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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CIVIL Radiación con Estación total Radiación con Estación total CURSO : Topografía II DOCENTE: Ing. Sergio Huaman Sangay ALUMNO: Díaz Villar Jimmy Antony. CICLO : IV Cajamarca, Noviembre del 2010

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAUNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILCIVIL

Radiación con Estación totalRadiación con Estación total

CURSO : Topografía II

DOCENTE: Ing. Sergio Huaman Sangay

ALUMNO: Díaz Villar Jimmy Antony.

CICLO : IV

Cajamarca, Noviembre del 2010

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I. Introducción:

En esta época nos encontramos con situaciones en las cuales, la tecnología nos muestra que dentro de las actividades diarias en el campo de la topografía se requiere de realizar trabajos con mayor rapidez y a su vez que la calidad no disminuya al contrario que la calidad sea incrementada, en tiempos anteriores se tenían instrumentos también de buena calidad pero se requería de bastante tiempo para obtener resultados de gran precisión, además de una gran cantidad de personal, con lo cual se incrementaban los costos en la realización de las actividades encomendadas, por lo tanto la topografía se moderniza y se actualiza constantemente de acuerdo a las necesidades de las actividades topográficas de hoy en día.

En este método la precisión debe ser muy alta, para que el trabajo quede lo mejor posible. En la presente práctica se llevo a cabo un levantamiento topográfico con una sola Estación total en un terreno de poca extensión.

Al concluir el desarrollo de la práctica todo el grupo se dio cuenta de la sencillez, exactitud y precisión del Trabajo con la estación total que difiere de los errores que se pueden cometer en el trabajo con un teodolito.

Topografía II

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II. Marco teórico

Estación total

La Estación Total es un instrumento topográfico de última generación, que integra en un solo equipo medición electrónica de distancias y ángulos, comunicaciones internas que permiten la transferencia de datos a un procesador interno o externo y que es capaz de realizar múltiples tareas de medición, guardado de datos y cálculos en tiempo real.

Además dispone de los elementos ópticos y mecánicos, imprescindibles en todos los taquímetros.

Una estación total posee básicamente 3 componentes:

Mecánico: el limbo, los ejes y tornillos, el nivel, la base nivelante.

Óptico: el anteojo y la plomada óptica

Electrónico: el distanciómetro, los lectores de limbos, el software y la memoria

Los componentes óptico y mecánico no difieren de  los que llevan los teodolitos y taquímetros clásicos de uso en topografía.

La gran ventaja de la Estación Total es la componente electrónica  en cuanto a memoria interna para almacenar datos de campo, que la hace más versátil y rápida que los instrumentos clásicos.

Funcionamiento

Vista como un teodolito; una estación total se compone de las mismas partes y funciones de un teodolito. El estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe realizarse por métodos mecánicos.

El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.

Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas

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coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador. Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc.

La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.

Partes de una estación total.

EL COMPONENTE  MECÁNICO. El esqueleto de la Estación Total

En primer lugar vamos a hacer una división de su estructura en tres bloques fundamentales:

1. Bloque A: Está constituido por la alidada que es  la componente móvil de la estación y puede  girar en torno a un eje vertical (principal).

2. Bloque B: Aquí está alojado el limbo horizontal. Puede moverse solidariamente a la alidada o quedar fijo con respecto a ella.

3. Bloque C: Es la base nivelante. Sirve para nivelar la estación y unirla a un trípode. Va a quedar siempre fija respecto de los movimientos de la alidada.

 Los Ejes de la Estación total:

Mecánicamente tenemos 3 ejes de movimiento, que generan tres planos al producirse la rotación entorno a ellos:

1. Eje  Principal: Es el eje de giro de la Alidada que es la parte móvil de la estación

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2. Eje secundario o de Muñones: Su función es servir de eje de giro del anteojo. Le permite cabecear describiendo planos verticales. El eje secundario es perpendicular al principal.

3.Eje de colimación: Se encuentra en el anteojo. Pasa por su centro y lo atraviesa longitudinalmente.  Es perpendicular a su vez al eje secundario. 

Los tornillos

El conjunto de giros y movimientos se controlan, en general,  con una serie de tornillos que mostramos y describimos a continuación

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Tipos- Tornillos de presión y de coincidencia:

Utilidad- Los tornillos de presión se utilizan para unir rígidamente o liberar los elementos móviles de una estación. Los tornillos de coincidencia (también llamados de movimiento lento) nos permiten imprimirle movimientos suaves y lentos, provocando pequeños desplazamientos de un elemento con respecto al otro, hasta hacerle ocupar la posición deseada.

