PROGRAMA ANALÍTICO. Horas de práctica: 2 Construcción Elaboró: MC Abraham Cárdenas T. Horas trabajo adicional: 5 Revisó: MC Abraham Cárdenas T.

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1 PROGRAMA ANALÍTICO A) Nombre del Curso Geodesia B) Datos básicos del curso Semestre: IV Línea curricular Generación y colecta de información topográfica Clave: 3817 Carácter: Teórico/practica Clasif. CACEI: Ciencias de la Ingeniería Tipo: Obligatoria Área: Civil Horas de teoría: 3 Carrera: Ingeniería en Topografía y Horas de práctica: 2 Construcción Elaboró: MC Abraham Cárdenas T. Horas trabajo adicional: 5 Revisó: MC Abraham Cárdenas T. Créditos: 8 Ing. Juan M. Cerda Méndez Fecha: Junio 2011 Materias de requisito: Astronomía para el Posicionamiento Función del curso: Esta materia es una herramienta fundamental en los conocimientos del alumno. Siendo una ciencia la geodesia, los conocimientos que se transmiten proporcionan bases solidas físicas y matemáticas, que servirán esencialmente para el desarrollo de soluciones de las diversas aplicaciones de la geomática y la Topografía C) Objetivos del curso Objetivos generales Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: 1. Conocer las principales áreas de la geodesia. 2. Conocer los conceptos generales en los cuales se apoya la geodesia. 3. Conocer las diferentes metodologías de levantamientos geodésicos. Objetivos específicos 4. Conocer las bases teóricas sirviendo al tratamiento de los datos de la geodesia. Unidades Objetivo específico 1. Introducción Conocer el panorama del ámbito de la geodesia 2. El campo gravífico terrestre Conocer el potencial gravífico terrestre y sus afectaciones sobre los estudios geodésicos 3. Descripción general de las Familiarizarse con las diferentes metodologías metodologías utilizadas en utilizadas en geodesia geodesia 4. Geometría del elipsoide de revolución Conocer los elementos esenciales de la geodesia esferoidal y desarrollar la serie de cálculos esenciales sobre la geometría del elipsoide de revolución.

2 5. Cálculos sobre el elipsoide Desarrollar los diferentes cálculos en problemáticas frecuentes sobre el elipsoide de revolución 6. Sistemas de referencia en Conocer, establecer y utilizar, los sistemas de altitud referencia verticales en aplicaciones de la geodesia 7. Transformaciones de de Desarrollar las diferentes transformaciones de coordenadas cartesianas coordenadas cartesianas (ortogonales) 8. Datums geodésicos y las Conocer la generación de los datums geodésicos y la transformaciones transformación entre estos 9. Sistemas de coordenadas Conocer los diferentes sistemas de coordenadas terrestres terrestres utilizados en geodesia, así como sus transformaciones entre estos D) Contenidos y métodos por unidades y temas Unidad 1 (Introducción) Tema 1.1 Conceptos generales Tema 1.2 Histórico de la geodesia Tema 1.3 Diferentes modelos para representar la tierra Subdivisiones de la geodesia Lecturas y otros 3 hrs Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, resolver problemas Presentaciones digitales Unidad 2 (El campo gravífico terrestre) 5 hrs Tema 2.1 Introducción Tema 2.2 La gravedad y el campo gravífico terrestre Tema 2.3 Superficies equipotenciales y gravedad Tema 2.4 Medidas de la intensidad de la gravedad Tema 2.5 Elementos de geodinámica Fuerzas de la gravedad Potencial gravitacional Potencial centrifugo El geoide Métodos absolutos de la determinación de la gravedad Métodos relativos de la determinación de la gravedad Determinación de estaciones gravimétricas Corrección por los efectos de las mareas Origen de las desviaciones de la vertical investigación en Internet Presentaciones digitales, desarrollo de ejercicios, estudios de casos Trabajos de investigación, conferencias, tareas, realización de proyectos y reportes

3 Unidad 3 (Descripción general de las metodologías utilizadas en geodesia) 15 hrs Tema 3.1 Determinación de las cantidades astronómicas Tema 3.2 Determinación de las coordenadas geodésicas horizontales Tema 3.3 Redes geodésicas horizontales Tema 3.4 Determinación de las dos componentes de la desviación de la vertical y de la ondulación del geoide Tema 3.5 Determinación de las cantidades ξ, η y N a partir del modelo del geoide gravimétrico mexicano Tema 3.6 Reducción de las medidas angulares de distancias sobre el elipsoide con la ayuda de las cantidades ξ, η y N Tema 3.7 Determinación de de las alturas (H y h) Rol de las cantidades astronómicas en geodesia Latitud y longitud astronómicas (Φ, Λ) La latitud geodésica (φ) La longitud geodésica (λ) La triangulación La trilateración El procedimiento poligonal indicados por el maestro y lecturas complementarias relacionadas con el tema Presentaciones digitales, estudios de casos y uso de software Unidad 4 (Geometría del elipsoide de revolución) 12 hrs Tema 4.1 Geodesia esferoidal Tema 4.2 Geometría de la elipse Tema 4.3 El elipsoide de revolución Tema 4.4 Sistemas de coordenadas ligadas al elipsoide Tema 4.5 Coordenadas geodésicas y la transformación Tema 4.6 Radios de curvatura en un punto de la superficie del elipsoide de revolución. Tema 4.7 Longitud de un arco de meridiano sobre el elipsoide Tema 4.8 Cálculo de la longitud de un arco de paralelo. Tema 4.9 Superficie de un cuadrilátero sobre la superficie del elipsoide Definiciones relativas a la elipse Parámetros de la elipse Curvatura y radio de curvatura de una elipse en función de φ Definiciones relativas al elipsoide de revolución Ecuaciones de un elipsoide de revolución Parametrización del elipsoide El sistema cartesiano ortogonal El sistema geodésico normal Transformación φ λ h (geodésicas) x y z (cartesianas) Transformación x y z (cartesianas) φ λ h (geodésicas) Radio de curvatura siguiendo un meridiano Radio de curvatura siguiendo una sección normal perpendicular al meridiano Radio de curvatura de una sección normal siguiendo un azimut Radio medio de curvatura en un punto Distancia entre dos puntos situados sobre un mismo meridiano (arco de meridiano) Latitud geodésica φ en función de la longitud del arco de meridiano Longitud de un arco de circulo de latitud

