Levantamiento Topográfico

Pachas R..- Levantamiento Topográfico - ACADEMIA – Trujillo – Venezuela – ISSN 1690-3226- Julio-Diciembre. Vol. VIII. (16) 2009 - 29 - 45

EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO:
USO DEL GPS Y ESTACIÓN TOTAL

Surveying: Use of GPS and Total Station

Raquel Pachas L.
Recibido: 02/10/09
Aprobado: 23/11/09 Laboratorio de Topografía. Departamento de Ingeniería.
Núcleo Universitario Rafael Rangel. Universidad de Los Andes (ULA).
Trujillo - Venezuela
e-mail: raquelpachas@ula.ve

Resumen

Las actividades relacionadas al levantamiento topográfico han sido modificadas
tremendamente durante las pasadas décadas por la incorporación de instrumentos
de última tecnología entre los que se puede mencionar el GPS y la Estación Total.
Es necesario resaltar que la característica de mayor importancia en esta
modificación se evidencia en el proceso de captura, almacenamiento, cálculo y
transmisión de los datos de campo, así como en la representación gráfica de los
mismos; esto ha traído como consecuencia la posibilidad de obtener un producto
final con mayor precisión y rapidez. El uso que el profesional de la Ingeniería hace
de la topografía tiene básicamente que ver con la definición de linderos y con el
desarrollo de proyectos de infraestructura tales como urbanismos, carreteras,
puentes, obras hidráulicas, acueductos, alcantarillado, riego y drenaje, etc., por lo
tanto se hace necesario incorporar a los cursos de Topografía la enseñanza de los
fundamentos y prácticas necesarias para que los estudiantes adquieran estos
conocimientos y desarrollen las habilidades y destrezas que les permitan el
manejo instrumental de equipos como el GPS y la Estación Total que conforman
hoy en día el dúo de instrumentos más utilizados en la práctica topográfica.

Palabras clave: Levantamiento Topográfico, GPS, Estación Total, Posicionamiento

Abstract

The activities related to surveying have been modified tremendously during the last
decades by the incorporation of instruments of last technology among those it can
be mentioned the GPS and the Total Station. It is necessary to stand out that the
characteristics of more importance in this modification are evidenced in the capture,
storage, calculation and transmission of the field data, as well as in its graphic
representation; it has resulted in the possibility to obtain an end product with bigger
precision and in a shorter period of time. The use that the professional of the
Engineering makes of the topography has basically to do with the definition of
boundaries and for the development of such infrastructure projects as urbanism,
highways, bridges, works hydraulic, aqueducts, sewerage systems, irrigation and
drainage, etc., therefore it becomes necessary to incorporate to the courses of

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Topography the teaching of the necessary basis and practice so that students
acquire these knowledge and may develop the necessary abilities and skills of the
instrumental handling of instruments like GPS and Total Station that conform at the
present time the duet of instruments used in topographical practice.

Key words: Surveying, GPS, Total Station, Positioning

Introducción

El uso de las nuevas tecnologías ha la manera de capturar, registrar,
alcanzado innumerables áreas del almacenar y procesar los datos de
conocimiento, entre ellas la Topografía. campo.
Aun cuándo la tecnología GPS ha
estado disponible desde hace mas de
30 años, su uso, manipulación y Levantamiento Topográfico
manejo de la información sigue Se entiende por levantamiento
presentando innumerables dudas, Topográfico al conjunto de actividades
especialmente a los nuevos usuarios. que se realizan en el campo con el
En estos momentos el laboratorio de objeto de capturar la información
topografía del Núcleo Universitario necesaria que permita determinar las
Rafael Rangel de la Universidad de coordenadas rectangulares de los
Los Andes, dispone de una Estación puntos del terreno, ya sea
Total y recientemente ha adquirido un directamente o mediante un proceso
equipo diferencial GPS de una de cálculo, con las cuales se obtiene la
frecuencia. Este trabajo presenta la representación gráfica del terreno
información básica relacionada con el levantado, el área y volúmenes de
uso de ambos equipos para apoyar el tierra cuando así se requiera; (Torres y
proceso de aprendizaje tanto de Villate, 2001,p.17) lo resumen como “el
estudiantes de Ingeniería que cursan proceso de medir, calcular y dibujar
Topografía así como de aquellos para determinar la posición relativa de
profesionales que se inician en el uso los puntos que conforman una
de estas tecnologías; de manera que extensión de tierra”. En los últimos
la información aquí presentada les años, la aparición de los
sirva de apoyo al momento de realizar levantamientos por satélite que pueden
un levantamiento topográfico para que ser operados de día o de noche (Wolf y
el producto obtenido cumpla con los Brinker, 1997) incluso con lluvia y que
parámetros de precisión, exactitud y no requiere de líneas de visual libres
calidad deseados en todo proyecto entre estaciones, ha representado un
topográfico. El desarrollo de este gran avance respecto a los
trabajo presenta como eje central los procedimientos de levantamientos
distintos aspectos contemplados en el convencionales, que se basan en la
levantamiento topográfico haciendo medición de ángulos y distancias para
énfasis en el uso del GPS para el la determinación de posiciones de
posicionamiento, y de la Estación puntos.
Total como binomio de equipos que La aparición de nuevas tecnologías
han modificado de forma contundente persigue prioritariamente (Swanston,

