Estacion Total

UNIVERSIDAD JUAREZ DEL ESTADO DE DURANGO

FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURA

Ingeniería Civil

Topografía III

Usos y Aplicaciones de la Estación Total

Ing. Vanessa

Alumno: Michel Eduardo Vallejo Machado

Gómez Palacio Durango

Estación Total Página 1



Estación TotalLa Estación Total surge para reemplazar el instrumento conocido como Teodolito en la Topografía,

pero además integra en si misma otros instrumentos de gran utilidad para medición de distancias y una computadora para los cálculos necesarios con memoria interna para el almacenamiento de datos. La estación total integra

Es justo notar que en una medición con Estación Total se obtiene una precisión laser en distancias y una precisión digital en los ángulos, a diferencia del

Teodolito y el Nivel que utilizan una precisión óptica para medición de ángulos y distancias. Además a partir de ambas variables (ángulos y distancias verticales y

horizontales) más la ubicación actual la Estación Total calcula y almacena las coordenadas geográficas de cada punto observado (N, E, Z) eliminando la

necesidad de realizar cálculos complejos para digitalizar el levantamiento en un software CAD.

Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador

(seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales.

Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de

manera sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias. La estación total contiene 4 instrumentos con la finalidad de un solo objetivo.

Aplicación General



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAUna Estación Total alcanza su máxima funcionalidad en la Ingeniería de Alta Precisión

Topográfica, esto es en la construcción de Carreteras, Puentes, Edificios, Redes de Tuberías o conductos, Represas, etc. En todas estas estructuras la precisión es un requisito indispensable para el funcionamiento óptimo de la obra. En la Ingeniería de la construcción la Estación Total cumple con 2 funciones esenciales:

- Levantamiento: Medición y representación de la realidad física existente en el terreno.

-Replanteo: Trazar sobre el terreno el diseño de una obra ya estudiada y proyectada.

FuncionamientoEl funcionamiento del aparato sí basa en un principio geométrico sencillo y muy difundido entre los técnicos catastrales conocido como triangulación, que en este caso coincide en determinar la coordenada geográfica de un punto



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAcualquiera a partir de otros dos conocidos. en palabras claras para realizar sin

levantamiento acondicionado estación total sí ha de partir de 2 puntos estafa coordenadas asumidas conocidas o en su defecto, ya partir de la esa posición sí observan y calculan las coordenadas de cualquier otro punto en campo. se ha difundido universalmente la nomenclatura para estos tres puntos, y de es usada porción igual en cualquier modelo de estación total: coordenadas de la estación (sin coordinar):es la coordenada del punto geográfica sobre el cual sí ubica el aparato en campo. a partir del mismo sí observaran todos los puntos de interés.

Errores en la Topografía

ERRORES EN LAS OBSERVACIONES

Toda observación puede venir afectada por dos tipos de errores, uno de ellos de forma segura, los accidentales; los otros pueden existir o no dependiendo del estado del instrumento, los sistemáticos.

Los accidentales se producen por falta de apreciación del instrumento y observador, son aleatorios y no sabremos nunca el valor que están tomando, nos tenemos que limitar a saber el valor máximo en una o varias medidas. ERRORES SISTEMÁTICOS

El único error sistemático en los niveles automáticos, sean electrónicos o no, es que una vez nivelado, el eje de colimación no coincida con la línea 100g-300g del supuesto cenital, bien sea por un movimiento del retículo o por un error del compensador.

La única forma de comprobarlos es mediante el método de punto medio-punto extremo. Este método se realiza estacionando en punto medio (por lo menos a 30m de distancia) y haciendo una lectura a ambas miras; a continuación se estaciona lo más cercano posible a una mira y volvemos a leer a las dos miras.

Partes y AccesoriosTRIPODE: Es la estructura sobre la que se monta el aparato en el terreno.

BASE NIVELADORA: Es una plataforma que usualmente va enganchada al aparato, sirve para acoplar la Estación Total sobre el Trípode y para nivelarla horizontalmente. Posee 3 tornillos de nivelación y un nivel circular.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURA PRISMA: Es conocido como objetivo (target) que al ubicarse sobre un punto

desconocido y ser observado por la Estación Total capta el láser y hace que rebote de regreso hacia el aparato

BRUJULA: Usualmente viene incluida en el paquete, al ensamblarla al aparato sirve para orientar la Estación Total hacia el Norte Magnético en el caso que se deba trabajar con coordenadas asumidas.