Actualmente en el mercado podemos encontrar equipos que presentan  un innovador mecanismo sin fin en los tornillos de movimiento. Con este sistema no se  requieren bloqueos, puesto que los ejes ofrecen cierta rigidez en el giro mediante un sistema de fricción y por lo tanto se puede prescindir de los tornillos de presión.

Otra opción la representan las “estaciones servo motorizadas”, que utilizan la última tecnología de servo motores para el giro vertical y horizontal, prescindiendo por lo tanto de los clásicos tornillos de presión y coincidencia.

EL COMPONENTE ÓPTICO

El Anteojo

El anteojo de la Estación Total está basado en el principio del anteojo astronómico.

Su función es la de poder hacer punterías a objetos o referencias para definir direcciones con precisión.

Estos son sus principales componentes:

A.     Objetivo

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Lo forman dos o más lentes, con la finalidad de formar una imagen real e invertida del objeto.

B.    Ocular

Son dos lentes que tienen como función principal la amplificación de las imágenes. También llevan acoplados unos prismas que invierten de nuevo la imagen para ser vista en posición normal. Otra función es la de enfocar el retículo.

C.    Retículo

Es una especie de diafragma situado en el tubo ocular donde está grabada la cruz filar. Esta cruz es la que permite hacer punterías con precisión.

La imagen superior nos muestra la visión que se tiene a través del anteojo cuando hace una correcta puntería con la cruz filar hacia un prisma.

D.    Montura

Lo forman tres tubos, donde van montados el ocular y el objetivo, y que además llevan un engranaje que permite alargar o acortar el anteojo para enfocar correctamente.

La plomada

Es un dispositivo que va incorporado en la base nivelante de la estación, nos permite situar o estacionar el aparato exactamente sobre el punto que queramos.

La plomada está materializada por un rayo óptico que tiene la dirección de la línea de la plomada, o vertical, de manera que a través de un pequeño anteojo podemos ver el punto de estación y centrar el instrumento.

Esta línea también puede materializarse mediante un rayo láser (plomada laser),que tiene la ventaja de permitir el  el centrado a simple vista, sin lentes o prismas de por medio, aunque también sin aumentos.

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EL COMPONENTE  ELECTRÓNICO

a. Lectura electrónica dimbos b. Medida electrónica de distancias

c. La gran diferencia de las Estaciones Totales respecto al resto de teodolitos y taquímetros es la integración de un complemento electrónico sólido y potente que permite tareas tales como, almacenamiento interno de medidas de campo y cálculos en tiempo real además de las ya habituales medidas electrónicas de distancias y lectura electroóptica de limbos que veremos más adelante.

Para poder realizar todo ello las estaciones incorporan un microprocesador.

Pero también es necesario un interfaz que permita al usuario manejar, controlar y gestionar adecuadamente todas las funciones de  la estación.

Esta interactividad necesaria para extraer datos de la Estación o imponerlos se consigue gracias a una pantalla de cristal líquido en la que se pueden visualizar valores, comandos o características de configuración y un teclado que permite “hablar” con el microprocesador.

Existe gran variedad de sistemas según la gama del equipo.

Hay Estaciones con un teclado mínimo que permite realizar operaciones básicas:

        Encendido / apagado.

        Selección de distancias.

        Elección de funciones especiales.

        Introducciónde ordenes.

        Confirmación.

        Iluminación de la pantalla.

Las operaciones de trabajo, la imposición de datos (coordenadas iniciales, ángulo horizontal, Temperatura, etc) y la selección de operaciones se realiza por software, a través de la pantalla, “navegando” con el cursor.

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Otros equipos disponen de todo esto más un completo teclado alfanumérico para escribir, activar funciones, dar órdenes, medir, grabar, transmitir, activar plomada láser, etc.

Hay teodolitos electrónicos que carecen de dispositivo de almacenamiento y cálculo de datos, pero que tienen la posibilidad de conectar un colector externo de datos, convirtiendo así el teodolito en una estación

En este caso el teodolito tiene un procesador interno que controla todas sus funciones y que activa los sistemas de medición electrónica de ángulos y distancias. Pero este procesador no tiene capacidad de guardado de datos. Por ello es necesario incorporar un colector externo. Los colectores externos, además de almacenar datos, suelen estar dotados de potente software de cálculo y gestión de datos, siendo capaces además de controlar los sistemas de medición de la estación.

También puede conectarse a estaciones Totales que no tengan muy desarrolladas sus funciones de cálculo para completarlas.