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2006) mejorar la captura y registro de durante las 24 horas estén visibles al
datos como es el caso de las libretas menos 5 a 8 satélites desde cualquier
electrónicas que permite transformar punto del planeta. Los satélites
esos datos en información en formatos NAVSTAR, Figura 1, orbitan la tierra
digitales y gráficos. Aún cuando las en 6 planos orbitales, de 4 satélites
nuevas tecnologías han impactado en cada uno, a una altura aproximada de
el cómo se capturan y se procesan los 20.200 Km. El NAVSTAR es utilizado
datos, el conjunto de las actividades por miles de usuarios civiles alrededor
que contempla el levantamiento del mundo; el mismo fue diseñado,
topográfico puede discriminarse en las financiado, controlado y operado por
mismas etapas que la topografía el Departamento de Defensa de
clásica tradicionalmente ha Estados Unidos. Como sistema está
considerado, entre las que se puede integrado por tres segmentos: espacial,
mencionar la selección de equipos, de control y el de usuario.
planificación, señalización y captura de
datos. Segmento Espacial
El segmento espacial está formado por los
Equipos Topográficos llamados vehículos espaciales o satélites
En el presente trabajo se propone al que envían señales de radio desde el
GPS y a la Estación Total como espacio.
equipos topográficos a ser utilizados
en el levantamiento, es por tanto Figura 1: Constelación NAVSTAR
necesario que el usuario conozca los
principios de funcionamiento de
ambos; la información aquí presentada
tiene como objetivo proporcionar al
usuario una visión general de dichos
principios. Para conocer en detalle su
uso y manejo se deberá consultar los
respectivos manuales del usuario, los
cuales son suministrados por las casas Fuente: Dana P.H (1995)
comerciales al momento de su
adquisición. La posición exacta de los satélites es
conocida durante las 24 horas del día y
Sistema de Posicionamiento Global desde cualquier posición del planeta.
(GPS) Esta información es emitida
Es un Sistema que hace uso de un continuamente en la forma de señales
conjunto de Satélites ubicados en el de navegación.
espacio agrupados en forma de
constelaciones. Actualmente se Segmento de Control
conocen las siguientes constelaciones: Está formado por una red (Figura 2),
NAVSTAR (Americano), GLONASS de estaciones de monitoreo, ubicadas
(Ruso) y GALILEO (Europeo) en alrededor del mundo: Colorado
proceso (2009) (estación master), Hawai, Ascensión,
Torres y Villate (2001) lo define como Diego Garcia y Kwajalein. El propósito
un sistema de medición tridimensional del segmento de control (Wells et al,
que utiliza señales de radio que 1986) es monitorear el
proporciona el sistema NAVSTAR, funcionamiento de los satélites,
esta constelación está integrada por 24 determinar sus órbitas y el
satélites artificiales que orbitan la funcionamiento de los relojes atómicos
Tierra en 12 horas. Esto permite que así como enviar la información que

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será transmitida en forma de mensaje
desde los satélites.

Figura 2 Estaciones Master y de
Monitoreo

Fuente: Propia

Se dice también que el receptor GPS
Fuente: Dana P.H (1995) esta formado básicamente por tres
componentes: el hardware, el software
Segmento del usuario y el componente tecnológico que
Está integrado por los receptores que acompaña a cada uno de ellos. El
captan las señales emitidas por los receptor GPS (Wells et al, 1986) es la
satélites y empleados para el pieza del hardware utilizado para
posicionamiento estático o cinemático. rastrear los satélites, es decir, para
En general se conoce como receptor recibir las señales emitidas por los
GPS (Casanova, 2002) al instrumento mismos.
que recibe y decodifica la señal del El sistema de posicionamiento global
satélite calculando las coordenadas del (Casanova, 2002) por satélite, GPS,
punto deseado; es un equipo se basa en la medición de distancias a
constituido (Figura 3), por una antena partir de señales de radio transmitidas
con preamplificador para capturar las desde los satélites cuyas órbitas son
señales emitidas por los satélites, conocidas con precisión y los
canal de radio frecuencia, receptores que se encuentran
microprocesador para la reducción, ubicados en los puntos cuya posición
almacenamiento y procesamiento de se desea determinar. La distancia de
datos, oscilador de precisión para la un satélite al receptor se calcula
generación de códigos midiendo el tiempo de viaje de la señal
pseudoaleatorios, fuente de energía de radio desde el satélite al receptor,
eléctrica, interfase del usuario conociendo la velocidad de la señal de
constituida por la pantalla, teclado y radio, la distancia se calcula por medio
por un dispositivo de almacenamiento de la ecuación de movimiento uniforme
de datos. (d = v x t) distancia igual a velocidad
por tiempo.
Figura 3 Segmento del Usuario GPS A la medición de distancias
(McCormac, 2008) de una posición
terrestre a satélites se le denomina
medición satelital de distancias; se
mide el tiempo requerido para que la
señal de radio viaje desde el satélite a
un receptor, luego este tiempo se
multiplica por la velocidad de la luz; al
valor resultante se le conoce como