CARGADOR: Tiene capacidad para cargar 2 baterías simultáneamente por medio de corriente alterna (AC, 110 voltios). Una batería cargada brindara un servicio aproximado de 6 horas de trabajo continuo en campo, por lo que siempre deberá contarse con una batería adicional cargada.

HERRAMIENTAS: Es un juego formado por pinzas, desarmador, escobilla y franela para realizar el mantenimiento normal del aparato.

CABLE DE DESCARGA: Cable especial para descarga de datos del aparato a una computadora. El tipo de salida usual es ahora hacia puerto USB.

Aplicaciones Determinar distancias horizontales es importante en todo trabajo topográfico, ya

que siempre es y será necesario calcular las longitudes de diversas distancias, lo que la estación total hace es calcular automáticamente el azimut, la distancia horizontal, la distancia inclinada, y la diferencia de alturas de los puntos medidos.

Para la medición de ángulos horizontales, lo cual será necesario por ejemplo para la ubicación de un punto en un terreno, necesario para alguna actividad topográfica.

realizar los pues necesitaremos conocer tanto longitudes como ángulos para poder realizar dichos alineamientos, también para realizar replanteos, el azimut entre dos



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURApuntos, las nivelaciones de terrenos, para las poligonaciones, los cálculos de áreas, las líneas de referencia, las alturas remotas, etc.

Puesta en Estación LibreAplomar a partir de una altura o sobre un punto en el terreno, así como revisar una línea vertical de una estructura se puede efectuar con precisión con una sola cara del anteojo, siempre y cuando este describa un plano completamente vertical al girarlo. Para lograrlo, prosiga como se indica a continuación:

1. Vise el punto elevado A, dirija el anteojo hacia abajo y marque el punto B sobre el terreno.

2. Gire el anteojo y repita el procedimiento con la cara opuesta. Marque el punto C

El punto medio entre los puntos B y C será el punto exacto para aplomar.

La razón por la que estos dos puntos no coinciden se puede deber a un error de basculamiento del eje y/o a una inclinación del eje vertical.

ReplanteoSe parte de saber que para replantear debemos tener un archivo de coordenadas en la memoria del equipo y un mínimo de 3 puntos, luego proceder de la siguiente manera:

Instalar el equipo en un punto con coordenadas conocidas, hacer referencia en otro punto de coordenadas conocidas cabe mencionar que estos puntos deben estar en la memoria del equipo; esto es para orientar el equipo y dar inicio al Replanteo, luego de ello seleccionar el punto a replantear, direccionarlo y ubicarlo por distancia. Para lograr esto procederemos de la siguiente forma:




Alturas RemotasEste programa calcula la altura de un punto donde no puede situarse el prisma directamente. La medición se calcula a lo largo de la línea de la plomada y se mostrará continuamente.

Medición Entre Puntos (MEP)

Se pueden dibujar rectas entre puntos:

• el primer y último punto,

• los últimos 2 puntos.

Se calcula distancia horizontal, diferencia de altura y distancia geométrica. Se podrá utilizar datos de fichero o bien datos medidos directamente.

. Medición del punto desplazado. Interesante función que permite determinar las coordenadas de un punto en el que es imposible situar el prisma reflector, midiendo su ángulo de dirección y la distancia de un punto “paralelo”.

De utilidad para fijar el eje de un pilar, o centro de un árbol o el centro de un pozo.

1. Estacionar en BASE.

2. Orientar a la referencia.

3. Medir distancia a P (DP). Grabar.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURA4. Medir ángulo a C (Eje del pilar). Grabar.

5. La Estación calcula y presenta las coordenadas del punto C,

Alturas remotas. REM. Para conocer la altura a la que se encuentran los puntos inaccesibles (fecha de cables de conducción eléctrica, alero de tejado, altura de poste, etc) o para encontrar la separación vertical entre distintos puntos, se utilizará esta función especial.

PRÁCTICA:

1. ESTACIONAR el instrumento.

2. SELECCIONAR la función de altura remota.

3. SITUAR el prisma reflector en la vertical del “punto remoto”.

4. INTRODUCIR altura de prisma.

5. MEDIR y salvar.

6. ELEVAR el anteojo hasta colimar el punto remoto. En el display se visualizará la altura buscada.

Medidas De Puntos En PlanosSe pueden calcular las coordenadas de aquellos puntos que no son accesibles con el prisma, pero que cumplen la condición de estar en el mismo plano que otros tres puntos (p.ej. puntos sobre fachadas, etc...).Mida a tres puntos que definirán el plano de interés y almacenará en memoria la posición del plano que determinan, a continuación vise a puntos desconocidos o inaccesibles sobre el plano y el instrumento calculará las coordenadas y distancia al punto visado.




