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• Ruben Rivas

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INTRODUCCIÓN Este trabajo presenta la información básica relacionada con el uso del GPS para apoyar el proceso de aprendizaje tanto de estudiantes de Topografía así como de aquellos profesionales que se inician en el uso de estas tecnologías; de manera que la información aquí presentada les sirva de apoyo al momento de realizar un levantamiento topográfico para que el producto obtenido cumpla con los parámetros de precisión, exactitud y calidad deseados en todo proyecto topográfico.

La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie terrestre, con sus formas y detalles; tanto naturales como artificiales entre estos se destaca el uso de la planimetría y altimetría. Esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando el nombre de geodesia para áreas mayores. De manera muy simple, puede decirse que para un topógrafo la Tierra es plana (geométricamente), mientras que para la geodesia no lo es. Para eso se utiliza un sistema de coordenadas tridimensional, siendo la x y la y competencia de la planimetría, y la z de la altimetría. A través de la historia el hombre se encontraba en la necesidad de realizar proyectos que representen fielmente los accidentes y detalles de la tierra para poder utilizarlos en diversas actividades de su vida cotidiana. Como ubicarse en distintos lugares trazando planos que claro no eran detallados de manera perfecta, ni precisos a diferencia de ahora, marcar zonas y así reconocerlos en una próxima llegada. . En el presente informe se hace conocer la importancia del GPS La tecnología GPS o Global Positioning System, es un sistema global de navegación satelital utilizado para diversas aplicaciones a nivel empresarial y personal. Habitualmente, el conocimiento de su uso se limita a la búsqueda de calles y puntos de interés con la finalidad de poder llegar a ellos. Ylos errores que tienen estoss equipos

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1.1.

OBJETIVOS

Objetivos de CONOCIMIENTOS: Entender y saber el manejo de GPS en nuestra vida diaria Objetivos de COMPETENCIAS Y HABILIDADES que el alumno debe desarrollar: Aptitud para trabajar con la instrumentación topográfica y proceder al levantamiento gráfico de solares y edificios, y su replanteo en el terreno. Objetivos de RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Conocer los conceptos básicos de la topografía de obra y aprendizaje en el manejo de los instrumentos topográficos: NIVEL TEODOLITO y ESTACION TOTAL, así como los materiales auxiliares que utilizamos en campo. Cálculo y desarrollo de los datos obtenidos en campo a través de trabajos asistidos por los profesores. GENERALES Aplicar las técnicas básicas de representación topográfica, entendiendo como tal la obtención de información en el campo para elaborar los planos del terreno (levantamiento topográfico). Describir y poner en práctica las fases de la ejecución de un levantamiento topográfico con fines de su aplicación a la ingeniería y/o investigación con el GPS ESPECÍFICOS 1. Describir la información básica que puede utilizar para la planificación y ejecución de obras, como usarla y donde encontrarla. 2. Manejar las diferentes escalas que pueden utilizar, según la obra a ejecutar y determinar la cantidad y tipo de información que debe considerar de acuerdo a la escala y al proyecto. 3. Manejar los diferentes instrumentos y/o equipos más utilizados en topografía. 4. Describir la aplicación de la topografía en las diferentes obras, en las etapas de anteproyecto, proyecto, ejecución y mantenimiento.

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EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS GPS GARMIN MAP 76CSX

LIBRETA DECAMPO

CAMARA FOTOGRAFICA PARA TOMAR PARA TOMAR (CELUAR)

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MARCO TEORICO El GPSmap 76CSx

El GPSmap 76CSx es el GPS más completo de la serie 76: Dispone de receptor GPS de alta sensibilidad, altímetro barométrico y brújula electrónica, ranura para tarjetas microSD™, pantalla TFT en color y generación de rutas con indicaciones giro a giro. Estas son las prestaciones que han convertido al 76CSx y, en un gran éxito entre los entusiastas de las actividades al aire libre. Este sistema está constituido por tres segmentos: el segmento espacial, el segmento de control y el segmento del usuario. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos desarrolla, mantiene y opera los segmentos espacial y de control.

FUNCIOANAMIENTO

El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites (hora en la que emitieron las señales, localización de los mismos) y trata de sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los satélites. La sincronización es un proceso de prueba y error que en un receptor portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado el reloj, puede determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa información para calcular su posición en la tierr

Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor. Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas. Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera sólo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda (por fuera del globo terráqueo, sobre los satélites). De esta manera ya tendríamos la posición en 3D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos. Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los

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satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

ERRORES EN LA MEDICION CON GPS Cuando en Topografía hablamos de la posición obtenida mediante técnicas GPS, se intuye que ésta, es bastante precisa y libre de errores. Sin embargo, existen diferentes fuentes de error que degradan la posición GPS desde algunos metros, en teoría, hasta algunas decenas de metros.