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pseudodistancia, el prefijo pseudo es que se genera una esfera de radio
equivalente a “falso”, ya que la igual a la pseudodistancia y cuyo
distancia obtenida tiene error, este centro se encuentra en el satélite,
error se debe a que los relojes de los indicando que la posición del receptor
satélites son de muy alta precisión en se encuentra en un punto de la
comparación con los relojes que superficie de dicha esfera.
poseen los receptores, lo que se Figura 5 Medición de la distancia a un
traduce en un error en la medición del satélite
tiempo de viaje de la señal. De hecho,
si se pensase en que el receptor
tuviese el reloj de igual precisión al del
satélite, esta tecnología sólo estaría al
alcance de algunos gobiernos debido a
los altos costos que alcanzarían los
receptores.
Cada satélite emite cada milisegundo Fuente: McCormac, J. (2008)
una única señal codificada, que
consiste en una cadena de bits ( Al querer posicionar un punto del
dígitos cero y uno) y recibe el nombre terreno, es decir, determinar sus tres
de código PRN pseudorandom noise, coordenadas, se hace necesario
ruido pseudoaleatorio, la cual es capturar la señal de cuatro satélites o
reconocida por el receptor; esto es más; con la señal de un satélite la
posible porque cada receptor tiene solución que se obtiene es una esfera
grabado en su memoria una réplica de de radio igual a la pseudodistancia y
cada uno de estos códigos, cuando el con centro en dicho satélite, indicando
receptor sintoniza una señal de satélite que en algún lugar de la superficie de
detecta inmediatamente cuál satélite tal esfera se encuentra el punto cuyas
esta generando la señal, el receptor coordenadas se desea conocer; al
compara la señal que está recibiendo realizar el registro de dos satélites
con el mismo código que ha generado (Figura 6), se genera una segunda
en su interior; el patrón generado por el esfera que se intercepta con la primera
receptor no concuerda en posición con en una línea circular, figura que indica
el de la señal que se recibe, tal como la posible ubicación del punto deseado;
se ve en la Figura 4. al registrar el tercer satélite se genera
Figura 4 Tiempo requerido para que la una tercera esfera cuya intercepción
señal de satélite llegue al receptor con las otras dos produce dos posibles
puntos de ubicación (Figura 7), una de
estas soluciones se descarta por
inadmisible; la posición del receptor se
pudiera localizar de forma exacta si las
mediciones de las distancias fuesen
exactas, sin embargo, es necesario
recordar que las mismas son
Fuente: McCormac, J. (2008) distancias falsas o pseudodistancias,
es por esto que se hace necesario el
Cuando un receptor registra la señal registro del cuarto satélite o más para
de un satélite, este calcula la poder eliminar el error del tiempo,
pseudodistancia, es decir, la distancia considerando que cada una de las
entre (Reyes y Hernández, 2003) la pseudodistancia está afectada por el
antena del satélite y la antena del mismo error.
receptor; puede entonces imaginarse

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Figura 6 Medición de las distancia a como una de las más importantes
dos satélites. ventajas de esta tecnología es que las
coordenadas obtenidas están referidas
a un sistema único de referencia como
lo es el WGS84, esto ha simplificado
de una manera impresionante el
manejo de este tipo de información en
bases de datos compresibles y
Fuente: McCormac, J. (2008) utilizables por todos los usuarios,
independientemente de su ubicación
Figura 7 Medición de las distancias a geográfica. Puede decirse entonces
tres satélites. (Wells et al, 1986) que con la llegada
del posicionamiento global, llegó la era
del posicionamiento preciso ya que el
mismo puede realizarse en el momento
que se desee a lo largo de las 24 horas
del día y en cualquier día del año.
Los levantamientos con GPS ofrecen
(Wolf y Brinker, 1997) ventajas sobre
los métodos tradicionales entre las que
Fuente: McCormac, J. (2008) se incluyen rapidez, precisión y
capacidad operativa de día o de noche
Actualmente se encuentra en el y en cualquier estado del tiempo. Por
mercado una gran oferta de equipos estas razones se conoce (McCormac,
GPS, que varían en el tipo de señal 2008) al Sistema de Posicionamiento
que reciben y procesan, las técnicas Global GPS como la mejor herramienta
de medición y las modalidades de para levantamientos topográficos que
funcionamiento (estático o cinemático), se ha desarrollado en la historia, ya
diferenciándose básicamente en la que con esta tecnología se puede
precisión con la que registran los realizar cualquier tipo de levantamiento
datos, existiendo equipos de una similar al que se haya ejecutado
frecuencia o de doble frecuencia, para utilizando las técnicas topográficas
diferenciar en el tipo de onda que convencionales, con la excepción de
registran, otra diferencia importante es aquello sitios donde sea difícil o
si son de post proceso o de tiempo imposible recibir señales de radio de
real, para diferenciar aquellos cuyos los satélites; otra ventaja de este
datos deben bajarse a una sistema es que las señales de radio las
computadora mediante el uso de un captan los usuarios de manera gratuita
programa de aplicación o software en cualquier parte del mundo.
para obtener las coordenadas
geodésicas de los puntos levantados y Estación Total
aquellos que suministran las
coordenadas en tiempo real es decir Se conoce con este nombre (Figura 8),
sin que medie ningún tipo de proceso. al instrumento que integra (Torres y
Una ventaja importante al realizar un Villate, 2001) en un sólo equipo las
levantamiento con GPS (Wells et funciones realizadas por el teodolito
al,1986) es que en este tipo de electrónico, un medidor electrónico de
levantamiento no se requiere distancias y un microprocesador para
intervisibilidad entre los puntos, no se realizar los cálculos que sean
requiere de un azimut de referencia y necesarios para determinar las
coordenadas rectangulares de los