Medición Entre Puntos (MEP)

Se pueden dibujar rectas entre puntos:

• el primer y último punto,

• los últimos 2 puntos.

Se calcula distancia horizontal, diferencia de altura y distancia geométrica. Se podrá utilizar datos de fichero o bien datos medidos directamente

Usos De La Estación TotalUn adecuado montaje del instrumento facilitara enormemente el Centrado y Nivelación del Aparato, y por ello se debe realizar correctamente siguiendo las mejores prácticas recomendadas por el fabricante, estas se explican gráficamente para un mejor entendimiento.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURA• Monte el Trípode, tomándolo con las patas cerradas apóyelo de pie sobre el punto,

suelte los seguros para que las patas se extiendan libremente y levántelo desde la plataforma superior hasta más o menos el nivel de la barbilla del operador, cierre los 3 seguros para fijar la extensión de las patas.

Separe las patas del trípode asegurándose de que están a igual distancia y que la cabeza del trípode este más o menos nivelada. Coloque el trípode de forma que la cabeza este por encima del

punto topográfico y luego fije bien las patas al suelo



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAInstale el instrumento: sobre la cabeza del trípode, sujetándolo con una mano apriete

el tornillo de centrado de la parte inferior de la unidad para asegurarse de que este firmemente atornillado al trípode.

5. Ahora hemos de poner la estación total en la base del trípode. Fase importante y crítica ya que no ha de recibir ningún golpe en su traslado que haría descalibrar el aparato internamente. Desde el compartimento de la maleta:, con las dos manos y con fuerza cogemos la estación y lo ponemos en la base del trípode. Como pasará de estado horizontal a vertical hay un momento que debemos de soltar una mano y ya lo habremos dejado centrado en la base del trípode



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURA6. Ahora con una mano situada en la parte superior y con la otra en el tornillo de

sujección que hay en el trípode lo enroscamos a la estación y quedan de esta forma unidas las dos partes sin el potencial riesgo de caída

7. Ahora vamos a poner la estación en el punto que hemos clavado/pintado en el suelo. Para mayor facilidad de encontrar nuestro punto pondremos la zapatilla como en la figura.

8. Miramos por el visor que hay en el lateral de la estación que tiene un prisma perpendicular que está alineado con el eje vertical del aparato.

9. Cogemos el trípode por dos de sus patas y movemos todo el conjunto mirando a su vez por el visor de la plomada óptica (si en este punto no hemos enroscado la estación... se nos caerá).

10. Ahora hay que nivelar la estación. Hay dos niveles de burbuja, uno tubular (más preciso) y otro esférico (menos preciso).

11. Nivelación con el nivel esférico. Usaremos las patas del trípode para nivelar.

● Observamos en qué dirección está la burbuja

● Si la burbuja está en dirección contraria a una de las patas moveremos esa pata hasta hacer que esté en el lado contrario de otra de las patas y así hasta hacer que esté nivelado.

12. Ahora que tenemos nivelado el nivel esférico nivelaremos el tubular. Para ello usaremos las ruedas nivelantes (ver foto anterior) según las vayamos necesitando. Pasos:

● Alineamos la burbuja a uno de los lados de la base Hacemos girar una de las ruedas hasta que está centrada

● Giramos 100º (perpendicular a la posición anterior)

● Volvemos a nivelar la burbuja pero con la rueda que se nos queda a la izquierda (si hemos girado a la derecha)



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAToma de puntos.

1. Orientar la estación: Ahora está el eje horizontal orientado a cualquier lado. Hemos de orientarlo, esto es fundamental. Tomamos un punto lejano y vertical lo más delgado, tipo antena, esquina superior de edificio, que no haya ambigüedad si se visa una segunda vez. Y cuando lo tenemos ponemos el ángulo a cero con 0 SET (SHIFT + 0 SET)

2. Ya usamos el colector de datos DC50. En el colector creamos un nuevo trabajo y nos pedirá las coordenadas relativas de este punto numero 1, por ejemplo x5000,y5000, z500 . Este primer punto es un punto OCCUPY / ocupado.

3. Primer punto. Usamos el prisma ahora. Ahora hay un duo de personas que se deben de coordinar. Una persona tiene el prisma y otra la estación..

4. Según sea el objeto del trabajo tomaremos más o menos puntos. No es lo mismo hacer un curvado que necesita muchos puntos de relleno que una simple finca.

