Diseño geodésico II Capítulo 5 Redes geodésicas locales
Algunos conceptos sobre redes geodésicas La geodesia debe determinar coordenadas del conjunto de puntos que conforman la red, dadas para una época de referencia (to) y vinculados a un determinado marco de referencia La red sirve para múltiples propósitos y se diseñan en función de su objetivo Ejemplos: apoyo fotogramétrico, levantamientos catastrales, replanteos, estudios de deformación, entre otros. Datum: Es el conjunto de parámetros que dan ubicación, orientación y escala a una red geodésica. Red geodésica: Conjunto de puntos relacionados entre si por medio de observaciones geodésicas
Algunos conceptos sobre redes geodésicas Fin: Proporcionar una estructura de apoyo para la planificación y ejecución de levantamientos El orden de una red está relacionado con un criterio jerárquico, definido por la exactitud de la red y por el orden cronológico en que se establece Geodesia clásica (vale para redes horizontales y verticales): Primer orden Segundo orden Tercer orden El concepto de red de orden cero surge con el aprovechamiento al aplicar metodologías GNSS para establecer redes permanentes.
Algunos conceptos sobre redes geodésicas Red horizontal = red planimétrica: ángulos horizontales, direcciones, distancias, incrementos de coordenadas (GPS)*. Red Vertical = red altimétrica: distancias cenitales, diferencias de altura Por ubicación y/o cobertura Redes locales Redes nacionales Redes regionales Redes globales o mundiales
5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) Consideraciones para el establecimiento de una red vertical: Distancias entre nodos principales orden de la red Orden de las nivelaciones exactitud del instrumental Instrumentación requerimientos para exactitud buscada Topografía buscar pendientes mas suaves Controles cierres de la nivelación (metodología) Monumentación estabilidad, permanencia en el tiempo Correcciones refracción, curvatura terrestre
5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) Consideraciones para el establecimiento de una red vertical: Mediciones gravimétricas correcciones, calculo de C Mediciones GPS ubicación, enlace al sistema geométrico Seguridad (personal, equipo, marcas de referencia) Recursos disponible: personal, equipo, presupuesto DATUM VERTICAL BN s de nivel para enlace al datum
5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) Trazado preliminar (por carreteras, vías férreas, túneles). Es común en las redes de nivelación definir líneas que definen cuadriláteros, en los cuales NO se miden las diagonales. Se requiere de cartografía ACTUALIZADA donde se indique el estado de los caminos y sus calidades. Selección de los puntos de control. Búsqueda e identificación de puntos con gravedad conocida* SELECCIÓN DEL DATUM CERO ALTIMÉTRICO.
5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) Normativa técnica: Exactitudes Instrumental a utilizar Métodos de reducción Modelos de corrección Cierre en campo Datos de campo Orden de las nivelaciones Modelo de ajuste Gravimetría Otros Términos de referencia
5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) Términos de referencia: Indican las pautas para la contratación de un bien / servicio por parte del Estado Deben indicar claramente: Especificaciones técnicas Todo lo referente a la parte del técnica del bien / servicio a contratar Consideraciones jurídicas Vinculadas con el cumplimiento de requerimientos normativos Se indica: Criterios de calificación (precio, experiencia, entre otros) Un monto referencial Forma de presentar la oferta (fecha y hora)
5.2 Diseño de redes altimétricas 5.2.1 Planteamiento del problema Objetivo de la red Características de la zona de trabajo Definición de parámetros de calidad Resultados esperados Configuración Equipo requerido Otros elementos # de puntos en la red # de observaciones a realizar
5.2.1 Planteamiento del problema Diseño preliminar Conociendo el fin que debe cumplir la red geodésica, se procede al diseño de la misma Se elabora a partir de la información disponible Se busca información grafica y literal que permita conocer la zona de trabajo Considerar accesos, vértices pre-establecidos, estado de caminos, entre otros Este diseño se depura y/o modifica con base a los resultados de la visita de campo y simulaciones
Se distinguen cuatro etapas: 1. La definición del problema 2. El diseño de la red 3. El análisis del diseño 4. La optimización Elementos a considerar 5.2.2 Criterios de Diseño 1 elemento: objetivo de la red. 2 elemento: exactitud (y metodología para alcanzarla) 3 elemento: costo 4 elemento: tiempo
5.2.2 Criterios de Diseño Equipo a utilizar/disponible (sl)
5.2.2 Criterios de Diseño Coordenadas aproximadas (configuración de la red) Programa para el tratamiento (ajuste) de los datos
5.2.2 Criterios de Diseño Como hacer el enlace al marco de referencia? Donde se obtiene la información para el enlace?
5.2.3 Criterios de optimización En la etapa de optimización de la red, se modifica el diseño de la misma para obtener la solución mas apropiada al problema. La optimización de la red se realiza una vez que se han evaluado los diferentes resultados tras la simulación de la red y las visitas a campo. Grafarend define distintos criterios que se aplican en el proceso de optimización. Estos criterios son: Diseño de orden 0: optimización de datum. Diseño de orden 1: optimización de la configuración. Diseño de orden 2: optimización de los pesos. Diseño de orden 3: optimización de una red ya establecida.
Es lógico que como se van a simular la red, no hay observaciones realizadas, lo que nos lleva a plantear dos hipótesis de trabajo: Hipótesis #1: El vector de observaciones realizadas, es igual al vector de observaciones aproximadas: L L Lˆ 5.2.4 Diseño preliminar X X Xˆ L L l Hipótesis #2: Como se conocen las coordenadas aproximadas de los parámetros y la información estocástica de las observaciones, se puede calcular la matriz A, Σll, Qll(p), Pll, Qxx y Qll(o) 0
5.2.4 Diseño preliminar N T A PA Matriz de ecuaciones normales Qxx ˆˆ A T PA 1 Matriz de cofactores de las incógnitas n T A Pl 0 Este valor es cero, ya que el vector de observaciones reducidas es cero xˆ Q n 0 xx ˆˆ v Ax l 0 El vector de incógnitas reducidas ajustadas es cero, ya que n es cero El vector de residuos es cero, ya que el vector de incógnitas reducidas ajustadas es cero
5.2.4 Diseño preliminar Se aclara que las simulaciones únicamente presentan resultados de una situación que es ideal, por cuanto se parte del hecho de que las observaciones realizadas son iguales a las observaciones ajustadas, es decir, el residuo es igual a 0. En realidad, esto rara vez se da, por lo que las simulaciones proveen una idea de los resultados que se puede alcanzar. Lograr estos resultados, depende en gran medida de los los cuidados que se tengan al momento de la medición y del control de las situaciones que pueden afectar las mediciones.
5.2.7 Diseño definitivo EL DISEÑO DEFINITIVO ES AQUEL QUE OPTIMIZA ASPECTOS RELATIVOS A CALIDAD, METODOLOGIA, ECONOMÍA Y TIEMPO.
Actividad: 5.1 Establecimiento de redes altimétricas (en general) En grupos de tres personas, se deben redactar los términos de referencia para la contratación de una empresa que realice la densificación de la red geodésica nacional vertical en la zona urbana del cantón San Pablo de Heredia Algunas consideraciones: Se deben colocar la menos cinco puntos nuevos Debe vincularse a un banco de nivel oficial del IGN Traer los resultados para la clase del 18 de agosto de 2017