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puntos del terreno. Entre las
operaciones que realiza una Estación
Total (Wolf y Brinker, 1997) puede Figura 8 Estación Total
mencionarse: obtención de promedios SET 630 RK -Sokkia
de mediciones múltiples angulares y de
distancias, corrección electrónica de
distancias por constantes de prisma,
presión atmosférica y temperatura,
correcciones por curvatura y refracción
terrestre, reducción de la distancia
inclinada a sus componentes horizontal
y vertical así como el cálculo de
coordenadas de los puntos levantados.
El manejo y control de las funciones de
la Estación Total (Padilla, 2001) se
realiza por medio de la pantalla y del
teclado, las funciones principales se
ejecutan pulsando una tecla, como la
introducción de caracteres
alfanuméricos, medir una distancia. Fuente: Propia
Otras funciones que se emplean poco
o que se utilizan sólo una vez, son El modo de operar una Estación Total
activadas desde el menú principal, es similar al de un teodolito electrónico,
funciones como la introducción de se comienza haciendo estación en el
constantes para la corrección punto topográfico y luego se procede a
atmosférica, constantes de prisma, la nivelación del aparato. Para iniciar
revisión de un archivo, búsqueda de un las mediciones es necesario orientar
elemento de un archivo, borrado de un la Estación Total previamente, para lo
archivo, configuración de la Estación, cual se requiere hacer estación en un
puertos de salida, unidades de punto de coordenadas conocidas o
medición, la puesta en cero o en un supuestas y conocer un azimut de
valor predeterminado del círculo referencia, el cual se introduce
horizontal se realizan también desde el mediante el teclado. Para la medición
menú principal. de distancias el distanciómetro
La pantalla es también conocida como electrónico incorporado a la Estación
panel de control, en ella se presentan Total calcula la distancia de manera
las lecturas angulares en el sistema indirecta en base al tiempo que tarda la
sexagesimal, es decir los círculos son onda electromagnética en viajar de un
divididos en 360º, de igual manera se extremo a otro de una línea y regresar.
puede seleccionar para el círculo En el campo se hace estación con la
vertical, ángulos de elevación o Estación Total en uno de los extremos
ángulos zenitales (el cero en el cuya distancia se desea determinar y
horizonte o en el zenit en el otro extremo se coloca un
respectivamente). reflector o prisma(Figura 9); es
requisito indispensable que la visual
entre la Estación Total y el reflector o
prisma se encuentre libre de
obstáculos, el instrumento transmite al
prisma una señal electromagnética que
regresa desde el reflector, la
determinación precisa de la distancia

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se obtiene una vez que se han
aplicado las correcciones atmosféricas, La Estación Total, equipo (Swanston,
de temperatura y de presión 2006) que se ha popularizado desde
correspondiente. Estas correcciones finales del siglo XX e inicio del XXI,
son efectuadas por el evita las incidencias negativas del
microprocesador una vez que el factor humano durante la medición y
operador ha introducido por teclado cálculo, con un incremento sustancial
estos valores. La Estación Total mide de la eficiencia y de la eficacia en las
distancias repetidamente, el resultado operaciones de campo; puede decirse
que aparece en pantalla es el entonces que la Estación Total
promedio del número de veces que el (Padilla, 2001) constituye el
operador haya seleccionado. El tiempo instrumento universal moderno en la
estimado en los equipos modernos es práctica de la Topografía, que puede
de entre 3 y 4 segundos para ser utilizada para cualquier tipo de
distancias de 2.5 kilómetros, con una levantamiento topográfico de una
precisión de +- (3 mm + 2 ppm) o manera rápida y precisa y el vaciado
menor. de datos de campo libre de error.
Los prismas son circulares, de cristal La Estación Total es utilizada tanto en
óptico de alta calidad, fabricados levantamientos planimétricos como
observando estrictas tolerancias y altimétricos, independientemente del
vienen acompañados de un conjunto tamaño del proyecto. Los
de accesorios: portaprismas, soportes levantamientos realizados con este
de prismas, bases nivelantes, trípodes, instrumento son rápidos y precisos, el
balizas o bastones para prismas, vaciado de los datos de campo está
trípodes para soporte de balizas o libre de error, el cálculo se hace a
bastones. través del software y el dibujo es
asistido por computadora, lo cual
Figura 9 Prisma Simple con tarjeta de garantiza una presentación final, el
puntería. CST berger plano topográfico, en un formato claro,
pulcro y que cumple con las
especificaciones técnicas requeridas.

Planificación

Swanston, (2006, p.160) define a la
planificación como: “las acciones,
decisiones y disposiciones anticipadas,
que tienen como objeto fijar los modos
cómo ejecutar la labor topográfica para
garantizar la construcción de un
mensaje geoespacial veraz (fiel y
confiable)…bajo un régimen de alta
eficiencia técnica y económica.”
Todo levantamiento topográfico debe
contemplar una planificación,
entendiéndose esta como el conjunto
de actividades previas que se realizan
con la finalidad de hacer uso óptimo de
los recursos disponibles, en cuanto a
equipos, recursos humanos,
Fuente: Propia financieros y el factor tiempo, con la

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finalidad de obtener un producto de 10), para validar la misma; la idea es
calidad en tanto a precisión y exactitud ratificar la información recopilada de
que cumpla con las exigencias del manera que el plan de trabajo que se
proyecto que se tiene planteado elabore se ajuste tanto como sea
desarrollar. Las actividades de campo posible a las condiciones existentes en
y de oficina incluyen tanto las el sitio. En esta visita es también
meramente técnicas como las de importante realizar un reconocimiento
logística. Esta etapa de planificación es físico de la zona con la finalidad de
importante para poder elaborar el plan establecer la metodología a ser
de actividades o plan de trabajo de utilizada en la recolección de los datos,
manera que el mismo pueda verificar la existencia de puntos de
desarrollarse con los recursos que se control si fuese el caso o por lo
tienen previstos. contrario seleccionar la ubicación
La recopilación de información básica estratégica de los puntos que servirán
tanto técnica como logística constituye de control, así como de los ejes
la primera fase en esta etapa de operativos para el levantamiento.
planificación; en cuanto a la De igual manera (Torres y Villate,
información técnica, esta incluye la 2001) sostiene que además de la
recopilación de cartas topográficas, localización de los puntos de control,
planos, ortofotos, inventario de la red es también importante localizar de
geodésica del país a una escala antemano los principales accidentes
adecuada que cubra la zona de topográficos y obras civiles existentes
trabajo, elaborados por organismos en el área, para poder de esta manera
públicos o privados. Por otro lado es hacer una planificación eficiente del
imprescindible tener en cuenta las levantamiento y utilizar como
especificaciones del proyecto así como referencia y control las coordenadas
las tolerancias permitidas. de los puntos conocidos.
Finalmente dentro de la información de
índole técnica es importante verificar Figura 10 Visita de Reconocimiento.
la disponibilidad de equipos e Sector Las Peñitas. Municipio
instrumentos topográficos. En cuanto a Pampanito. Trujillo
la logística, es preciso verificar la
disponibilidad del personal de campo
calificado, asistentes y ayudantes, es
necesario comprobar las facilidades
para movilización y traslado del
personal, disponibilidad en el sitio para
el alojamiento, alimentación y la
prestación de servicios mínimos
necesarios durante el período que dure
el trabajo de campo. Adicionalmente se
hace necesario que el recurso
financiero esté disponible para la
cancelación oportuna de sueldos y
salarios del personal de campo así Fuente: Propia
como la adquisición de cualquier otro
insumo. Finalizada la validación de la
Una vez recopilada la información información básica ya es posible la
básica es importante revisarla y elaboración del plan de trabajo para
analizarla, para lo cual es necesario que la administración del recurso
realizar una visita de campo (Figura humano, de equipos y de los recursos