5. Un levantamiento se denomina a una medición de un área

6. Un replanteo se denomina al proceso contrario situar los puntos de un plano en el terreno.

7. Hemos de saber en cada punto la altura del prisma. Y la altura del aparato hay que tomarla por cada estacionamiento que hagamos.

8. Para tomar puntos se usan dos botones del colector:

● COLLECT

● OFFSET

Costos Y Modelos



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAEstación total Sokkia de la serie CX-100Son equipos diseñados para satisfacer las

necesidades de precisión del topógrafo, agrimensor o constructor. Tiene la capacidad de medir hasta 500 metros sin prismas. Diseño robusto para las condiciones más adversas gracias a su protección IP66. Disponible en los siguientes modelos: CX-105, CX-103, CX-102 y CX-101 con precisiones de 5”,3”,2” y 1” segundos de arco respectivamente.

Mide hasta 500 metros sin prisma.

Doble pantalla.

Luz guía auxiliar para tareas de replanteo.

Plomada láser.

Teclado alfanumérico.

Ranura USB.

Compensador de doble eje.

Memoria interna de 10,000 puntos.

Telescopio con 30X aumentos.

Batería de larga hasta 36 horas

Estación total Gowin modelo TKS-202: Tiene la capacidad de medir hasta 2,000 metros con un prisma. Cuenta con protección IP55. Disponible en 2 segundos de precisión.

Doble pantalla.


Plomada óptica.

Ranura USB.

Compensador de un solo eje.



Batería de duración hasta 10 horas

Estación total SRX de Sokkia completamente robótica que rastrea y sigue automáticamente al prisma, incluso en las condiciones más adversas..

Disponible en modelos de 1”, 2”, 3” y 5” de precisión.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAMide hasta 500 metros sin prisma con la misma precisión de distancias cortas.

Amplio rango de operación del sistema de control remoto, 500 metros.

Sistema operativo Windows CE con pantalla táctil a todo color.

Puerto USB y ranura para tarjeta Compact Flash para fácil transferencia de datos.

64MB de memoria interna.

Luz guía para facilitar los replanteos

Estación total Leica Flexline TS06: son equipos para aplicaciones de mediana precisión. Son equipos robustos y confiables que ofrecen compensación cuádruple para mejores resultados. Su poderoso software cuenta con aplicaciones para topografía e ingeniería. Cuentan con teclado alfanumérico integrado. Permiten exportar información directamente en formato DXF. Disponible en precisiones de 2”,3” y 5” segundos de arco.

Mide hasta 400 metros sin prisma.

Conexión Bluetooth.

Plomada láser.


Compensador de cuádruple eje.



Software completamente en español.

La estación total Gowin TKS-202: es un equipo económico con todo lo necesario para satisfacer las necesidades del topógrafo o constructor. Tiene la capacidad de medir hasta 2,000 metros con un prisma. Cuenta con protección IP55. Disponible en 2 segundos de precisión.

Doble pantalla.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURATeclado alfanumérico.

Plomada óptica.

Ranura USB.

Compensador de un solo eje.



Batería de duración hasta 10 hora

Las estaciones totales TOPCON de la serie GTS240NW: pueden ser usadas en aplicaciones de construcción, así como, de topografía. Diseñadas para resistir las condiciones más adversas gracias a su diseño con protección IP66. Disponible en precisiones de 3”,5”,6” y 9” segundos de arco.




FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURATeclado alfanumérico

Plomada láser.

Tecnología Bluetooth


Memoria interna de 24000 puntos.


Batería de NiMH que brinda hasta 10 horas de uso continuo.

Software completamente en español

Estación total Sokkia de la serie FX-100:. Tiene la capacidad de medir hasta 500 metros sin prismas. Cuentan con protección IP65 contra el ingreso de agua y polvo. Disponible en los siguientes modelos: FX-105, FX-103, FX-102 y FX-101 con precisiones de 5”,3”,2” y 1” segundos de arco respectivamente.



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURAMide hasta 500 metros sin prisma.


Sistema operativo Windows.

Plomada láser.


Pantalla táctil a color.

Ranura USB.


Memoria interna de 64Mb.


Exporta directamente a DXF y TXT.

Batería de larga duración hasta 36 horas.

FuncionamientoVista como un teodolito, una estación total se compone de las mismas partes y funciones. el estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero



FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS Y ARQUITECTURApuede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe

realizarse por métodos mecánicos.

El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.

Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. para la obtención de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador.

Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias. otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc.

La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.


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