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INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI SEDE CENTRAL

MANUAL DE NIVELACIÓN GEODÉSICA CON INSTRUMENTOS DIGITALES (VERSIÓN 1.0, DICIEMBRE 2008)

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PRESENTACIÓN .................................................................................................... 3 PROPÓSITO ........................................................................................................... 3 TERMINOS Y DEFINICIONES................................................................................ 3 ABREVIATURAS..................................................................................................... 7 1. INTRODUCCIÓN A LA NIVELACIÓN GEODÉSICA .................................... 8 2. ESPECIFICACIONES DE LA PRECISIÓN DE LAS REDES DE CONTROL VERTICAL FÍSICO ............................................................................................ 11 3. MATERIALIZACIÓN ................................................................................... 13 3.1. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Uno (1) ............................... 13 3.2. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Dos y Tres (2 y 3) ............... 14 3.3. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Cuatro (4) ........................... 15 4. REQUISITOS PARA LA NIVELACIÓN GEODÉSICA................................. 16 4.1. Metodología en campo ............................................................................ 17 4.2. Determinación de la colimación del instrumento ..................................... 18 4.3. Longitud máxima de secciones ............................................................... 22 4.4. Manejo de las miras ................................................................................ 23 4.5 Balanceo máximo permitido ..................................................................... 24 5. PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN Y REGISTRO ............................. 24 5.1. Procedimiento en campo para Nivelación Geodésica de Primero y segundo ordenes de precisión ....................................................................... 27 5.2. Procedimiento en campo para Nivelación Geodésica de tercero y cuarto ordenes de precisión ...................................................................................... 28 6. EQUIPOS EMPLEADOS PARA NIVELACIÓN GEODÉSICA .................... 30 6.1 Características generales de los niveles digitales a emplear ................... 32 7. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN DE NIVELACIÓN GEODÉSICA 33 7.1. Puntos de control vertical de orden uno y dos ........................................ 33 7.2. Puntos de control vertical de orden tres y cuatro .................................... 34 8. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 34 ANEXOS ............................................................................................................... 35 ANEXO No 1 ......................................................................................................... 36 CORRECIONES APLICADAS A LOS DESNIVELES ENTRE PUNTOS ............... 36 ANEXO No 2 ......................................................................................................... 37 PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIÓN DE LOS NIVELES DE BURBUJA DE LAS MIRAS ........................................................................................................... 37 ANEXO No 3 ......................................................................................................... 40 2

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RECOMENDACIONES ......................................................................................... 40

PRESENTACIÓN El presente manual establece los lineamientos, especificaciones técnicas, y parámetros para la determinación de redes de nivelación de primero, segundo, tercero y cuarto órdenes, así como del enlace de marcas de cota fija establecidas en las estaciones mareográficas de Colombia, a partir del empleo en campo de equipos de nivelación digitales con miras de códigos de barras elaboradas en invar. PROPÓSITO Este manual esta diseñado para su obligatoria aplicación en proyectos de nivelación geodésica, cuya finalidad es la redefinición y mantenimiento de los Puntos de Control Vertical Físico que conforman las nuevas líneas de nivelación del país. TERMINOS Y DEFINICIONES Altura nivelada: Distancia vertical medida entre dos puntos mediante observaciones ópticas de los desniveles existentes entre ellos. Puede ser geométrica o trigonométrica. Altura nivelada GPS (HGPS): Es la denominación que se ha dado a la altura de un punto obtenida por el método diferencial de H = h - N. Es equivalente, bajo las mejores condiciones, a la altura nivelada trigonométrica. Altura ortométrica (Hort): Es la distancia tomada en la dirección normal al geoide entre éste y el punto de medición en la superficie terrestre. La curvatura de esta altura se debe al hecho de que la línea de la plomada coincide con el vector de gravedad a medida que atraviesa diferentes superficies equipotenciales, las cuales no son paralelas entre sí. 3

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Alturas Normales (H*): Distancia medida sobre el terreno, en la dirección de la línea teórica de la plomada entre el cuasigeoide y el punto de observación.

Figura 1. Tipos de alturas y sus superficies de referencia

Altura elipsoidal (h): Distancia vertical medida entre el punto de observación en la superficie terrestre y un elipsoide de referencia, tomada a lo largo de la normal elipsoidal; la magnitud y dirección de este vector dependen del elipsoide empleado. Cartera o Libreta de campo: Libreta de anotaciones donde se registran los datos de las lecturas tomadas en las vistas atrás y adelante, y los cálculos preliminares de los desniveles. 4

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Cartera digital: Archivo digital generado por el instrumento nivelador en donde se registran las observaciones de cada estación de una sección, compiladas en un dispositivo portátil con respaldo digital. Cota: Altitud de un punto en el terreno respecto de un sistema de referencia (normalmente nivel medio del mar). Cuasigeoide: Superficie de referencia de las alturas normales, la cual no es una equipotencial y por lo tanto no tiene significado físico. Datum Horizontal: Es el conjunto de parámetros que relacionan un Elipsoide Local Particular con un Sistema de Referencia Global. Datum vertical: Clásicamente se define como el punto al cual se refieren las alturas. La definición moderna incluye una superficie de referencia, alturas físicas y alturas geométricas sobre el elipsoide. Desnivel: Diferencia de altura entre dos puntos o elementos fijos. Determinación de “C”: Es la representación de la desviación del eje de la visual de un nivel con respecto a la horizontal. Elipsoide: Modelo físico matemático que representa a la Tierra, caracterizado por las constantes geométricas a (semieje mayor) y f (aplanamiento), y los parámetros físicos ω (velocidad angular de rotación) y m (masa). Empalme: Renivelación entre dos placas ya establecidas, cuyo desnivel debe estar dentro del margen según el orden de precisión establecido. Estación o armada: Sitio donde se coloca un instrumento de nivelación con el fin de realizar observaciones para trasladar desniveles entre dos o más puntos. Extracto: Resumen de los desniveles. Invar: Material resultante de la aleación hierro – níquel (35%-36%) que se caracteriza por su bajo coeficiente de expansión térmica, excelente para 5

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aplicaciones donde temperatura.