Estas fuentes de error son: 1.- Retrasos ionosféricos y atmosféricos 2.- Errores en el reloj del Satélite y del receptor 3.- Efecto multitrayectoria 4.- Dilución de la precisión 5.- Disponibilidad selectiva (S/A) 6.- Anti Spoofing 1. Retrasos ionosféricos y atmosféricos. Al pasar la señal del satélite a través de la ionosfera, su velocidad disminuye, produciéndose un efecto similar a la refracción. Estos retrasos atmosféricos pueden introducir un error en el cálculo de la distancia, ya que la velocidad de la señal se ve afectada. (La luz sólo tiene una velocidad constante en el vacío). Este retraso, no es constante de manera que existen diversos factores que influyen: - A. Elevación del satélite. Las señales de satélites que se encuentran en un ángulo de elevación bajo se verán más afectadas que las señales de satélites que se encuentran en un ángulo de elevación mayor, debido a que la distancia a recorrer es mayor.

- B. La densidad de la ionosfera está afectada por el Sol. Durante la noche, la influencia ionosférica es mínima. Durante el día, el efecto de la ionosfera se incrementa y

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disminuye la velocidad de la señal. - C. El Vapor de agua. El vapor de agua contenido en la atmósfera también puede afectar las señales GPS. Este efecto, el cual puede resultar en una degradación de la posición, puede ser reducido utilizando modelos atmosféricos.

2. Errores en el reloj del satétite o del receptor. A pesar de la alta precisión de los relojes (cerca de 3 nanosegundos), algunas veces presentan una pequeña variación en la velocidad de marcha y producen pequeños errores, afectando la exactitud de la posición. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos, observa permanentemente los relojes de los satélites mediante el segmento de control y puede corregir cualquier deriva que pueda encontrar.

3. Efecto multitrayectoria. Este error puede darse cuando el receptor se situa cerca de una gran superficie reflectora, tal como un lago o un edificio. Es debido a que la señal del satélite no viaja directamente a la antena, sino que llega primero al objeto cercano y luego es reflejada a la antena, provocando una medición falsa. Este tipo de errores pueden ser reducidos utilizando antenas GPS especiales que incorporan un plano de tierra, que filtra las señales procedentes con un ángunlo de elevación bajo. Para obtener la más alta exactitud, la solución preferida es la antena de bobina anular (choke ring antenna). Una antena de bobina anular tiene 4 o cinco anillos concéntricos alrededor de la antena que atrapan cualquier señal indirecta. El efecto multitrayectoria afecta únicamente a las mediciones topográficas de alta precisión.

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. APLICACIONES.

Civiles Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea. Teléfonos móviles Topografía y geodesia. Construcción (Nivelación de terrenos, cortes de talud, tendido de tuberías, etc). Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y de fauna. Salvamento y rescate. Deporte, acampada y ocio. A.P.R.S. Aplicación parecida a la gestión de flotas, en modo abierto para Radioaficionados Para localización de enfermos, discapacitados y menores. Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática). Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios. Para rastreo y recuperación de vehículos. Navegación deportiva. Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc. Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el movimiento como cursor (común en los GPS Garmin). Sistemas de gestión y seguridad de flotas.

Militares Navegación terrestre, aérea y marítima. Guiado de misiles y proyectiles de diverso tipo. Búsqueda y rescate. Reconocimiento y cartografía. Detección de detonaciones nucleares

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PROCEDIMIENTO: PROCEDIMIENTOS DE CAMPO

1. Identificación del terreno del campus de la Universidad Nacional san Antonio abad del cusco Lugar en tricentenario 2.Toma de los puntos con el GPS (Sistema de Posicionamiento Global)

RESULTADOS Datos recolectados en terreno: DATOS DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON EL GPS

A B C D E

19 19 19 19 19

s s s s s

179704 179718 179718 179697 179680

DATOS DEL LEVANTAMIENTO CON WINCHA

A-B B-C C-D D-E E-A A-C B-D C-E

16.20 17.27 25 22.3 32.60 32.3 39.8 37.5

8503225 8503222 8503204 8503190 8503205

3366 3366 3366 3366 3365

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RESULTADOS El GPS debe de estar correctamente calibrado para disminuir el margen de error en la toma de los puntos.

Para esta práctica de campo que fue levantamiento topográfico con GPS, fue de mucha importancia para aprender el manejo de GPS. Se hallo muchos errores comparando los resultados con los medidos con GPS

CONCLUSIONES Se conoció las características internas y externas del GPS. Se calibro el GPS se llegó a conocer el manejo del GPS (sistema de posicionamiento global) Se aprendió a tomar los puntos en diferentes coordenadas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA DE TOPOGRAFIA INFORME N° 01-2019/UNSAAC/FIC/ETT/RRL AL ING:

PERCY ROJAS

AUMNO: RIVAS LLANO ROBEN ASUNTO :

USO DEL GPS Y ERRORES

FECHA :

CUSCO 12 AGOSTO DEL 2019

Es grato dirigirme a usted. Para saludarlo cordialmente ala vez presentarle este informe sobre el trabajo encomendado en horas de clase. El trabajo se realizó el día De agosto del presente año con la participación del grupo ya asignado siendo un trabajo que nos beneficia como estudiantes de la carrera de topografía.

Atentamente: ……………………………….

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PUNTO A

PUNTO C

PUNTO B

PUNTO D

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PUNTO E

TOMADO DATOS

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