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financieros arroje como resultado un franca en todas las direcciones, desde
producto con la calidad técnica exigida un ángulo de elevación de 15º hasta el
por el proyecto; en el plan de trabajo cenit, los satélites no se observan bajo
(Swanston, 2006) se deben considerar ángulos menores de 15º.
los costos, plazos y cronogramas
para la ejecución de las actividades Señalización
establecidas; en caso de que la
magnitud del trabajo lo amerite este Una vez que se ha establecido el plan
plan debe considerar también las de trabajo se hace necesario pasar a
distintas cuadrillas y responsables de la fase de señalización; esta actividad
las mismas, es importante tener en constituye un paso importante en todo
cuenta que mientras más clara y levantamiento, ya que la misma
detallada sea la planificación mayores resalta la ubicación (Swanston, 2006)
serán las posibilidades de realizar el de los puntos de control y de cualquier
levantamiento con la calidad y tiempo otro punto de interés, de acuerdo al
establecido y con los recursos propósito y permanencia en el sitio.
presupuestados. En resumen, de lo Las señales pueden ser de puntería,
que se trata es de poder establecer de de observación o en algunos casos
manera anticipada las acciones para la obedece a ambos propósitos, se dice
captura de datos, proceso y cálculo que una señal es de puntería cuando
para la elaboración del plano se dirigen visuales desde otros
topográfico. La captura de datos parte puntos, en este tipo pueden señalarse
de los puntos de control y termina con al jalón y las miras; las señales de
los puntos de detalle; el proceso y observación se refiere a los puntos de
cálculo permite obtener la información control, generalmente se encuentran
necesaria para la elaboración del plano al ras del piso y debido a su
topográfico así como el cálculo de importancia son resguardadas y
áreas y volúmenes. referenciadas por el responsable en
La selección eficiente de los puntos de campo; las señales de doble propósito
control es clave para la eficiencia en la se refiere a puntos que son de control
ejecución de las labores de campo, y al mismo tiempo van a ser
ésta junto con una adecuada observados desde otros puntos del
señalización conforman como se dijo terreno.
anteriormente el punto inicial para la Desde el punto de vista del tiempo que
captura de datos. La ubicación de los se requiera que la señal permanezca
puntos de control obedece netamente en sitio, las mismas pueden ser
a criterios técnicos fundamentados en permanente, semipermanentes o
la íntervisibilidad de los vértices y transitorias (Figura 11), las señales
cobertura de la zona a ser levantada. permanentes se construyen para que
Al planificar un levantamiento GPS sean visibles durante la fase de
(Wolf y Brinker, 1997) se debe tomar levantamiento y las otras etapas del
en cuenta varios factores, una proyecto y que además permanezcan
consideración importante es la aún una vez finalizado el mismo para
ubicación de las estaciones, las cuales ser utilizadas en el control de la obra
deben ser accesibles. Es importante que se va a construir. Las
marcar y describir claramente cada semipermanentes se espera que duren
punto de estación con la finalidad de desde la fase de estudio hasta la
que sea fácilmente reconocido al finalización de la construcción,
momento de iniciar la captura de datos. generalmente son construidas con
Se recomienda que los puntos concreto pobre. Las transitorias son
seleccionados tengan visibilidad señales que sirven solamente para

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materializar las verticales tanto de los
puntos de control como de detalle; en Captura de Datos
campo se utilizan estacas de madera,
jalones, cabillas cortas; en superficies En el pasado, los registros de campo
de asfalto o concreto se utilizan clavos se preparaban exclusivamente a mano
para concreto, marcas de pintura, (Wolf y Brinker, 1997) en libretas de
miras etc. campo, los datos de campo ya sean
Cuando en el levantamiento se utiliza hechos manual o electrónicamente son
GPS y Estación Total, las labores de los únicos registros permanentes. Al
señalización se realizará primero en realizar un levantamiento con GPS y
los puntos de control; para ésto y de Estación Total se entiende por captura
acuerdo a la naturaleza del mismo, se de datos a la acción de registrar y
utilizará concreto y un clavo de acero o almacenar las magnitudes requeridas
cabilla en la cual se le tallará una cruz para el cálculo de las coordenadas de
para que al momento de realizar las los puntos levantados. La captura de
tareas de centrado, quede claramente datos se inicia con el posicionamiento
establecido el punto topográfico. Una de los puntos de control, puntos que
vez establecidos los puntos de control, van a definir la línea de referencia o
se realizarán las labores de línea base que se requiere para
señalización de los puntos a ser orientar la estación total; continúa con
levantados, en este caso y de acuerdo la captura de los puntos de interés,
a las condiciones propias de la zona, finalizando con los puntos de detalle.
los puntos topográficos pueden Al presentar la información
señalarse con pintura, estacas de relacionada a la captura de datos se
madera o pedazos de cabillas. hará referencia a los equipos que
posee el Laboratorio de Topografía
Figura 11 Señales Permanentes y del NURR, el PROMARK 3 GPS
Semipermanentes diferencial, de la casa Magellan y la
Estación Total SET 630 RK de Sokkia.
Un equipo GPS diferencial consta de
dos receptores, cada uno posee una
antena integrada, que es suficiente
cuando el mismo es utilizado como
navegador, y una antena externa que
debe instalarse en el punto donde se
estaciona cada receptor (Figura 12).