se requiere que no

haya cambios por variaciones de

Mira: Instrumento con características de escala o código de barras que se utiliza para la medición de desniveles por medio de un nivel. Nivel: Instrumento de medición topográfico o geodésico destinado a la obtención de diferencias de altura entre puntos. NP, BM o Marca de cota fija: Punto materializado en terreno al cual se le determina su altura o Cota. Nivel circular: Accesorio que sirve para nivelar cualquier instrumento de precisión. Nomenclatura: La nomenclatura de los puntos de Control Geodésico Vertical estará definida mediante un identificador numérico de ocho (8) dígitos compuesto de la siguiente forma: Los primeros dos (2) dígitos corresponden al código DANE asignado para cada Departamento según la División Político Administrativa Nacional. Los tres (3) dígitos siguientes son determinados a partir del código DANE asignado para cada Municipio dentro del respectivo Departamento. Los tres (3) últimos dígitos se reservan para dar cuenta del número de puntos materializados en cada Municipio, iniciando desde el 001 y siguiendo de forma consecutiva. La División de Geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, generará y aprobará la nomenclatura oficial para la denominación de los vértices materializados en todo el territorio nacional, con el objeto de llevar un único registro de la nomenclatura. La nomenclatura de los puntos materializados con anterioridad a esta Resolución, se mantendrá conforme a como fue establecida en los trabajos de campo. 6

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Sección: Tramos en los que se divide una línea de nivelación. Una sección corresponde al desnivel que existe entre dos puntos NP, BM o marcas de cota fija. Vista: Conjunto de observaciones de valores escalares realizados sobre una mira para establecer la altura de puntos o desniveles entre estos. Punto de control (PC): Punto de empalme al reiniciarse una jornada de mediciones o sección. Punto de cambio: Es el punto en donde se colocan las miras durante cada armada del instrumento nivelador. TBM: Marca terrestre temporal para una sección. Vista extra hacia adelante (Extra Fore Sight (E.F.S): Vista extra hacia adelante o punto de cota intermedio, en un punto arcifinio de fácil fotoidentificación que se toma como apoyo para la preparación de mapas. Ramales: Las líneas y sectores abiertos o que no cierran circuitos de nivelación se denominan ramales, y comúnmente derivan de líneas y circuitos previamente ajustados.

ABREVIATURAS BFFB EFFE MAGNA SIRGAS GNNS

Backsight-Foresight-Foresight-Backsight (visual atrás-visual adelante-visual adelante-visual atrás) Marco Geocéntrico Nacional de Referencia Sistema de Referencia Geocéntrico para Las Américas Global Navigation Satellite Systems 7

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IGAC FGCS

Instituto Geográfico Agustín Codazzi Federal Geodetic Control Subcommittee

1. INTRODUCCIÓN A LA NIVELACIÓN GEODÉSICA

La altura de un punto ubicado en la superficie terrestre está definida por la superficie de referencia sobre la cual se determina dicha altura; por lo tanto, existen alturas niveladas, vale decir, aquellas referidas al nivel medio del mar; elipsoidales, referidas a una superficie matemática denominada elipsoide; alturas ortométricas definidas a partir de una superficie equipotencial llamada geoide, y alturas normales determinadas a partir del cuasigeoide. La superficie de referencia sobre la cual se miden las alturas es llamada Datum Vertical o Sistema de Control Vertical, y se determinada mediante un procedimiento en campo conocido como nivelación. Actualmente la superficie adoptada oficialmente para Colombia como Datum Vertical, es el nivel medio del mar local que tiene origen en el mareógrafo de Buenaventura. 8

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El Sistema de Control Vertical esta compuesto clásicamente por dos tipos de alturas; una geométrica y otra física. Esta clasificación obedece principalmente a la metodología empleada para determinar alturas verticales, al modelo físico o matemático involucrado, y a su aplicación práctica (Heiskanen and Moritz, 1967, cap, 4; Zakatop 1981; Torge 1983). Las alturas geométricas son aquellas que no involucran consideraciones físicas en su determinación, es decir, que no tienen en cuenta el Efecto de Campo Gravitacional Terrestre sobre las mediciones; dentro de ellas se distinguen las alturas niveladas y elipsoidales. Las alturas niveladas son determinadas mediante la obtención de desniveles entre puntos, a partir de un punto origen cuyo valor es cero; las alturas elipsoidales se obtienen a partir del uso de técnicas de posicionamiento satelital GNSS, y se definen como la distancia medida entre el punto de observación en la superficie terrestre y un elipsoide de referencia, tomada dicha distancia a lo largo de la normal al elipsoide, en donde la magnitud y dirección de este vector dependen del elipsoide empleado. Las alturas físicas (normales, ortométricas y dinámicas), consideran la combinación de los números neopotenciales de los puntos nivelados con valores de gravedad reducidos, a partir de hipótesis sobre la distribución de masas internas terrestres o mediante el modelamiento matemático de la tierra y su campo de gravedad normal. El Sistema de Control Vertical a través de la nivelación geodésica, proporciona alturas precisas a grandes extensiones de terreno utilizadas en estudios geodésicos principalmente para la elaboración cartográfica, la determinación de alturas referidas al Geoide, estudios científicos sobre variaciones verticales de la corteza terrestre y cambio global.

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Tradicionalmente el establecimiento del Sistema de Control Vertical emplea como superficie de referencia el nivel medio del mar, definido mediante la observación de éste por largos periodos de tiempo en estaciones mareográficas, y se asume coincidente con el Geoide. Sin embargo para determinar la distancia vertical real entre la superficie de referencia anteriormente definida y un punto nivelado sobre la superficie terrestre, es necesario considerar el comportamiento del campo de gravedad en la zona; de lo contrario, sólo se obtendrá una altura nivelada. La nivelación de precisión geodésica permite determinar una red básica de puntos de control vertical de diversos órdenes de acuerdo a la técnica empleada, es por esto que definiremos las tres principales técnicas de nivelación utilizadas actualmente a nivel mundial. Nivelación Diferencial: Este técnica de nivelación es la más precisa para determinar la altura de un punto sobre la superficie terrestre, y consiste en medir la diferencia de altura entre dos puntos A y B, para lo cual se ubican miras verticales sobre cada uno de los puntos, y un nivel o instrumento nivelador en medio de éstos, a una distancia más o menos equidistante, denominada balanceo; se realizan lecturas en vistas atrás y adelante, sobre las dos miras calibradas, y en posición completamente vertical, obteniendo una diferencia entre las lecturas la cual representa el desnivel entre los puntos. Nivelación Trigonométrica: Con este método se utilizan relaciones trigonométricas para determinar las distancias verticales entre puntos de la superficie. La nivelación trigonométrica permite realizar mediciones verticales al mismo tiempo que mediciones angulares horizontales entre puntos. Nivelación Barométrica: Las alturas obtenidas mediante nivelación barométrica aplican la relación física que existe entre la altura y la presión atmosférica de un lugar. Las diferencias de alturas entre dos puntos son determinadas por medidas de diferencias de la presión atmosférica. No obstante no ser una de las técnicas más precisas, tiene la ventaja de que a través de ésta, se obtienen alturas relativas con gran rapidez para puntos muy lejanos, las cual son utilizadas en estudios de exploración y reconocimiento. 10

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Una vez identificadas las técnicas para la obtención de alturas, en este manual se adoptará la nivelación diferencial para la determinación de puntos del Control Vertical Físico. 2. ESPECIFICACIONES DE LA PRECISIÓN DE LAS REDES DE CONTROL VERTICAL FÍSICO

De acuerdo con [1] la Resolución Técnica del IGAC para la definición de Redes y Levantamientos Geodésicos, los órdenes de precisión para la componente física del Control Vertical son:

CLASIFICACIÓN

PRECISIÓN RELATIVA

Primer Orden Segundo Orden Tercer Orden Cuarto Orden

2mm x √ de la sección dada en Km 4mm x √ de la sección dada en Km 6mm x √ de la sección dada en Km 10mm x √ de la sección dada en Km

Tabla No 1. Clasificación de un punto de nivelación de acuerdo a su precisión relativa.