4 Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, resolver problemas Presentaciones digitales, uso de software e investigación por parte de los Unidad 5 (Cálculos sobre el elipsoide) 10 hrs Tema 5.1 Definición de los problemas de la geodesia horizontal Tema 5.2 Determinación y cálculo de la distancia desde el ecuador a cualquier latitud Tema 5.3 Determinación y cálculo de la distancia entre dos meridianos a cualquier latitud. Tema 5.4 Situaciones de una línea geodésica con respecto a las secciones normales mutuas Tema 5.5 Cálculo de diferencia de Latitud y Longitud. Tema 5.6 Cálculo del Azimut Geodésico Inverso Solución del problema directo (Método de Vincenty) Solución del problema indirecto indicados por el maestro, lecturas complementarias relacionadas con el tema Presentaciones digitales, uso de software e investigación por parte de los Unidad 6 (Sistemas de referencia en altitud) 5 hrs Tema 6.1 Nivelación Tema 6.2 Cotas geopotenciales Tema 6.3 Alturas ortométricas Tema 6.4 Alturas normales Tema 6.5 Alturas geodésicas Nivelación geométrica Determinación de las alturas ortométricas Interpretación geométrica Determinación de las alturas geodésicas Presentaciones digitales, uso de software e investigación por parte de los Unidad 7 (Transformaciones de coordenadas cartesianas (ortogonales)) Tema 7.1 Transformaciones lineares Tema 7.2 Transformaciones escalares Tema 7.3 Matrices ortogonales Tema 7.4 Matrices de reflexión Tema 7.5 Matrices de rotación Tema 7.6 Transformación de coordenadas a cuatro parámetros Tema 7.7 Transformación de coordenadas a siete parámetros 15 hrs

5 Lecturas y otros Matrices de rotación elementales Construcción de una matriz de rotación cualquiera Matrices de rotación elementales La inversa de una matriz de rotación Casos especiales de la transformación a siete parámetros Bursa-Wolf Vs. Molodensky-Badekas Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, resolver problemas Presentaciones digitales, uso de software e investigación por parte de los Unidad 8 (Datums geodésicos y las transformaciones) 5 hrs Tema 8.1 Datum vertical Tema 8.2 Datum horizontal local Tema 8.3 Datum global Tema 8.4 Transformación del datum Parámetros que definen el datum vertical Parámetros que definen el datum horizontal Establecimiento de un datum horizontal Parámetros de los diferentes datums en evolución (NAD 27, NAD 83, ITRF92, ITRF97, ITRF00) Variaciones de las coordenadas geodésicas (φ λ h) en función de las variaciones de los parámetros del elipsoide de referencia Método directo Método diferencial Transformación del datum a siete parámetros Transformación del datum a tres parámetros Transformación del datum de NAD27 a NAD83 Presentaciones digitales, estudios de casos y uso de software Unidad 9 (Sistemas de coordenadas terrestres) 10 hrs Tema 9.1 Definiciones Tema 9.2 Sistemas de coordenadas terrestres Movimiento del polo terrestre Sistema terrestre medio Sistema geocéntrico terrestre y sistema local Sistema orbital Transformación entre sistemas geocéntrico y local-horizontal Transformación entre los dos sistemas locales Presentaciones digitales, uso de software

6 E) Estrategias de enseñanza y El curso se imparte por conferencias cinco horas por semana. Sesiones de ejercicios, de demostraciones que complementan la presentación de las nociones teóricas propias a la geodesia. El estudiante deberá familiarizarse con la investigación bibliográfica y con la navegación sobre Internet. El estudiante deberá familiarizarse con la práctica de ejercicios y la resolución de problemas. F) Evaluación y acreditación Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial 20 sesiones % Segundo examen parcial 20 sesiones % Tercer examen parcial 20 sesiones % Cuarto examen parcial 20 sesiones % Examen ordinario Examen general 20% o trabajo final TOTAL 100% G) Bibliografía y informáticos Textos básicos MILLAN, G. J.M. Geodesia y Topografía, Ed. JM Ediciones, ISBN , 2006 BOMFORD, G. Geodesy, 3rd Edition, Oxford Press, LEICK, A., GPS Satellite Surveying, 2nd Edition,John Wiley & Sons, Inc LEVALLOIS, J.J. Géodésie générale, Tomes I et II, Éditions Eyrolles, Paris MORITZ, H. Physical Geodesy, Freeman Publishing Co., S.F TORGE, W.. Geodesy. 2nd Edition, Walter de Gruyter, N.Y VANICEK P. and E.J. KRAKIWSKY. Geodesy: The Concepts, 2nd Edition, North Holland, P.S. ZAKATOV CURSO DE GEODESIA SUPERIOR EDITORIAL MIR MANUEL MEDINA PERALTA INTRODUCCIÓN A LA GEODESIA GEOMÉTRICA EDITORIAL LIMUSA