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USO COMBINADO DE E.T Y GPS PARA LEVANTAMIENTOS Y REPLANTEOS   
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joantopo
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Registrado: 31 May 2006
Mensajes: 3471
Ubicación: Barcelona-ITT 68XX

MensajePublicado: Tue 15 Aug 2006, 14:29    Asunto: USO COMBINADO DE E.T Y GPS PARA LEVANTAMIENTOS Y REPLANTEOS Responder citando

Como bién dice el título o también podría clasificarse como "cómo pasar coordenadas [locales o planas] a coordenadas [UTM] y viceversa".Otro tema que se debate es sobre si es más recomendable o preferible trabajar en un sistema de referencia local en la obra o bién en UTM.
Consultando libros y programas de topografía al final creo que puedo dar una explicación con cierta certeza a modo de tutorial.
Podríamos decidir antes de realizar el trabajo,ya sea levantamiento o replanteo,si realizarlo con estación total o bién con GPS pero en muchos casos se debe hacer un uso combinado de ambos por los siguientes motivos:
-si se trata de una obra extensa podríamos necesitar el uso del gps para crear puntos de apoyo o la base de salida y llegada con sus respectivas estaciones de referencia que servirían de enlace a las poligonales tomadas por estación total.
-Destacar que el uso del gps queda limitado sólo en zonas abiertas;así en zonas boscosas,debajo un puente o muy próximas a edificios que podrían transmitir un alto valor de multipath queda relegado a trabajos con estación total.
-Otro dato a tener en cuenta es que el error en cota en gps puede resultar intolerable para según que trabajos.
-el gps ofrece por su parte rapidez para realizar el trabajo y muy amortizable si se trata de grandes extensiones,por ejemplo,no tendríamos que lanzar estaciones para seguir realizando el levantamiento como sucede en el caso de utilizar estación total.
-En el caso del gps sería necesaria una única persona a no ser que la estación total sea robotizada,que no suele ser muy de costumbre.
Así pues como vemos ,la posibilidad que tengamos que trabajar con ambos aparatos está presente en la mayoría de los trabajos que nos toque hacer.

Nos basaremos en la explicación con ejemplos del [MDT] 4.0
A continuación una serie de definiciones:
Las transformaciones entre sistemas de referencia suelen recibir el nombre de "georeferenciación" y la aplicación de los parámetros de la transformación recibe el nombre de "calibración" usualmente.
Llamaremos como "pares de coordenadas" a las coordenadas de un mismo punto pero en diferentes sistemas de referencia,en este caso serían en ED50 en UTM y el sistema de referencia local arbitrario.

CASO 1:Supongamos que nos dan un fichero .dwg de un proyecto en coordenadas ED50 en proyección UTM y es necesario replantear puntos del proyecto o bién, por ejemplo,encajarlo en un levantamiento con sistema de referencia local.

Primero de todo lo que haremos es transformar dicho sistema de referencia(ED50 en proy.UTM) en un sistema de referencia local arbitrario.

Con el MDT seria:
Dado que el dibujo .dwg que nos han pasado de proyecto no es MDT debemos ir al apartado "puntos->convertir --> entidades de dibujo" para que forme parte del MDT.

Si nos vamos al apartado "topografía-> levantamiento" tenemos que tener activada la opción "proyectadas" y si pulsamos el botón "detalles.." en esta misma ventana introducimos el elipsoide correcto(Hayford-ED50) y su perteneciente huso o zona.

Posteriormente nos vamos a "topografía->transformaciones->UTM a planas "y tenemos varias alternativas.

La más idonea sería centroide o bién también podemos usar como origen una base.
En el caso de centroide,calcularía la posición del centroide y encontraría su factor de escala o anamorfosis que equivaldría al factor de anamorfosis promedio de la zona.
Lo que aquí hace el MDT es que a partir de las coordenadas ED50 en UTM ,las pasa a geodésicas y encuentra su factor de anamorfosis(k).

Aplica dicha k a todas las distancias(dist.UTM/k=dist.) y recalcula las coordenadas de los puntos.Así pues ya tendríamos el dibujo en coordenadas planas,aunque serán coordenadas con 6 y 7 dígitos en la parte entera en x e y respectivamente.Lo más razonable para evitar peso de memoria o bién porque la propia estación no permite introducir tantos dígitos sería "recortar" dichas coordenadas,es decir,le extraemos los 2 primeros dígitos de "X" y los 3 primeros dígitos para "Y" porque normalmente no varian en la zona donde estamos(máxime superficie 9 km)

O bién se podría hacer también trasladar la nube de puntos a un punto con valores de coordenadas menores.