Fuente: Propia

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Figura 12 Antena GPS Promark satélites pero se requiere como
mínimo 5 satélites con buena
disponibilidad y geometría para
realizar el posicionamiento del punto,
esto hace posible su uso aun en
zonas boscosas o donde existen
edificaciones en la cercanía.
3 Existen tres métodos distintos e
independientes que se pueden utilizar
para realizar el posicionamiento: el
modo Estático, Stop and Go y el
Cinemático, la selección del mismo se
hará en función del grado de precisión
que se espere obtener. El
posicionamiento de los puntos de
control debe realizarse con precisión,
Fuente: Manual de Referencia ya que los mismos serán utilizados
PROMARK 3 para orientar la Estación Total y
calcular las coordenadas
En campo uno de los receptores se rectangulares de los puntos
estaciona en el punto de coordenadas levantados; en este artículo se
conocidas el cual se identifica como describirá sólo el método Estático ya
punto BASE o punto de referencia; el que es el método que produce los
segundo receptor el ROVER se resultados más precisos y confiables
estaciona en el punto de coordenadas para posicionar los puntos de
desconocidas (Figura 13). Ambos referencia o puntos de control.
receptores recogen simultáneamente El posicionamiento estático (Wells et
las señales emitidas por los satélites al,1986) implica que los puntos que
almacenando esta información en su van a ser posicionados no presentan
memoria interna de semiconductores ningún tipo de desplazamiento o
o en una tarjeta SD, según lo haya movimiento con respecto a otros
programado el usuario. Este sistema puntos cercanos a ellos. Para realizar
se denomina diferencial ya que el el posicionamiento por este método se
mismo, a partir de las mediciones hace necesario disponer de un punto
GPS capturadas en el receptor BASE de coordenadas conocidas; el mismo
y mediante un proceso de ajuste, se utilizará como punto BASE para
determina las correcciones o las realizar el posicionamiento de los otros
“diferencias” necesarias para obtener puntos de control, el fabricante del
las coordenadas del punto que son las PROMARK3 establece que la distancia
coordenadas conocidas, y aplica entre el punto BASE y el ROVER no
estas mismas correcciones a las debe ser mayor a 20 Km.
mediciones capturadas por el ROVER En este método se recogen datos
para el cálculo de las coordenadas del brutos provenientes de todos los
punto cuya posición se desconoce. satélites disponibles, tanto en la BASE
Este equipo viene programado de como en el ROVER de manera
manera que sólo registra los datos simultánea (Figura 14), la solución
provenientes de satélites ubicados a (Wells et al,1986) puede obtenerse en
10º del horizonte, aun cuando registre tiempo real o una vez finalizada la
satélites ubicados entre 0º y 10º no campaña de medición se realiza el
registrará estos datos. Tiene postproceso de la misma. El
capacidad para aceptar hasta 12 PROMARK3 calcula las coordenadas

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mediante el postproceso de los datos
brutos. El fabricante del PROMARK 3, indica
en su manual que la precisión del
levantamiento estático es de 0,005 m
+ 1ppm en levantamiento horizontal y
0,010 m + 2ppm en levantamiento
vertical
Figura 13 Ubicación GPS en BASE Una interrogante frecuente es por
(izquierda) y ROVER (derecha) cuánto tiempo deben registrarse datos
en la Base y el Rover; esta duración
depende de factores como la
distancia existente entre la base y el
rover, ya que a mayor distancia mayor
será el tiempo necesario de
observación; otro factor son las
condiciones ambientales, ya que si en
la zona existe vegetación densa u otro
tipo de obstáculo puede necesitarse
mayor tiempo de observación para
registrar los datos necesarios para el
posicionamiento del punto deseado.
Por último puede señalarse a la
geometría de los satélites, es decir, la
posición de los satélites en el espacio
como otro factor que incide en la
duración del levantamiento; si durante
una observación se presentan
períodos donde la disponibilidad o
geometría de los satélites es
deficiente, entonces es recomendable
Fuente: Propia prolongar el período de observación
para compensarlo.
Figura 14 Captura de datos brutos El PROMARK3 en la pantalla
. identificada como Levantamiento
Estático Figura 15 presenta una
ventana que indica la posición de los
satélites en el espacio, identificada
con PDOP, los valores mostrados son
un indicador de la calidad de la
distribución de los satélites y de su
impacto en la precisión de las
observaciones GPS, a menor valor del
PDOP mejor será la distribución de
los satélites y por lo tanto mayor será
la precisión de las observaciones; un
rango de 3-5 se considera bueno,
entre 1-3 óptimo y si está por encima
de 5 es recomendable realizar el
posicionamiento en otro momento. De
Fuente: Manual de Referencia igual manera en la misma pantalla
PROMARK 3 existe otra ventana identificada como

