Trabajo De Investigacion Del Teodolito Total

MANEJO Y USO DEL TEODOLITO MECÁNICO Y ELECTRÓNICO

Informe

1. Marco Conceptual

TEODOLITO

El teodolito es un instrumento utilizado en la mayoría de las operaciones que se realizan en los trabajos topográficos.

Directa o indirectamente, con el teodolito se pueden medir ángulos horizontales, ángulos verticales, distancias y desniveles.

Los teodolitos difieren entre sí en cuanto a los sistemas y métodos de lectura. Existen teodolitos con sistemas de lectura sobre vernier y nonios de visual directa como podemos observar en la figura un teodolito marca Sokkia, microscopios lectores de escala

Micrómetros ópticos como el de la figura (marca Sokkia)

Teodolito Wild con micrómetro óptico

Teodolito Brújula Wild T0 con micrómetro óptico

Teodolito Kern con sistema de lectura de coincidencia

En cuanto a los métodos de lectura, los teodolitos se clasifican en repetidores y reiteradores, según podamos ó no prefijar lectura sobre el circulo horizontal en cero y sumar ángulos repetidamente con el mismo aparato, o medir independientemente N veces un ángulo sobre diferentes sectores del circulo, tomando como valor final el promedio de las medidas. Durante el desarrollo de nuestro curso, en la parte correspondiente a medición de ángulos, se describen en detalle los métodos, procedimientos y sistemas de lecturas utilizados en la medida de ángulos. Aunque como se ha mencionado previamente, los teodolitos difieren en forma, sistemas de lectura y precisión, básicamente sus componentes son iguales, por lo que en el presente informe se describen las partes básicas de un teodolito.

La figura muestra los tres ejes de un teodolito

La figura muestra el corte esquemático de un teodolito.

La base del teodolito [A] se apoya directamente sobre el trípode mediante los tornillos nivelantes [B]. Sobre la base, para horizontalizar la misma, va colocado un nivel esférico de burbuja [C].

En los teodolitos repetidores, el circulo horizontal [D] puede girar alrededor del eje vertical. Para la fijación del círculo a la base se dispone del tornillo de presión [E], y para pequeños movimientos de colimación se utiliza el tornillo de coincidencia [F]. En los teodolitos reiteradores, el círculo horizontal está fijo a la base y pude ser deslizado ó rotado mediante un tornillo de corrimiento [G]. Para la fijación del círculo a la alidada y para los pequeños movimientos de colimación, existen los tornillos de fijación [H] y coincidencia [I]. La alidada [J] gira alrededor del eje vertical de rotación. Sobre la alidada van los índices de lectura [K] y el nivel tórico [L] del círculo horizontal. Sobre los montantes de la alidada se apoyan el círculo vertical [M] y el anteojo [N]. El anteojo se fija a la alidada mediante el tornillo de fijación [O], y los pequeños movimientos de colimación se realizan con el tornillo de coincidencia [P].

TEODOLITOS ELECTRONICOS

El desarrollo de la electrónica y la aparición de los microchips han hecho posible la construcción de teodolitos electrónicos con sistemas digitales de lectura de ángulos sobre pantalla de cristal liquido, facilitando la lectura y la toma de datos mediante el uso en libretas electrónicas de campo o de tarjetas magnéticas; eliminando los errores de lectura y anotación y agilizando el trabajo de campo. La figura muestra el teodolito electrónico DT4 de SOKKIA.

Estación Total Wild T- 1000

ESTACION TOTAL

La estación total es uno de los aparatos topográficos de mayor difusión en la actualidad. Su potencia, flexibilidad, precisión, sencillez de manejo y posibilidades de conexión con ordenadores personales son los principales factores que han contribuido a su gran aceptación. Las estaciones totales han venido, desde hace ya varios años, a facilitar enormemente la toma de datos en campo, mediante procedimientos automáticos. Todo ello ha contribuido a una notable mejora en las condiciones de trabajo de la ingeniería civil, así como a un mayor rendimiento en los levantamientos y el replanteo posterior. A la hora de elegir una estación total debemos tener en cuenta nuestras necesidades actuales y futuras, así como la rentabilidad que vamos a obtener del aparato.

Es el instrumento que resulta de la integración en un solo equipo del sistema electrónico de medida de ángulos y el sistema electro óptico para la medida de distancias con un microprocesador para el cálculo automático de datos topográficos.