En el ejemplo de encaje deberíamos encajarlo con puntos comunes ("de apoyo")



CASO 2:Supongamos que nos piden un levantamiento en proyección UTM


Normalmente para cada zona de levantamiento es importante leer 2 estaciones desde otra base con estación total,aunque no sean necesarias ni pensemos en radiar desde ellas.

Debemos coger el hábito de cada vez que queramos realizar el levantamiento desde una zona,lanzar 2 estaciones más,así para cada zona de levantamiento o almenos realizar el proceso una vez.

Por ejemplo:sea la zona 1 de levantamiento
Tenemos las bases V1,V2,V3 y con el MDT calculamos sus coordenadas ya sea por procedimiento automático,compensación,etc.
En dichas bases situaremos un receptor GPS y obtendremos sus coordenadas y aplicaremos sus correcciones.Dichas coordenadas están en ED50 en proy.UTM si lo tenemos configurado así,claro.
Los datos de la georeferenciación se pueden introducir en el propio software del receptor GPS o bién en el MDT;En el caso del MDT sería:
"topografía-->transformaciones-->7 parametros"
Introduciremos como coord.origen V1 tomada desde la estación total y como coord.destino a V1 obtenida por el GPS.

Así el mismo procedimiento para V2 y V3 de tal manera que obtendríamos los 7 parámetros y le dariamos a aplicar transformación a bases y puntos y tendriamos el levantamiento de la zona 1 en coord.ED50 en UTM.

Si queremos podemos guardar dicha transformación en un fichero .TRF para ahorrarnos introducir las coord.origen y destino de dicha zona.
Para cada zona de levantamiento deberíamos hacer como en el proceso de levantamiento de la zona 1 o bién si la totalidad del levantamiento no es demasiado extenso o por otros motivos como fuera situación,si es obra lineal etc..,aplicar a las otras zonas de levantamiento el fichero .TRF obtenido en el levantamiento de la zona 1.

Si se realiza para cada zona puede resultar un poco engorroso porque debemos insertar los puntos ya transformados a otro dibujo y así sucesivamente

USO COMBINADO DE E.T Y GPS PARA LEVANTAMIENTO Y REPLANTEO
Tenemos dos opciones:
-A)trabajar siempre en un sistema de referencia local
-B)trabajar siempre en UTM.

A)Si trabajamos siempre en un sistema de referncia local:
Nuestro fin es siempre trabajar con un sistema de coordenadas locales arbitrarias puesto que la distancia real de campo son las obtenidas por la estación total y no la distancia UTM.Si las distancias de radiación son pequeñas y la zona de actuación es pequeña, las diferencias entre las distancias(distancia utm y distancia plana) pueden resultar despreciables,no afectando a errores de cierre de coordenadas,pero en muchos casos se debe tener en cuenta.

Por tanto,los datos obtenidos por E.T se trabaja de igual manera tanto para replanteo y para levantamiento.

Pasemos pues a explicar la metodología de trabajo en el caso de utilización de GPS en levantamientos y replanteos.

"GPS EN EL CASO DE LEVANTAMIENTOS":
Tenemos 2 opciones a gusto del consumidor;la primera opción y quizá la más interesante es seleccionar desde el propio controlador del gps el fichero .TRF o bién introducir manualmente los parámetros o los pares de coordenadas para calcular los parámetros;teniendo en cuenta que las coordenadas origen serán las tomadas por el gps(coord.ED50 en UTM) y las coordenadas destino,las tomadas por estación total que serían coord.del sistema local arbitrario.

Así pues el GPS si lo tenemos configurado como detallo obtendría coordenadas WGS84,las pasaría a coord.ED50,se proyectarían en UTM y con dichos parámetros (calibración) obtendríamos en campo directamente las coordenadas locales correspondientes,con lo cual,si disponemos de pantalla gráfica que genere el dibujo podemos contemplar los puntos instantameamente que vamos levantando en el propio sistema de referencia local y podemos comprobar en cualquier momento que no nos dejamos ninguna zona sin cubrir.