Con base en la clasificación para puntos de nivelación geodésica, se definen especificaciones y procedimientos para la incorporación de información obtenida mediante el uso de niveles digitales, asociado a miras con código de barras, determinando la geometría de la red de Control Vertical.

Geometría de la red Orden

Primero

Segundo

Tercero

Cuarto

Distancia máxima entre BM (km) Distancia promedio entre BM (km) Distancia máxima entre los puntos de control de la red (Km)

3 1.6

3 1.6

3 1.6

3 3.0

a

300

11

a

100

a

50

a

50

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Número mínimo de BM por nodos 6 6 4 Sistemas de nivelación electrónicos digitales / miras con código de barras, 25km. b Sistemas de nivelación electrónicos digitales / miras con código de barras, 10 km. a

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Tabla No 2. Geometría de las redes de nivelación.

Como se especificó en la tabla anterior, los nuevos levantamientos requieren que existan marcas de cota fija antes y después de la línea de nivelación. Estas marcas de cota fija deben tener asociado un orden equivalente, o mejor, al determinado en la planeación de la campaña. Los levantamientos de primer orden requieren como mínimo seis marcas de cota fija como conectores de chequeo válidos o empalmes, tres a cada extremo de la línea. Para los levantamientos de los demás órdenes solo requieren cuatro marcas de cota fija como conectores de chequeo válidos, dos a cada extremo de la línea. La diferencia de altura observada con relación a su altura ajustada en épocas anteriores de los puntos de empalme no debe superar el límite de tolerancia del nivel de precisión que requiere la línea de nivelación. Puntos de empalme que se localicen en la misma estructura terrestre y que puedan ser afectados por la misma perturbación, no deben ser considerados para un buen empalme. Además los empalmes se deben realizar para conectar cualquier red de puntos de control a menos de 3 km de la ruta de acceso o nivelación. Distancia del levantamiento a una Red de Control Vertical Físico Inferior a 0,5 km Entre 0,5 y 2,0 km Entre 2,0 y 3,0 km

Espaciamiento máximo entre los puntos de empalme y control de las redes (km) 5 10 20

Tabla No 3. Parámetros para definir puntos de empalme.

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3. MATERIALIZACIÓN 3.1. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Uno (1) Los Puntos de Control Vertical Físico de primer orden deben ubicarse en sitios cuyo horizonte este despejado los 360° y donde las condiciones físicas del entorno sean favorables para realizar mediciones con equipos de nivelación digital y de posicionamiento GNSS; Estos puntos son convencionalmente materializados mediante monumentos en forma de pirámide truncada que mide 0,50 x 0,50 m de cara inferior y 0,35 x 0,35 m de cara superior x 1,6 m de altura y sobresale del terreno 0,60 m. Ver Figura 2. Se recomienda que la distancia de separación entre los puntos de primer orden, oscile entre los 10 y 15 km, teniendo en cuenta que la estabilidad del terreno debe ser la más fiable y con valores de la posición vertical perfectamente definidos o estimados.

Figura 2. Materialización de Puntos de Control Vertical Físico de Orden Uno (1).

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3.2. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Dos y Tres (2 y 3) Para la ampliación de puntos de nivelación geodésica de segundo orden, se ha establecido que el entorno físico seleccionado para el punto debe ser favorable para realizar rastreos con equipos GNSS y que la materialización debe ser mediante un mojón de concreto en forma de pirámide truncada que mida 0,45 m x 0,45 m de cara inferior y 0,30 m x 0,30 m de cara superior x 1,0 m de altura y sobresalga del terreno 0,20 m. Ver figura 3.

Figura 3. Materialización de Puntos de Control Vertical Físico de Orden Dos y Tres (2 y 3).

Materiales: Concreto formado por la mezcla de 1x2x3 partes de cemento, arena y grava respectivamente. Un molde de madera de forma piramidal truncado de 0,45 m x 0,45 m de lado interior inferior y 0,30 m x 0,30 m de lado interior superior, con 0,20 m de altura para la parte superior del mojón. Una placa de bronce para la identificación del punto 14

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Un acople de madera Estructura en hierro de 1,10 m Procedimiento de construcción: Se hace una excavación de 0,45 m x 0,45 m x 1 m en forma de “pata de elefante”. Esta excavación debe ensancharse hacia el fondo de modo que en la base (a 1 m de profundidad) mida aproximadamente 0,50 m x 0,50 m. Se vacía la mezcla lentamente, manteniendo cuidadosamente la verticalidad de la estructura de acero, mediante el uso de una plomada, hasta 5 cm antes de la superficie. En este momento se asegura firmemente el molde de madera procurando que quede enterrado 5 cm. Esto evitará que la mezcla se derrame. Se continúa con el llenado del molde de tal manera que la cara superior de la estructura quede ligeramente cubierta por la superficie de la mezcla. Se incrusta la placa de identificación del punto, orientada de modo que al leerla, el observador esté dando visual hacia el norte. Se recomienda materializar puntos de orden dos y tres, distanciados entre 0,8 y 1,5 km, sobre los bordes de carretera, donde se garantice que las condiciones de durabilidad del monumento y estabilidad del terreno, sean óptimas. 3.3. Puntos de Control Vertical Físico de Orden Cuatro (4) Para monumento de puntos de orden cuatro, se ha establecido la incrustación. Este tipo de materialización consiste en la colocación de una placa de identificación (generalmente de bronce) cuya superficie queda a ras con la superficie de cabezote de alcantarilla, estribo de puente u otro elemento del inventario vial perdurable. Ver figura 5.

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Figura 4. Materialización de Puntos de Control Vertical Físico de Orden Cuatro (4).

La separación entre puntos de control vertical físico de orden cuatro es igual que la aplicada a los órdenes dos y tres, es decir, de 0,8 a 1,5 km y donde la estabilidad del monumento y durabilidad sean garantizadas.

