itinerario X 4 Observacion de puntos de control con GPS geodesico X 5 Gabinete proceso de datos y ajuste de coordenadas X 6 Levantamiento de datos poligonal principal x X 7 Levantamiento de datos de poligonal auxiliar X 8 X 9 X X X X 10 X X X X X 11 XImpresión EN TR EG A F IN A L CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Trabajos de gabinete y calculos Elaboracion del Informe y revision NOVIEMBRE MES ACTIVIDAD Levantamiento de detalles Planificacion y ubicación del area de trabajo Reconocimiento de campo Nro. CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 47 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI ANEXOS CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. 48 HENRY OVIDIO CORI ALMONDI CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADAMINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. A1 Item: Proyecto: Nro. A) DETALLE: GASTOS PERSONALES CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U (dia) PARCIAL (bs.) 1 TOPOGRAFO GEODESTA 1 5 250 1250 2 ALARIFES 3 3 150 1350 3 PEON 1 4 100 400 H SUMATORIA SUBTOTAL = 3000 Nro. B) DETALLE: ALQUILER DE EQUIPOS CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U (dia) PARCIAL (bs.) 1 GPS (geodesico) 2 1 100 200 2 ESTACION TOTAL sokkia 550SR 1 1 150 150 3 ESTACION TOTAL leica S06 1 2 200 400 4 TRIPODES 3 3 50 450 5 HERRAMIENTA MENOR FLEXOMETROS 3 24 I SUMATORIA SUBTOTAL= 1224 Nro. C) DETALLE: TRANSPORTE Y ALIMENTACION CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U (dia) PARCIAL (bs.) 1 TAXI IDA-VUELTA 3 80 240 2 ALMUERZOS 5 3 15 225 3 REFRIGERIO 5 3 5,5 82,5 4 BEBIDAS REFRESCANTES 5 3 5,5 82,5 J SUMATORIA SUBTOTAL = 630 Nro. D) DETALLE: COMUNICACIÓN CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U (dia) PARCIAL (bs.) 1 PILAS PARA HANDYE 6 3 3 54 2 TARJETAS PARA LLAMADAS 2 3 20 120 K SUMATORIA SUBTOTAL = 174 Nro. E) DETALLE: MATERIALES CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U PARCIAL (bs.) 1 CEMENTO 8 Kg 2,5 20 2 ARENA 20 Kg 0,5 10 3 PINTURA 1 10 10 4 PINCEL 1 2 2 5 CILINDROS 4 1 4 L SUMATORIA TOTAL = 46 Nro. F) DETALLE: MATERIALES DE ESCRITORIO CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U PARCIAL (bs.) 1 IMPRESIÓN DE PLANILLAS DE CAMPO 20 0,3 6 2 LAPIZ 1 0,5 0,5 3 BORRADOR 1 1 1 4 IMPRESIÓN DE INFORME FINAL 180 0,8 144 5 PLOTEO DE PLANOS 3 17 51 6 ANILLADOS 3 8 24 7 IMPREVISTOS 20 M SUMATORIA SUBTOTAL = 246,5 Nro. G) DETALLE: ELABORACION DE INFORME Y CALCULOS CANTIDAD TIEMPO(dias) P/U PARCIAL (bs.) 1 REALIZACION DE CALCULOS 6 250 1500 2 ELABORACION DE INFORME 6 250 1500 N SUMATORIA SUBTOTAL = 3000 8320,5SUMATORIA TOTAL = (H+I+J+K+L+M+N) BS. COSTOS Y PRESUPUESTO POLIGONAL CERRADA-POL. AUXILIAR - A DETALLE TRABAJO DE APLICACIÓN EXAMEN DE GRADO Fecha: Noviembre 2015 Unidad (Bs.) CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. B1 Foto 11: punto TG01 Foto 12: punto GPS6 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. B2 Foto 13: punto PC61 (pertenece a la Red Geodésica de La Paz) Foto 14: punto TG03 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. B3 Foto 15: punto TG04 Foto 16: Equipo de trabaj CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D1 MONOGRAFIA DE ESTACION DE REFERENCIA CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D2 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D3 DESCRIPCION DEL PUNTO DE CONTROL GEODESICO (GPS) PC01 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D4 DESCRIPCION DEL PUNTO DE CONTROL GEODESICO (GPS) PC02 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D5 DESCRIPCION DEL PUNTO DE CONTROL GEODESICO (GPS) PC03 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D6 DESCRIPCION DEL PUNTO DE CONTROL GEODESICO (GPS) PC04 CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D7 Resumen de procesamiento AJUSTE_PROYECTO Información del proyecto Nombre del proyecto: AJUSTE_PROYECT Fecha de creación: 11/06/2015 00:42:13 Huso horario: -4h 00' Sistema de coordenadas: WGS 1984 Programa de aplicación: LEICA Geo Office 5.0 Fecha y hora de inicio: 11/04/2015 13:56:46 Fecha y hora de término: 11/04/2015 17:53:46 Puntos ocupados manualmente: 4 Kernel de procesamiento: PSI-Pro 2.0 Procesado: 02/11/2016 18:54:22 Parámetros de procesamiento Parámetros Selección Ángulo de elevación: 15° Tipo de efemérides: Transmitidas Tipo de solución: Automático Tipo GNSS: Automático Frecuencia: Automático Fijar ambigüedades hasta: 80 km Duración mínima para solución flotante (estático): 5' 00" Intervalo de muestreo: Usar todas Modelo troposférico: Hopfield Modelo ionosférico: Automático Emplear modelo estocástico: Sí Dist. mínima: 8 km Actividad ionosférica: Automático Inf. General de línea base INGA - PC02 Referencia: INGA Móvil: PC02 Coordenadas: Latitud: 16° 31' 47.46556" S 16° 32' 16.78396" S Longitud: 68° 10' 05.81433" W 68° 04' 11.71423" W Alt Elip.: 4090.6520 m 3444.3180 m Tipo de solución: Phase: all fix Tipo GNSS: GPS CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D8 Frecuencia: Sólo L1 Ambigüedad: Sí Calidad: Desv. Est. Lat: 0.0004 m Desv. Est. Lon: 0.0005 m Desv. Est. Alt.: 0.0012 m Q Posic.: 0.0006 m Desv. Est. geom.: 0.0005 m DOPs (mín-máx): GDOP: 2.5 - 94.8 PDOP: 2.2 - 85.4 HDOP: 1.0 - 34.0 VDOP: 1.8 - 84.2 INGA - PC01 Referencia: INGA Móvil: PC01 Coordenadas: Latitud: 16° 31' 47.46556" S 16° 32' 22.30307" S Longitud: 68° 10' 05.81433" W 68° 04' 15.67284" W Alt Elip.: 4090.6520 m 3431.7586 m Tipo de solución: Phase: all fix Tipo GNSS: GPS Frecuencia: Sólo L1 Ambigüedad: Sí Calidad: Desv. Est. Lat: 0.0017 m Desv. Est. Lon: 0.0027 m Desv. Est. Alt.: 0.0080 m Q Posic.: 0.0032 m Desv. Est. geom.: 0.0025 m DOPs (mín-máx): GDOP: 2.5 - 11.5 PDOP: 2.2 - 10.4 HDOP: 1.0 - 6.5 VDOP: 1.8 - 8.6 INGA - PC04 Referencia: INGA Móvil: PC04 Coordenadas: Latitud: 16° 31' 47.46556" S 16° 32' 17.77544" S Longitud: 68° 10' 05.81433" W 68° 03' 35.72425" W Alt Elip.: 4090.6520 m 3515.4464 m Tipo de solución: Phase: all fix Tipo GNSS: GPS Frecuencia: Sólo L1 Ambigüedad: Sí Calidad: Desv. Est. Lat: 0.0025 m Desv. Est. Lon: 0.0020 m Desv. Est. Alt.: 0.0078 m Q Posic.: 0.0032 m Desv. Est. geom.: 0.0019 m DOPs (mín-máx): GDOP: 2.4 - 14.1 PDOP: 2.2 - 11.3 HDOP: 0.9 - 3.6 VDOP: 2.0 - 10.7 INGA - PC03 Referencia: INGA Móvil: PC03 Coordenadas: Latitud: 16° 31' 47.46556" S 16° 32' 19.08977" S Longitud: 68° 10' 05.81433" W 68° 03' 34.72278" W CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION, CÁLCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA MINIMO OCHO LADOS CON DETALLE. D9 Alt Elip.: 4090.6520 m 3523.8470 m Tipo de solución: Phase: all fix Tipo GNSS: GPS Frecuencia: Sólo L1 Ambigüedad: Sí Calidad: Desv. Est. Lat: 0.0018 m Desv. Est. Lon: 0.0010 m Desv. Est. Alt.: 0.0046 m Q Posic.: 0.0021 m Desv. Est. geom.: 