Es un sistema integrado porque todo trabaja en bloque

Este sistema consta de:

• Teodolito electrónico

• Distanciometro

• Colectora o Libreta Electrónica de Campo

• Programas y funciones especiales

FUNCIONES BASICAS DE LA ESTACION TOTAL

En esencia, una estación total permite efectuar las mismas operaciones que se efectuaban antes con otros aparatos como los taquímetros o teodolitos. La gran diferencia es que ahora se aprovechan más las grandes posibilidades que nos brinda la microelectrónica. De esta manera la medida indirecta de distancias se convierte en un proceso sencillo en el que basta pulsar una tecla tras haber hecho puntería sobre un prisma situado en el punto de destino. Tampoco es necesario efectuar tediosos cálculos para determinar las coordenadas cartesianas de los puntos tomados en campo, sino que en forma automática, la estación nos proporciona dichas coordenadas.

Para realizar todas estas operaciones las estaciones totales disponen de programas informáticos incorporados en el propio aparato. Todas las funciones del mismo, así como la información calculada, son visibles a través de una pantalla digital y un teclado. Mediante una estación total podemos determinar la distancia horizontal o reducida, la distancia geométrica, el desnivel, la pendiente en % , los ángulos horizontales y vertical, así como las coordenadas cartesianas X, Y,. Z del punto de destino, estas últimas basadas en las que tienen asignadas el aparato en el punto de estacionamiento. Para ello basta con estacionar el aparato en un punto cuyas coordenadas hayamos determinado previamente o sean conocidas de antemano, por pertenecer a un sistema de referencia ya establecido, y situar un prisma, en el punto que deseamos determinar, a continuación se hace puntería sobre el prisma, enfocándolo adecuadamente según la distancia a que nos encontremos del mismo y se pulsa la tecla correspondiente para iniciar la medición.

ESTACIONES ROBÓTICAS

A principios de los años noventa, Geotronics AB introdujo en el mercado el Geodimeter System 4000, primer modelo de estación total robótica.

El sistema consiste en una estación total con servo motor de rastreo y una unidad de control remoto de posicionamiento que controla la estación total y funciona como emisor y recolector de datos. Tanto la estación como la unidad de control remoto se conectan por medio de ondas de radio, por lo que es posible trabajar en la oscuridad.

Una vez puesta en estación, la estación total es orientada colimando un punto de referencia conocido y por medio de un botón se transfiere el control de la estación a la unidad de control remoto de posicionamiento. A partir de este momento, el operador se puede desplazar dentro del área de trabajo con la unidad de control remoto recolectando los datos. Las estaciones robóticas vienen con programas de aplicación incorporados, que junto con las características mencionadas previamente, permiten, tanto en los trabajos de levantamiento como en los de replanteo, la operación del sistema por una sola persona.

SISTEMA DE LECTURA EN LA ESTACION TOTAL

Para la lectura de estas medidas existen 2 sistemas de lectura: Sistema incremental y sistema absoluto.

La precisión varía entre 1” y 10” (Dependen del equipo)

Las estaciones totales más caras son de 12” de precisión y las más económicas son las de 10”.

a) Sistema incremental.- En este sistema el ángulo se obtiene por variación de una magnitud susceptible de medida electrónica.

b) Sistema absoluto.- Este sistema lleva sobre el circulo de cristal fijado un origen o cero absoluto.

CODIFICADOR GIRATORIO INCREMENTAL

Los limbos incrementales no poseen un valor fijado en su superficie, miden incrementos de valores angulares respecto a un origen de referencia aleatorio.

El limbo posee codificaciones mediante zonas claras y oscuras, y al girar el limbo la luz atraviesa las zonas claras produciéndose un tren de ondas que son contadas por el foto sensor.

En las estaciones con este tipo de codificador el limbo se genera al momento de encender el instrumento, por tanto el limbo no existe físicamente.

CODIFICADOR ABSOLUTO

Dispone de un limbo codificado que es leído por foto sensores que se mueven en conjunto con la alidada (dinámico), o que están fijos (estáticos). Las estaciones totales con este tipo de codificador se caracterizan porque dentro de su estructura, el limbo, existe físicamente, por lo que en el instante que se enciende el equipo inmediatamente muestra los ángulos. Las estaciones totales con este tipo de codificador son de la marca LEICA.

DISTANCIOMETRO

Es el instrumento que realiza medición de distancias pudiendo ser: Electromagnético cuando utiliza microondas o electro ópticos cuando utilizan luz laser o infrarrojo. Los distanciometros con luz visible (laser) utilizan como

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