4. REQUISITOS PARA LA NIVELACIÓN GEODÉSICA La nivelación digital es un sistema creado recientemente para determinar diferencias de alturas entre dos puntos de la superficie, usando instrumentos y métodos casi totalmente automáticos. Esto se logra mediante la construcción de un sistema de reconocimiento de imagen que poseen los instrumentos de nivelación digital y el uso de miras graduadas mediante códigos de barras. El procedimiento de medición consiste en nivelar el equipo en relación a la superficie topográfica, logrando la horizontalidad de la visual instrumental por medio del ajuste de un compensador interno, se realiza la visual sobre la superficie de Invar de la mira con código de barras, enfocando lo más claramente posible y garantizando que los tres hilos del ocular se encuentren dentro del área de lectura de la mira; se oprime el botón de medición y automáticamente el equipo realiza el número de lecturas preestablecidas sobre la mira. Para nivelación geodésica de primer orden, el número mínimo de lecturas debe ser de tres por cada visual. El instrumento de nivelación por cada lectura que realiza, almacena una imagen del código de barras de la mira, la cual correlaciona con una imagen digital de la 16

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mira que se encuentra almacenada dentro del instrumento nivelador. Esto le permite al software interno que maneja el nivel digital, determinar donde la línea de nivel de la visual intercepta la mira y así determinar la altura del punto a partir del punto cero de la mira. Estas medidas son mostradas por la pantalla del nivel y se almacenan para calcular la diferencia de elevación entre las vistas atrás y adelante de la mira. Esta parte del proceso es totalmente automático mientras las demás operaciones de campo son idénticas a las realizadas con niveles ópticos.

4.1. Metodología en campo El procedimiento en campo para efectuar una nivelación de tipo geodésico con equipos digitales, se continúa realizando de igual manera que con equipos ópticomecánicos, mediante la toma de datos en visuales adelante y atrás, y con doble medición de los puntos en trayectos de ida y regreso. Los levantamientos de nivelación Geodésica realizados por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi o para el Instituto, deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones e instrucciones operativas extractadas del Manual de Nivelación Geodésica del Servicio Geodésico Interamericano [2], Pág 7: En general, toda línea de nivelación debe iniciar y terminar en marcas de cota fija previamente establecidas, y en las cuales se haya identificado su precisión. Todas las líneas de nivelación de primer orden deben nivelarse independientemente, tanto en dirección delantera como trasera. Al inicio o fin de una línea de nivelación y en cualquier punto de unión con nivelación previamente establecida, se realizará el procedimiento de nivelación con el mismo orden de precisión de la línea de nivelación ya existente. Al realizar enlaces con líneas de nivelación antiguas en las cuales las marcas de cota fija se encuentren muy separadas, o donde se hayan destruido varias marcas, se recomienda efectuar mediciones en direcciones de ida y regreso, desde el punto de unión entre las dos líneas, lo cual permitirá obtener una conexión más precisa entre la línea nueva y la antigua.

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Las mediciones de ida (delanteras) en cualquier sección de una línea de nivelación, debe efectuarse bajo condiciones atmosféricas diferentes a las mediciones de regreso (traseras). Se recomienda especialmente efectuar la medición de regreso en horas de la tarde, si las mediciones de ida (delanteras) fueron realizadas en la mañana o viceversa, y en lo posible con niveles y miras diferentes. El instrumento de nivelación debe protegerse en todo momento contra los rayos solares directos, para lo cual se recomienda el uso de parasol al momento de efectuar las mediciones. A la hora del almuerzo y al finalizar las labores cotidianas, o cuando por cualquiera otra razón se interrumpa la nivelación por un periodo de tiempo largo (superior a una hora), se deberá registrar la lectura de la temperatura del ambiente, al grado centígrado más cercano. Si se interrumpe la nivelación de una sección se deberá tomar la temperatura, al momento de la interrupción y cuando de reanuda la nivelación. Los niveles de burbuja de las miras deben calibrarse por lo menos una vez al mes, para garantizar una variación de la verticalidad inferior a 10’ de arco. Generar procedimiento de calibración en anexos. 4.2. Determinación de la colimación del instrumento El proceso para determinar la colimación de un instrumento de nivelación es de gran importancia y debe realizarse mínimo una vez cada dos semanas; se recomienda que para levantamientos de nivelación de primer orden, este se efectúe a diario y quede registrado junto a las observaciones realizadas durante la jornada de trabajo. Existen varias técnicas para determinar la colimación de instrumentos de nivelación digital, las cuales se explican a continuación: 4.2.1. MÉTODO AXXB: Diseñado por Fórster y Nábauer, tiene como característica que la distancia entre el instrumento y los puntos de control A y B están distanciados en relación de 1:2. 18

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Proceso de Fórster: Consiste en ubicar el nivel a una distancia de un tercio de Χ al punto A y dos tercios de Χ respecto del punto B, para la primera y segunda posición respectivamente, donde la distancia de Χ debe oscilar entre 45 y 60 m. Condiciones de distancias:

Χ = A1 + B1 Para la primera posición: 0,2 × Χ < A1 < 0,4 × Χ Para la segunda posición: 0,2 × Χ < B2 < 0,4 × Χ

Figura 5. Colimación instrumental, método AXXB, proceso Fórster.

Proceso Nábauer: En el proceso de colimación de Nábauer, se ubica el instrumento de nivelación en los extremos de los puntos A y B, donde la distancia Χ a cada uno de éstos, debe estar entre 15 a 20 m. Este proceso se realiza colocando el nivel en dos estaciones diferentes; inicialmente el nivel se ubica en la primera posición del gráfico y realiza mediciones sobre la mira ubicada en el punto B, luego se posiciona en dos y efectúa las mediciones a la mira del punto A. Teniendo el promedio de las mediciones de ΧA y ΧB, se determina la longitud de separación entre los punto A y B, y así se obtiene el error de colimación del instrumento. 19

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Condición de distancias: La distancia ΧA promedio debe ser de 15 a 20 m La distancia ΧB promedio debe ser de 15 a 20 m

Figura 6. Colimación instrumental, método AXXB, proceso Nábauer.

4.2.2. MÉTODO AXBX: Este método ofrece dos tipos de procedimientos para determinar la colimación instrumental denominados, clásico o desde el centro y de Kukkamáki. Proceso clásico o desde el centro: La distancia de separación entre miras A y B debe ser de aproximadamente 30 m; el nivel se instala en el centro de la distancia de las miras y toma las lecturas a cada una de ellas. Posteriormente se traslada el nivel al extremo de la mira B, con distancia superior a 2,5 m y realiza una nueva lectura sobre la mira. Condición de distancias Primera posición: El nivel se debe ubicar en el centro de las miras con una precisión de +/- 1 m. 20

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Segunda posición: El nivel se debe ubicar a una distancia superior a 2,5m de la mira B.