0.0011 m DOPs (mín-máx): GDOP: 2.4 - 63.6 PDOP: 2.1 - 50.1 HDOP: 0.9 - 13.9 VDOP: 1.9- 48.2 POLIGONAL PRINCIPAL N PC01 PC02 PC03 PC04 TG01 GPS6 GPS5 PC61 TG02 TG03 TG04 599359,667 8171569,530TG01 599684,276 8171364,759GPS6 599526,078 8171731,011PC61 599827,016 8171673,010TG02 599790,658 8171348,803GPS5 600238,395 8171325,501TG03 600210,144 8171134,340TG04 599243,697 8171323,813PC02 599125,572 8171154,692PC01 COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL PRINCIPAL AUX4 AUX3 AUX2 AUX1 P O LI G O N A L A U X IL IA R LA PAZ - BOLIVIA 2015 ESCALA : 2500 EXAMEN DE GRADO UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA TOPOGRAFIA Y GEODESIA CONTROL HORIZONTAL, OBSERVACION CUADRADOS DE UNA POLIGONAL CERRADA CALCULO Y COMPENSACION POR MINIMOS CON DETALLE POSTULANTE : HENRY OVIDIO CORI ALMONDI TRIBUNALES : LIC. JAIME SILVA MOLLINEDO LIC. RICHARD J. SALAZAR. E. LIC. LUIS ELIZARDO MAMANI M. Departamento: Provincia : Municipio : Zona : LA PAZ LA PAZ MURILLO COTA COTA Sistema de Referencia: Proyeccion: Zona: WGS-84 C.U.T.M. 19 S UBICACION ESC.1:12000 N COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL AUXILIAR 599125.572 8171154.692 599424.000 8171143.054 599496.143 8171142.919 599940.158 8171167.551 600130.676 8171165.212 600210.144 8171134.340 PC01 AUX4 AUX3 AUX2 AUX1 TG04 600339.881 8171247.803PC03 600310.384 8171288.333PC04 POLIGONAL PRINCIPAL N PC01 PC02 PC03 PC04 TG01 GPS6 GPS5 PC61 TG02 TG03 TG04 599359,667 8171569,530TG01 599684,276 8171364,759GPS6 599526,078 8171731,011PC61 599827,016 8171673,010TG02 599790,658 8171348,803GPS5 600238,395 8171325,501TG03 600210,144 8171134,340TG04 599243,697 8171323,813PC02 599125,572 8171154,692PC01 COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL PRINCIPAL AUX4 AUX3 AUX2 AUX1POLIGONAL AUXILIAR LA PAZ - BOLIVIA 2015 ESCALA : 2500 EXAMEN DE GRADO UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA TOPOGRAFIA Y GEODESIA POSTULANTE : TRIBUNALES : DEPARTAMENTO : PROVINCIA : MUNICIPIO : ZONA : Sistema de Referencia: Proyeccion: Zona: WGS-84 C.U.T.M. 19 S UBICACION ESC.1:12000 N COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL AUXILIAR 599125.572 8171154.692 599424.000 8171143.054 599496.143 8171142.919 599940.158 8171167.551 600130.676 8171165.212 600210.144 8171134.340 PC01 AUX4 AUX3 AUX2 AUX1 TG04 600339.881 8171247.803PC03 600310.384 8171288.333PC04 POLIGONAL PRINCIPAL N PC01 PC02 PC03 PC04 TG01 GPS6 GPS5 PC61 TG02 TG03 TG04 599359,667 8171569,530TG01 599684,276 8171364,759GPS6 599526,078 8171731,011PC61 599827,016 8171673,010TG02 599790,658 8171348,803GPS5 600238,395 8171325,501TG03 600210,144 8171134,340TG04 599243,697 8171323,813PC02 599125,572 8171154,692PC01 COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL PRINCIPAL AUX4 AUX3 AUX2 AUX1POLIGONAL AUXILIAR LA PAZ - BOLIVIA 2015 ESCALA : 2500 EXAMEN DE GRADO UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE TECNOLOGIA TOPOGRAFIA Y GEODESIA POSTULANTE : TRIBUNALES : DEPARTAMENTO : PROVINCIA : MUNICIPIO : ZONA : Sistema de Referencia: Proyeccion: Zona: WGS-84 C.U.T.M. 19 S UBICACION ESC.1:12000 N COORDENADAS DE VERTICES POLIGONAL AUXILIAR 599125.572 8171154.692 599424.000 8171143.054 599496.143 8171142.919 599940.158 8171167.551 600130.676 8171165.212 600210.144 8171134.340 PC01 AUX4 AUX3 AUX2 AUX1 TG04 600339.881 8171247.803PC03 600310.384 8171288.333PC04