41


Rango obs. (Rango de observación), intercambiable lo que permite el
el cual indica la longitud máxima de la almacenamiento de una gran cantidad
línea base que se puede determinar de datos. La SET 630RK dispone de
con precisión en el postproceso; una memoria interna con capacidad de
cuanto más datos recoja mayor será almacenamiento de 10.000 puntos.
el valor mostrado en esta ventana. Es En campo, para iniciar la captura de
necesario conocer la distancia datos de los puntos del terreno, se
aproximada entre la BASE y el empieza por hacer estación y nivelar la
ROVER; cuando en dicha ventana Estación Total sobre uno de los puntos
aparezca una cantidad mayor que la de control posicionado previamente
distancia estimada, es el momento de con el GPS, se ingresan las
detener la sesión de medición. coordenadas de este punto y se dirige
Figura 15 Pantalla Levantamiento una visual al otro punto de control y se
Estático ingresan las coordenadas del segundo
punto de control o el azimut de esta
línea base; este procedimiento orienta
la Estación, y define la línea base o
línea de referencia que no es otra cosa
que una línea de la cual se conoce las
coordenadas rectangulares de sus
extremos o la coordenada de uno de
ellos y el azimut de la misma. Con esta
Fuente: Manual de Referencia
información el microprocesador estará
PROMARK 3
en capacidad de calcular y presentar
en pantalla las coordenadas
Estación Total
rectangulares de los puntos donde se
El microprocesador de la Estación
ha colocado el prisma y se han
Total (Swanston, 2006) está
registrado mediciones. Al desplazar la
habilitado para crear data confiable y
Estación Total a otro punto, para
depurada a partir de un menú de
completar la captura de datos, se
cálculos estandar que comprende
repite el procedimiento de orientación
promedio de mediciones múltiples,
de la Estación.
corrección electrónica instantánea de
Es importante señalar las ventajas de
distancias por constante de prisma,
la captura y (Padilla, 2001)
refracción atmosférica, presión y
almacenamiento electrónico de datos
curvatura terrestre, reducción de
comparados con los métodos
distancias inclinadas a su componente
tradicionales de registro manual, entre
horizontal y vertical, además del
las que cabe mencionar: a) rapidez en
cálculo de cotas.
el levantamiento, ya que sólo con
Las Estaciones Totales pueden
pulsar una tecla realiza las mediciones
transferir los valores medidos de
necesarias y los almacena en el
ángulos, distancias y coordenadas a
dispositivo seleccionado por el
dispositivos electrónicos de
operador, b) eliminación de errores de
almacenamiento de datos; en general
lectura y anotación en las libretas de
puede decirse que existen dos tipos de
campo c) rapidez en el trabajo de
sistemas de almacenamiento:
oficina, los datos son bajados
almacenamiento de datos en la
directamente a la computadora en
memoria interna del instrumento y el
pocos minutos, procediendo, mediante
sistema de almacenamiento externo
el software apropiado, a realizar los
mediante tarjetas de memoria tipo
cálculos necesarios para finalmente
PCMCIA; este tipo de tarjeta es
obtener el dibujo topográfico asistido

42


por computadora. Entre las computador permitiendo realizar las
desventajas se pueden mencionar: a) modificaciones que sean necesarias.
impericia del operador para realizar la Los datos se pueden introducir
colección electrónica de manera (Torres y Villate, 2001) mediante el
correcta b) pérdida de datos de campo teclado o por archivos con las
debido a fallas del dispositivo de coordenadas de los puntos del terreno
almacenamiento c) pérdida accidental que se han levantado. Los aspectos a
de los datos de campo. ser considerados son los mismos que
se toman en cuenta al dibujar el plano
Representación Gráfica- Dibujo topográfico de manera manual:
Asistido por Computadora selección de la escala, cuadricula,
leyenda, recuadro de identificación
Las mediciones realizadas en un etc.
levantamiento topográfico deben ser El uso de los sistemas CAD presenta
(Casanova, 2008) representadas varias ventajas entre las que se puede
gráficamente de manera precisa; mencionar la velocidad en la
debido a que los planos topográficos elaboración del plano topográfico,
son utilizados para el desarrollo de eliminación de errores, mayor
proyectos de infraestructura se hace precisión y la obtención de un
necesario plasmar en ellos en forma producto final más consistente y
resumida la mayor información acabado; el almacenamiento en
posible. formato digital permite obtener tantas
Los sistemas de dibujo asistido por copias como se desee de manera
computadora conocidos como CAD, rápida y en el momento requerido,
por sus siglas en inglés Computer otra ventaja es que estos formatos se
Aided Drawing, se han vuelto muy pueden transmitir de forma electrónica
comunes (Wolf y Brinker, 1997) en los de un usuario a otro a través de la
trabajos de Topografía, en estos red. Puede afirmarse que las
sistemas el componente más herramientas CAD brindan al usuario
importante es el software asociado a (Swanston, 2006) la posibilidad de
los mismos, este permite al operador obtener productos de elevadísima
interactuar con la computadora y calidad bajo regimenes de alta
activar las diferentes funciones del eficiencia técnica y económica
sistema; hoy en día existen en el propendiendo a la eliminación de
mercado una variedad de programas errores y equivocaciones de
utilizados para realizar el dibujo del apreciación, de lectura o de
plano topográfico que permiten transcripción. Sin embargo, a pesar
obtener un producto con un acabado de todas las ventajas antes señaladas
impecable en un tiempo muy corto, (Wolf y Brinker, 1997) se recomienda
con las ventajas que ofrece el que el responsable de campo, quien
formato digital de almacenamiento y esta familiarizado con la zona, revise
reproducción tantas veces y al el plano topográfico para detectar
momento requerido. posibles errores; por otro lado se
Los componentes básicos de (Torres resalta la importancia del
y Villate, 2001) un sistema CAD son entrenamiento previo en el uso de
un computador de cierta capacidad, el estas herramientas para evitar errores
software respectivo y una impresora o y equivocaciones en su uso.
plotter. Estos sistemas permiten
dibujar los planos topográficos en
tiempo real y permite la observación
del mismo en la pantalla del