Figura 7. Colimación instrumental, método AXBX, proceso Clásico o desde el centro.

Proceso Kukkamáki: La separación entre las miras A y B debe ser de aproximadamente 20 m y al centro de esta distancia se ubica el nivel; se realizan las mediciones a las miras A y B y se procede a trasladar el equipo al extremo exterior de la mira B a una distancia igual a la que existe entre las miras A y B, y se toma una nueva lectura sobre la mira B. Condiciones de distancias Primera posición: La distancia entre las miras A y B es aproximadamente 20 m. Segunda posición: La distancia a=b.

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Figura 8. Colimación instrumental, método AXBX, proceso de kukkamáki.

De los métodos y procedimientos para corregir la colimación instrumental detallados anteriormente, el método AXXB, proceso Fórster, es el que se sugiere implementar para las futuras campañas de nivelación geodésica realizadas por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi. 4.3. Longitud máxima de secciones La longitud promedio entre secciones o BM´s para los órdenes uno, dos y tres de nivelación geodésica, de acuerdo con la tabla sección 3.5 del documento [3], es de 1,6 km y para nivelación geodésica de cuarto orden se estima en 3 km. Igualmente se establece que la longitud máxima de las secciones o BM´s para los cuatro primeros órdenes de nivelación geodésica es de 3 km. Lo anterior aplica en general, pero existen casos particulares en el terreno en el cual no se cumplen estas distancias promedio y máxima, los cuales serán tratados de forma especial.

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4.4. Manejo de las miras La nivelación geodésica de primero y segundo ordenes realizada con instrumentos digitales, requiere que los niveles se utilicen acompañados de mira de nivelación fabricadas de invar, de una sola pieza, con código de barras, nivel de burbuja, y certificado del coeficiente de dilatación y de calibración longitudinal. Las miras niveladoras de invar con código de barras son instrumentos de medición de alta precisión y su empleo requiere de un manejo especial, por lo cual se deben seguir las siguientes reglas básicas para su correcta operación y transporte. • • • • • • • • • •

No colocar la mira directamente sobre el asfalto o superficies en concreto. Evitar el contacto de la base de la mira con el suelo o superficies abrasivas. Realizar ocasionalmente doble medición de un mismo punto para chequear la calidad de las mediciones. Nunca realizar lecturas por debajo de los 0.50 m o por encima de los 2,70 m de la mira niveladora. Los tres hilos del instrumento deben indicar en la zona de lectura la mira. Se debe emplear la misma mira para iniciar y terminar en una marca de cota fija o BM. La mira debe estar balanceada y nivelada verticalmente, para ello se debe tener buen dominio de su trípode y emplear los niveles de burbuja (ojo de pollo) para mantener la verticalidad de la misma. No transportar la mira apoyada de la superficie de INVAR y que vaya lo más verticalmente posible. Evitar cualquier tipo de golpe de la mira durante el proceso de embalaje, transporte y operación en campo. En caso de sufrir cualquier tipo de golpe, se debe reportar en la cartera de campo, indicando la hora y fecha. Cuando el operador de la mira requiera descansar del peso de la mira, no se debe apoyarla directamente al suelo, sostenga la base de la mira sobre el zapato u otro elemento resistente no abrasivo.

Uno de los instrumentos de medición más importantes del proceso de nivelación es la mira, por ello, deben ser tratadas con extremo cuidado durante su manipulación, cualquier golpe que sufra el instrumento por leve que sea, puede descalibrarlo y dejarlo inservible. En el país no existe ningún centro especializado 23

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en la calibración de éste instrumental y el proceso de recalibración con la respectiva casa fabricante es muy costoso. 4.5 Balanceo máximo permitido La diferencia máxima permitida en longitud entre la vista atrás y adelante en cualquier estación de instrumento individual es de 5 m. Esta diferencia debe reducirse en cada estación mediante el control de la distancia entre miras de acuerdo al buen criterio y cuidado del operador en campo, evitando perder demasiado tiempo en este proceso. El operador del nivel debe evitar el uso constante de vistas extremadamente cortas o largas. Las vistas deben efectuarse con la longitud suficiente para que se requiera una cantidad moderada de armadas. De acuerdo a las especificaciones del fabricante de niveles digitales, el instrumento no debe exponerse directamente a la luz solar. El fabricante recomienda usar un parasol para proteger el equipo de la luz solar en campo.

5. PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN Y REGISTRO El procedimiento de observación en cada estación de instrumento o armada debe ser como se indica a continuación: a) Instalar y nivelar el nivel de forma tal que el balanceo entre miras sea inferior a 2 m para nivelación geodésica de orden uno, y 5 m para orden dos. b) Verificar la verticalidad de las miras y que los hilos del instrumento estén 0,50 m por encima y 2,70 m por debajo de la zona de lectura de las miras en vistas atrás y adelante.

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c) Tomar la lectura instrumental, la cual debe ser mínimo de tres lecturas simultáneas. El nivel digital es programado previamente con este parámetro. d) En estaciones de instrumento de número impar, la vista atrás debe tomarse antes que la vista adelante, y en aquellas de números pares, la vista adelante debe tomarse antes que la vista atrás. Debido a que la mira se mantiene en un punto de cambio tanto para vista atrás como para vista adelante, el resultado de este método permite que se lea la misma mira primero en cada estación. e) Al momento de tomar las lecturas en vista atrás y adelante se debe verificar que la dispersión de la señal del nivel no supere los 0,0003 m de lo contrario es necesario repetir la medición. Los problemas de dispersión suceden cuando existe circulación abundante de tráfico por la carretera, fuertes corrientes de viento, temperaturas ambientales elevadas o interrupciones por obstrucción de la señal. f) Se recomienda que las distancias máximas entre miras para zonas planas no superen los 50 m. g) Se recomienda que el instrumento siempre este protegido con un parasol al momento de la toma de lecturas, sin importar las condiciones climáticas. h) Es importante mencionar que el equipo de nivelación digital debe transportarse lo más vertical posible entre cada armada, y en ningún momento arrastrar las bases del trípode que lo sostiene. PROCEDIMIENTOS DE CAMPO Orden

Primero

Segundo

Método de observación mínimo

Micrómetro

Micrómetro

Procedimiento de ejecución de la sección Diferencia de visuales hacia adelante y atrás las cuales no deben ser superiores, por estación (m)