La segunda opción consistiría en realizar la calibración en oficina,sin aplicar ningún fichero de transformación en campo,es decir,que el receptor solo tomara coordenadas ED50 en proy.UTM y con el MDT realizáramos los siguientes pasos:
Una vez tenemos los puntos,reconocidos como puntos MDT,nos vamos a "topografia->transformaciones->7 parámetros" y le decimos "aplicar transformación" a todos lo puntos y estaciones.Tendremos los puntos en el sistema de referencia local y guardamos el dibujo.
Si tenemos otro dibujo con puntos levantados con estación total,le hacemos insertar bloque y seleccionamos el dibujo anterior

"GPS EN EL CASO DE REPLANTEOS"
Obviamente qué decir que deberán ser las observaciones GPS con correcciones en tiempo real ya sea por RTK o VRS y debemos tener añadido el fichero .TRF y decirle que queremos aplicarle dicha transformación para que nos pase los puntos en ED50 en UTM a coordenadas locales para que de esta forma luego pueda calcular los diferenciales(dx,dy,dz)del punto teórico donde estamos respecto al real que es el que queremos replantear.

B)Si trabajamos siempre en UTM:
En el caso del gps siempre obtendremos en UTM y entonces no habrá problema.
En el caso de estación total necesitará un punto de partida tomado en gps para conocer el valor de dicho punto en coord.UTM y tendremos que pasar todas las distancias obtenidas a distancias UTM como se explica a continuación:
Disponemos de dos opciones:

-aplicar el factor de anamorfosis directamente desde la estación total tanto para levantamiento como replanteo

En levantamiento:dist*k=dist.UTM
En replanteo:dist.UTM/k=dist

-En el caso de levantamientos,pasar posteriormente en la oficina las distancias tomadas por la estación total a distancias UTM como se detalla a continuación;
Para pasar de coordenadas locales a UTM existe otra opción que sería "topografia->transformaciones->locales a UTM".
El primer paso consistirá en pasar las distancias planas a distancias UTM.
Para ello se siguen dos pasos,uno consecutivo al otro;
-Reducción de observables del terreno al elipsoide
-Proyección de observables del elipsoide al plano UTM.

(tema tratado en :http://www.cartesia.org/article.php?sid=193)
Es importante tener bién configurada las características técnicas de la estación total en el MDT puesto que todo son correcciones a calcular.
El resultado final de los 2 pasos anteriores es la obtención del factor de anamorfosis lineal de cada estación(base) y el MDT
nos propone elegir una k promedio de la zona o para cada estación.En el caso para cada estación sería solo necesario para zonas extensas y lineales
Normalmente se aplica una misma k para toda la zona.
Una vez tenemos las distancias en UTM debemos tener puntos comunes en GPS y estación total para realizar el encaje o mejor dicho la translación.
Como vemos podríamos tanto realizar el levantamiento como replantear en UTM siempre aplicando el factor de anamorfosis pero la problemática se centra cuando es necesario replantear mediante GPS,dado que nos dan coordenadas UTM y las queremos locales.

--------------------------------------------------------------------------------
Yo recomiendo por mi parte,no obstante, realizar el procedimiento de locales a UTM mediante transformaciones de HELMERT de 7 parámetros,expuesto en el caso 2,más fiable y preciso y ,sin ninguna duda, más práctico.

NOTA 1:La metodología de la transformación("calibración") es válida siempre y cuando se tomen las precauciones adecuadas teniendo en cuenta que la transformación obtenida vendrá afectada por el error relativo de los puntos observados para determinar la transformación.Precauciones que conviene adoptar son:La correcta distribución de los puntos en toda la zona de trabajo ,evitar tomar puntos cercanos y disponer de puntos adicionales de comprobación (coger otras bases también con GPS sin aplicarle ningún .TRF)

NOTA 2:La expresión ".TRF" es la extensión propia de los ficheros del MDT de transformaciones que contienen los parámetros de la transformación,pero en el documento puede aplicarse a cualquier otro fichero que contenga dichos parámetros.

NOTA 3:En la transformación tridimensional de Helmert es necesario un mínimo de 3 pares de coordenadas,si se tuvieran más pares de coordenadas se tendría una mayor redundancia y el ajuste sería más bueno,pero el MDT solo permite introducir los 3 pares de coordenadas,mínimos y necesarios.

P.D:Espero no os hayais aburrido,si alguien quiere expandizar dicho contenido o poner en entre dicho algo expuesto,atenderé cordialmente.
Estoy seguro que existen otras metodologías de realizar los mismos procesos y posiblemente mejor,soy oídos.
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toga2620



Registrado: 19 Sep 2007
Mensajes: 174

MensajePublicado: Wed 25 Mar 2009, 13:25    Asunto: Responder citando

estimado Juan topo

juan topo escribio
Cita:
P.D:Espero no os hayais aburrido,si alguien quiere expandizar dicho contenido o poner en entre dicho algo expuesto,atenderé cordialmente[/code]


lejos de aburrirnos con este post (aunque sea antiguo y largo) me parece muy didactico, practico y correctisimamente explicado. personalmente me ha ayudado mucho

muchas gracias

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