43


Conclusiones campo, así como en la validación del
producto final; tareas estas que sin
Sin lugar a dudas que las nuevas lugar a duda está fundamentadas en
tecnologías han revolucionado de los conocimientos y experiencia en
manera contundente el “como” hacer campo del profesional de la
topografía la era digital pone a Topografía.
disposición del profesional de la Es indiscutible que el uso de un par
Topografía el manejo en formatos de receptores de GPS de precisión y
digitales de la información que se de la Estación Total, es la
recaba previamente, archivos combinación perfecta para efectuar
digitales que contienen los datos prácticamente cualquier tipo de
capturados en campo, software o levantamiento topográfico, de manera
programas especializados para el de garantizar la eficiencia, seguridad
proceso de esos datos y cálculo de de la información y pronta respuesta a
las coordenadas rectangulares de los los requerimientos del proyecto,
puntos del terreno, base de datos independientemente de la ubicación
para ser procesados por el software geográfica, topografía del lugar,
de aplicación en un sistema CAD, lo vegetación y condiciones
que conlleva a la obtención del atmosféricas, entre otras. Puede
producto final del levantamiento: el decirse (Torres y Villate ,2001) que
plano topográfico. debido a que la información inicial se
La realidad de hoy es que la Estación obtiene en formato digital y para la
Total y el GPS (McCormac, 2008) se captura de datos se utiliza GPS y
utilizan juntos, este último, en estaciones totales, así como el uso
principio, para el posicionamiento de de las herramientas CAD en la
puntos de control y la Estación para la obtención del plano topográfico, se
obtención de la información puede afirmar que hoy en día es
topográfica de los punto de interés. Es posible hacer un levantamiento
importante resaltar que el uso de las topográfico automatizado de principio
nuevas tecnologías adaptadas al a fin.
levantamiento topográfico requiere Si se compara el levantamiento
que el profesional responsable y el tradicional realizado con teodolito y
resto del personal se capaciten nivel de Ingeniero con uno realizado
mediante cursos, talleres, lectura de con GPS y Estación Total, son
material especializado y de la práctica indiscutibles los beneficios que las
en el uso de las mismas, sin embargo, nuevas tecnologías han aportado a
a pesar de las bondades que nos esta área del conocimiento; entre
ofrecen las nuevas tecnologías, tales otros se puede señalar mayor
como rapidez, precisión, eliminación precisión, automatización en la
de errores derivados de la captura de datos, rapidez, manejo de
intervención humana en procesos la información en formatos digitales y
como registro, anotación y traspaso la obtención del producto final: el
de información, pulcritud, plano topográfico con características
almacenamiento y posibilidad de impecables impensables en los
modificación del producto final, no se levantamientos tradicionales.
puede dejar de lado la importancia del Debido a la importancia que tiene la
criterio del profesional de la topografía Topografía en el desarrollo de
en la selección acertada de la proyectos de construcción de
ubicación de puntos de control, en el infraestructura tan importantes para
estableciendo de las líneas base y los planes de desarrollo del país, el
ejes operativos para las tareas de Núcleo Universitario Rafael Rangel ha

44


adquirido los equipos aquí SWANSTON, G. (2006) Topografía:
mencionados para incorporar al mensaje gráfico geoespacial.
estudiante de Ingeniería en el uso de Universidad Central de Venezuela
las mismas. Es común oír de algunos pag. 159, 464,160- 164,171, 466,413
profesionales, e incluso de algunos Dana, P.H, (1995) Global Positioning
estudiantes que es anticuada la System Overview. University of
enseñanza (McCormac, 2008) de los Texas.
fundamentos de la Topografía, tales URL.http//www.colorado.edu/geograp
como la Teoría de Errores, medición hy/gcraft/notes/gps/gps_html
de distancia con cinta, si con sólo WELLS, D.E., BECK, D.
apretar algunos botones se pueden DELIKARAOGLOU, A. KLEUSBERG,
hacer mediciones muy precisas, sin E.J. KRAKJWSKY, G.
embargo como se ha establecido en LACHAPELLE,R.B,LANGLEY,M.NAKI
la información presentada en este BOGGLU,K.P.SCHWARS,J.M.
trabajo, el criterio del profesional de la TRANQUILLA Y P. VANICEK(1986).
Topografía está presente en las Guide to GPS Positioning. Canadian
tareas de planificación, selección de GPS
puntos de control y validación del Associates,Fredericton,N.B.,Canada.
producto obtenido. Pag, 3.08, 4.17, 11.01, 3.15, 11.0,
En este trabajo no se aborda las 4.18.
consideraciones del postproceso de CASANOVA, L. (2008) Topografía
los datos capturados ni lo relacionado Plana. Talleres Gráficos
a los errores que afectan las Universitarios. Universidad de Los
mediciones GPS; sin embargo, la Andes Venezuela. Pag. 10.8, 10.2, 8.1
comprensión de ambos aspectos le MCCORMAC, J. (2008). Topografía.
permite al profesional de la Topografía Limusa Wiley. Mexico pag 267, 270,
tomar decisiones oportunas que 268, 265, 179, 8
permitan la obtención de un producto REYES, M., Y HERNÁNDEZ,A.
final de alta calidad haciendo uso (2003). Tratamiento de Errores en
óptimo de los recursos previamente Levantamientos Topográficos.
seleccionados. Instituto Nacional de Estadísticas,
Geografía e Informática. Mexico Pag
252-253
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS PADILLA, J. (2001) Manual del Curso
de Topografía Moderna. Procesos
TORRES A.,VILLATE E.(2001) Cartográficos Automatizados. México.
Topografía 4ª edición. Bogota Pag. 1-25
Pearson Educación de Colombia pag MAGELLAN, MANUAL DE
17, 380, 379, 435,431, 74,436. REFERENCIA PROMARK 3, Pag. 6,-
WOLF P., BRINKER R. (1997) 8, 11, 50
Topografía 9ª edición. Mexico.
Alfaomega. pag 469, 494,224, 488,
60,384, 386-389

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