SRDS o DR o SP

SRDS o DR o SP

Tercero Micrómetro o 3-hilos SRDS o DR o SP

2

5

5

25

Cuarto 3-hilos SRDS o DR* 10

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Diferencia de visuales hacia adelante y atrás las cuales no deben ser superiores, por sección (m) Máxima longitud de la señal (m) Distancia mínima del suelo a la visual (m) Número de variables de operación cuando se emplean miras de nivelación sin detalles de calibración Determinar el gradiente de temperatura para el rango de altura de las visuales en cada medición Máximo error de cierre por sección (mm) Máximo error de cierre por circuito (mm) MÉTODO MECANICO DE LECTURA DE LOS 3 HILOS Lectura de verificación (diferencia entre la parte superior e inferior de los intervalos), para una inicialización (décimas de unidades de la mira) Leer primero la mira 1, cuando se emplee secuencia de procedimiento de observación alternativo Método de simples diferencias empleando el micrómetro Lea verificando (diferencia entre lecturas bajas y altas de la escala de la mira), por set de lectura no se debe exceder en (unidades del micrómetro) Leer primero la mira 1 cuando se emplee secuencia de procedimiento de observación alternativo METODO ELECTRONICO DIGITAL CON MIRA DE CÓDIGO DE BARRAS ∆h1 - ∆h2 para un set de observación aplicando el procedimiento MDS no debe exceder (mm) Numero mínimo de mediciones para la toma de una lectura MIRA CON DOBLE ESCALA, PARA PROCEDIMIENTO DS Diferencia de elevación para

4

10

10

10

50

60

60

70

0,50

0,50

0,50

0,50

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

SI

3√D

4√D

6√D

8√D

4√E

5√E

6√E

8√E

--

--

2

2

--

--

SI

SI

---

---

3

4

---

---

SI

SI

0,30

0,30

0,60

0,70

3

3

3

3

0,40

1,00

1,00

2,00

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mediciones bajas y altas de la escala por set , con instrumentos con compensador reversible, no debe exceder en (mm) OTROS TIPOS DE INSTRUMENTOS Miras cortas 0,25 0,30 0,60 0,70 Miras largas 0,30 0,30 0,60 0,70 (DS-- Procedimiento simultaneo doble; Ver las secuencias del procedimiento de observación) (MDS- Procedimiento simultaneo doble modificado; Ver las secuencias del procedimiento de observación) (DR -- Doble recorrido de nivelación) (SP -- Para líneas de menos de 25 km, doble recorrido de nivelación) (D ---Longitud de una sección corta en una dirección medida km) (E ---Longitud del circuito de nivelación en km) Tabla No 4. Parámetros de operación en campo de los instrumentos de nivelación digital.

5.1. Procedimiento en campo para Nivelación Geodésica de Primero y segundo ordenes de precisión

Verifique que el instrumento nivelador, el trípode y la mira de invar estén físicamente en buen estado, es decir, todos estos elementos deben ceñirse a las pautas de este manual de nivelación digital. Ajuste la temperatura instrumental a la del medio ambiente, para lo cual se requiere encender el equipo y dejarlo sin operarlo durante un tiempo prudencial. Los fabricantes de equipos de nivelación digital, recomiendan que la diferencia de temperatura en grados centígrados multiplicado por dos, es igual al tiempo en minutos requerido para que el nivel ajuste a una nueva temperatura. El método de lectura sugerido por FGCS es BFFB (visual atrás, visual adelante, visual adelante, visual atrás); en caso de emplear otro método favor anotarlo al inicio de la cartera. No exceda de 50 metros la longitud de las visuales, ni 1 metro el balanceo de las mismas. 27

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Determine el valor de colimación del nivel digital “C” El valor máximo de colimación no debe exceder 10 segundos de arco ó 0,05 mm/m. La colimación debe verificarse al inicio y final de cada día de observación. Típicamente se realiza en la mañana y en la tarde o durante el día, los valores de colimación no deben sobrepasar los cuatro segundos de arco. Mantenga el trípode y el nivel en todo momento a la sombra de los rayos solares. Evite observar en áreas con intensa radiación solar. No realice mediciones cuando se presente excesiva vibración del terreno. Enfoque con precisión los hilos instrumentales del nivel sobre la mira. No realice mediciones cuando una sección sea interrumpida por obstrucción de la mira (por ejemplo ramas de un árbol, paso de transeúntes). No efectúe mediciones más allá de la base o tope permitidos de la mira. Distancia de lectura a la base de la mira debe ser por encima de los 0.50 m y la distancia de lectura de la mira al tope debe ser inferior a los 2.70 m. Lea, comprenda y ponga en práctica los consejos e información del manual de usuario del nivel digital. Elabore un resumen de los errores de cierre de la sección para propósitos de validación.

5.2. Procedimiento en campo para Nivelación Geodésica de tercero y cuarto ordenes de precisión Verifique que el instrumento nivelador, el trípode y la mira de invar estén físicamente en buen estado, es decir, todos estos elementos deben ceñirse a las pautas de este manual de nivelación digital. 28

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Verifique que el instrumento nivelador, el trípode y la mira de invar estén físicamente en buen estado, es decir, todos estos elementos deben ceñirse a las pautas de este manual de nivelación digital. Ajuste la temperatura instrumental a la del medio ambiente, para lo cual se requiere encender el equipo y dejarlo sin operarlo durante un tiempo prudencial. Los fabricantes de equipos de nivelación digital, recomiendan que la diferencia de temperatura en grados centígrados multiplicado por dos, es igual al tiempo en minutos requerido para que el nivel ajuste a una nueva temperatura. El método de lectura sugerido por FGCS es BFFB (visual atrás, visual adelante, visual adelante, visual atrás); en caso de emplear otro método favor anotarlo al inicio de la cartera. No exceda de 70 metros la longitud de las visuales, ni 2 metros el balanceo de las mismas. Determine el valor de colimación del nivel digital “C”. El valor máximo de colimación no debe exceder 10 segundos de arco ó 0,05 mm/m. La colimación debe verificarse al inicio y final de cada día de observación. Típicamente se realiza en la mañana y en la tarde o durante el día, los valores de colimación no deben sobrepasar los cuatro segundos de arco. Mantenga el trípode y el nivel en todo momento a la sombra de los rayos solares. Evite observar en áreas con intensa radiación solar. No realice mediciones cuando se presente excesiva vibración del terreno. Enfoque con precisión los hilos instrumentales del nivel sobre la mira. No realice mediciones cuando una sección sea interrumpida por obstrucción de la mira (por ejemplo ramas de un árbol, paso de transeúntes). 29

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No efectúe mediciones más allá de la base o tope permitidos de la mira. Distancia de lectura a la base de la mira debe ser por encima de los 0.50 m y la distancia de lectura de la mira al tope debe ser inferior a los 2.70 m. Lea, comprenda y ponga en práctica los consejos e información del manual de usuario del nivel digital. Elabore un resumen de los errores de cierre de la sección para propósitos de validación.

6. EQUIPOS EMPLEADOS PARA NIVELACIÓN GEODÉSICA La nivelación geodésica requiere la utilización de equipos de nivelación que garanticen las precisiones requeridas de acuerdo con [1] la Resolución Técnica IGAC para la Definición de Redes y Levantamientos Geodésicos.

Orden de Precisión

Primero

Segundo

Tercero

Cuarto

Repetibilidad mínima para realizar la medición de una visual

0,25”

0,25”

0,50”

1,00”

Material de construcción de la mira niveladora

IDS

IDS ó ISS

ISS

Resolución del instrumento y la mira (combinados) Resolución menor a (mm)

Madera ó metal

0,1

0,1

0,5 – 1,0*

1,0

IDS- Miras de invar con doble escala de medición. ISS – Miras de invar con una sola escala de medición Es opcional el uso de micrómetro. * 1,0 mm si se emplea el método 3-hilos 0,5 si se emplea micrómetro óptico Tabla No 5. Características de los instrumentos de nivelación digital.

Para la nivelación de primer orden sólo se sugiere emplear instrumentos de nivelación con compensador de desnivel y micrómetro óptico. Las miras de 30

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nivelación deben ser de una sola pieza. Las miras de madera y metal solo deben emplearse para nivelación de cuarto orden de precisión.

PROCEDIMIENTOS DE CALIBRACIÓN Orden de Precisión INSTRUMENTO DE NIVELACIÓN Error de colimación máximo para una visual (mm) Error máximo de colimación para instrumentos con compensador reversible, con valor medio de dos visuales (mm/m). Intervalo de tiempo transcurrido entre dos determinaciones del error de colimación, no superior en días, para equipos cuya característica sea tener compensador reversible Intervalo de tiempo transcurrido entre dos determinaciones del error de colimación, no superior en días, para equipos diferentes a los de compensador reversible Máxima diferencia angular entre dos visuales con equipos de compensador reversible (seg de arco) MIRA DE NIVELACIÓN Escala mínima de calibración estándar Intervalo de tiempo entre escalas de calibración ( años) Altura sobre la cual se garantiza la verticalidad de la mira con el nivel de burbuja (m) (N – Estándar Nacional EEUU) (M – Estándar del fabricante)

Primero

Segundo

Tercero

Cuarto

0,05

0,05

0,05

0,10

0,02

0,02

0,02

0,02

7

7

7

7

1

1

1

1

40

40

40

40

N

N

N

M

1

1

--

--

3,048

3,048

3,048

3,048

Tabla No 6. Parámetros de calibración de instrumentos de nivelación digitales y miras de nivelación.

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Los instrumentos de nivelación con compensador deben verificarse por lo menos cada dos semanas para garantizar su correcta operación. Las miras de nivelación deben verificarse cada vez que sufran cualquier tipo de golpe, o mínimo una vez a la semana. El fabricante de la mira debe describir el comportamiento del instrumento con respecto a la temperatura. Ejemplo: 560274 Mira de nivelación invar GPCL3 de 3m, código de barras, con nivel de burbuja, con certificado del coeficiente de dilatación y de calibración longitudinal.

6.1 Características generales de los niveles digitales a emplear

Campo de aplicación Mediciones de gran precisión Nivelaciones geodésicas de primero y segundo ordenes Desviación típica en 1 Km de nivelación doble (ISO 17132-2)

Precisión Medición electrónica Con mira de invar Con mira estándar Medición óptica Desviación típica de medición de distancia

0,3 mm 1 mm 2 mm Electrónica 1cm/20m (500ppm)

Alcance Medición electrónica Medición óptica

1,8m a 110m A partir de 0,6 m

Aumento del anteojo Compensador

Superior a 20X Tipo de compensador Margen de inclinación Precisión de estabilización (desviación típica)

De péndulo con amortiguación magnética +/- 10’ 0,3’’

Medición electrónica Resolución en medición de altura

32

0,01 mm

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Duración de una medida suelta

3 seg Medición suelta, media mediana, mediciones repetidas Medir y Registrar, Altura de mira/Distancia, puntos EF, aEF, EFFE, aEFFE intermedios, compensación, cálculo de cierres, replanteo Descripción, código libre, código rápido

Modos de medición Programas de medición Codificación Registro de datos Memoria interna Aseguramiento de los datos Peso Condiciones ambientales Temperatura en operación Temperatura en almacén Polvo/agua (IEC60529) Humedad

6000 mediciones ó 1650 estaciones EF Tarjeta PCMCIA (ATA-Flash / SRAM / CF) 2,5 a 4 kg -20 °C a +50°C -40°C a + 70°C IP53 95%, sin condensación

Tabla No 7. Características generales de los niveles digitales y miras de nivelación de Invar con código de barras.

7. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN DE NIVELACIÓN GEODÉSICA

La información obtenida de campo de las diferentes campañas de nivelación geodésica debe ser procesada y ajustada de acuerdo al orden de precisión establecido por la Resolución Técnica IGAC para la Definición de Redes y Levantamientos Geodésicos, de la siguiente manera: 7.1. Puntos de control vertical de orden uno y dos

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Los desniveles obtenidos en campo deben ser procesados con software científico, el cual le permite al calculista de una parte, ajustar los datos mediante mínimos cuadrados, y de otra considerar las siguientes correcciones (Ver anexo No 1): • • • • • •

•

Efecto de la gravedad o corrección ortométrica. Refracción. Errores de escala de la mira de nivelación. Temperatura de la mira de Invar. Campo magnético y marea terrestre. Error de colimación del instrumento. Para sistemas de nivelación digital con miras de código de barras, los datos de colimación deben ser almacenados con los datos de nivelación, y sus valores actualizados durante la captura de datos. Movimiento de la corteza terrestre.

7.2. Puntos de control vertical de orden tres y cuatro Los desniveles obtenidos en campo se procesarán con software comercial, es decir, aquel que internamente utiliza modelos prediseñados para estimar las variables diferentes a los desniveles de los puntos ocupados, y que el calculista no puede modificar o acceder. Este software comercial debe permitir manipular ciertos parámetros de procesamiento como el método de ajuste de la información (por sección o distancia), error de altura por estación, la distancia de balanceo, y efectuar correcciones en las mediciones por cambios de temperatura.

8. BIBLIOGRAFÍA [1] Resolución Técnica del IGAC para la definición de Redes y Levantamientos Geodésicos. IGAC. 2008.

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[2] Manual de Nivelación Geodésica del Servicio Geodésico Interamericano. Servicio Geodésico interamericano. 1970. [3] FGCS Specifications and Procedures to Incorporate Electronic Digital/Bar-code Leveling System. Pdf. Adopted 14 june 1995. http://www.fgdc.gov/participation/working-groupssubcommittees/fgcs/fgcs/tech_pub/#vertical. [4] http://www.ngs.noaa.gov/heightmod/Leveling/leveling/leveling_index.html. [5] Manual de uso del Nivel digital DNA3 de Leica. Versión 1.2. [6] Manual de uso de las miras con código de barras GPLE2N/GPLE3N de Leica.

ANEXOS

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ANEXO No 1 CORRECIONES APLICADAS A LOS DESNIVELES ENTRE PUNTOS

Correcciones aplicadas por NGS a las observaciones de nivelación •

Corrección del balance de la mira

Cr= D*e D= Valor de la elevación para una sección dada en metros. e= Promedio del exceso de longitud de la pareja de miras dado en mm/m. El exceso de longitud es determinado en el proceso de calibración de la mira.

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•

Corrección de la temperatura de la mira

Ct= (tm – ts)D*CE tm= Valor medio de temperatura de la tira de invar de la mira. ts)= valor de temperatura estándar de la tira de invar de la mira. D= Valor de elevación observada entre los NP o marcas de cota de nivel fijo. Ce= Coeficiente medio de expansión térmico. •

Corrección por refracción (termistores)

R=-10-5 * Y(S/50)2 δ * D S= Distancia del instrumento a la mira en metros. Y= 70 δ= Diferencia de temperatura observada entre pruebas realizadas para cada inicio de la sesión de lecturas. D= medida de elevación para el inicio de la sesión dado en unidades de medio centímetro.

ANEXO No 2 PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIÓN DE LOS NIVELES DE BURBUJA DE LAS MIRAS

En todos los levantamientos de nivelación geodésica de orden de precisión uno a cuatro, se debe garantizar que la verticalidad de las miras sea inferior a 10’ de arco, para ello se emplean niveles de burbuja (ojo de pollo), los cuales van adheridos a las miras. Los niveles de burbuja deben ser verificados por lo menos una vez al mes para garantizar su adecuado funcionamiento, diligenciando un formato de verificación 37

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en el cual se realiza una anotación indicando la forma en la cual se efectuó la prueba, el error encontrado y si se procedió a realizar algún ajuste de los niveles. La metodología propuesta en el Manual de Nivelación Geodésica del servicio Geodésico Interamericano pág 33, indica que con la burbuja del nivel sostenida en el centro, debe determinarse la desviación de la verticalidad de la cara y la orilla de la mira. Si ésta desviación excede los 10’ de arco en cualquier posición de la mira, el nivel de burbuja debe ser calibrado. Este procedimiento de logra suspendiendo una plomada sobre un cuerpo totalmente rígido y estable, y donde no existan corrientes de aire; se ubica una de las cara de la mira a una distancia entre 0,05 a 0,10 m de la línea de la plomada y se efectúan varias mediciones mediante una estación total en varios puntos previamente establecidos y marcados, desde la línea de la plomada hasta donde inicia la faja de invar de la mira, si al verificar estas mediciones se encuentran variaciones superiores a 10’ de arco, se debe enviar el nivel de burbuja al laboratorio para su calibración. El proceso de verificación de ajuste de los niveles de burbujas de las miras deben efectuarse periódicamente o cuando la mira haya sido golpeada o haya sufrido algún accidente en el cual haya desajustado el nivel de burbuja. Ver Figura No 9

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Figura 9. Calibración del nivel de burbuja de la mira. Tomado del documento Manual de uso del GPLE2NGPLE3N de Leica

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ANEXO No 3 RECOMENDACIONES PRIMERA: Reconfigurar los parámetros de observación de los niveles digitales empleados en proyectos de Nivelación Geodésica de primero y segundo ordenes, de precisión, de acuerdo con lo contenido en las tablas No 4 y 6 del presente manual. Los principales parámetros a tener en cuenta son: •

• • • •

Desviación estándar de las mediciones efectuadas por cada vista. El documento determina que se requieren mínimo tres mediciones por cada visual, aunque vale la pena efectuar cálculos de tiempo de medición a fin de ampliar la toma de mediciones a cinco lecturas por cada visual, para nivelación geodésica de Orden Uno. Establecer la mejor medida de tendencia central para calcular la desviación estándar de las mediciones. Se aconseja que la medida de tendencia central adoptada sea la media. Distancia máxima de balanceo. Para primer orden inferior a 2 m. La distancia de lectura a la base de la mira debe estar por encima de los 0,50m. La distancia lectura de la mira al tope superior debe ser inferior a los 2.70 m Error máximo de colimación en unidades de arco

SEGUNDA: Efectuar mediciones en campo las cuales involucren mediciones de temperatura de la miras para varias secciones a fin de aplicar correcciones a las mediciones por efectos de temperatura y estimar el grado corrección en las observaciones. TERCERA: Efectuar varias pruebas aplicando los diferentes itinerarios o procedimientos de observación (EF, aEF, EFFE, aEFFE), los cuales vienen preestablecidos de fábrica para los niveles digitales, y determinar cual es el óptimo por tiempos de ejecución y calidad de los datos. CUARTA: Hacer obligatorio el procedimiento en campo, el cual establece, que la mira con la que se inicia una sección debe ser la misma con la cual se cierre dicha sección. 40

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QUINTO: Realizar los procedimientos de calibración de los niveles de burbuja de las miras una vez al mes. SEXTO: Estimar la posibilidad de realizar la recalibración del punto de referencia de las miras de invar con código de barra, siguiendo el proceso que se muestra en la figura No 10.

Figura 10. Calibración del punto de referencia de lectura de la mira. Tomado del documento Manual de uso del GPLE2NGPLE3N de Leica

SEPTIMO: Elaborar un procedimiento para determinar la calidad de los datos que obtienen con cada una de las miras de invar con código de barras. Este procedimiento servirá para determinar si la mira está en buen estado o no. MANUAL DE NIVELACIÓN GEODÉSICA CON INSTRUMENTOS DIGITALES Este trabajo fue realizado en la División de Geodesia de la Subdirección de Geografía y Cartografía del Instituto Geográfico Agustín Codazzi por el ingeniero Omar David Bolívar Fonseca ([email protected]) en diciembre de 2008. © Instituto Geográfico Agustín Codazzi – 2008 Prohibida la reproducción total o parcial sin la autorización previa del Instituto Geográfico Agustín Codazzi. 41