De hecho, es desde este elemento y no desde la estación desde donde se realiza todo el proceso de medición.

Puertos de comunicación de una estación total

La conexión a la libreta electrónica externa con la estación se realiza a través de un puerto serie.

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Este mismo puerto nos permite establecer comunicación entre la estación total y un PC, cuando se trata de una estación total con libreta electrónica interna.

III. Objetivos Levantamiento topográfico de una parcela con estación total por método de

radiación.

IV. Equipo y Materiales

1 Estación total marca “SOUTH” 1 Prisma marca “SOUTH” 1 Trípode 1 GPS 1 Libreta de campo 1 lápiz (preferencia 2H)

V. Brigada 1. Díaz Villar Jimmy Antony (libretista)2. Gamboa Castro Dennis Elmer (Porta Prisma)3. Julca Varas Carlos Antonio (Ayudante)4. Malaver Lucano Marco Antonio (Ayudante)5. Tapia cabrera Carlos. (Anotador)

VI. Procedimientos A) Puesta en estación

Ubicar una estaca vertical en el terreno, con un punto central, para materializar la estación.

Ubicar el trípode de tal manera que su plomada se ubique sobre la señal de la estaca. Las patas deben formar un triangulo equilátero.

Colocar la estación y total sobre el centro del cabezal del trípode y asegurado con su tornillo de fijación.

A través del ocular de la plomada óptica, con una pata del trípode fija en el terreno, y levantando las otras dos, se debe conseguir centrar el eje principal en la estación, y que a su vez el cabezal del trípode quede horizontal.

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B) Nivelación

Ya ubicado la plomada óptica con el eje de la estaca se procede a centrar el nivel esférico levantando o bajando poco a poco las dos patas del trípode con las que se trabajo.Después observar la plomada óptica y si se movió volver a central y si sigue en el centro proceder a nivelar el nivel tubular con los tornillos nivelantes.

C) Levantamiento Topográfico1. Prender la estación tota, presionando la tecla verde.2. Presionar la tecla “MENU”3. Presionar “1” [TOMA DE DATOS](para crear un nuevo archivo de trabajo)4. 4Introducir los datos básicos del trabajo en orden

ARCH: Nombre del trabajo (teclear y presionar “F4”[ENT])5. Presionar “1”[INTO BASE](para introducir los datos de la estación inicial o

base)6. En la opción resaltada: BASE ( fecha derecha), introducir el nombre de la

base y luego nuevamente presionar F4 [ENT], para pasr a CODIGO7. Introducir el nombre o caracteres del CODIGO de la base y luego presionar

F4 [ENT], para pasar a A INST.[E-N-H](Para ingreso de las coordenadas por teclado)

8. Colocar la altura del instrumento en A-INST: altura de instrumento (digitar la altura) y Presionar F4 [ENT] para regresar al Menú TOMA DE DATOS.

9. Presionar “2”[ORIENTACION]( Para ingresar los datos del punto de referencia o punto visado obtenidos mediante el GPS).

10. Con las teclas direccionales y los caracteres alfanuméricos ingresar el nombre del punto de visado en [VISADO]y presionar F4 [ENT]para pasar a [CODIGO], Ingresar los caracteres del código y presionar F4 [ENT] para pasar a altura de Prisma [A PRIS:], con F3, cambiar a [ALPH]y digitar la latura del prisma. Finalmente presionar “F4[ENT], para regresar al Menu TOMA DE DATOS

11. Presionar “3”[FS/SS](para el ingreso por coordenadas del punto de referencia conocido), denominado también VISTA ADELANTE:

12. Presionar F4[ENT] para ingresar los valores del punto de referencia: Nombre del punto [PUNTO ], código del Punto [CÓDIGO ]y la altura del prisma [A PRIS ], finalizando con F4[ENT].

VII. Resultados

Archivo: Cafetín

Coordenadas de la estación. (Mediante GPS)Este EB 0776750.000 mNorte NB 9206944.000 mCota ZB 2694.436 m

Altura de instrumento: 1.456 m

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Altura de prisma: 1.600 m

Coordenadas del punto utilizado para la orientación.Este EB 0776742.000 mNorte NB 9206933.000mCota ZB 2674.900m

Radiación de los puntos.Descripción:

V= VeredaC= CanalE= EdificioP= PuentePO=PosteB= BancaJA= jardín (UNC)IN= Punto Interior

776750.000

9206944.000

2674.436 EST1 E1

776744.184

9206934.306

2674.989 P ORI

776744.767

9206937.262

2674.758 E1001 V

776703.154

9206966.657

2674.825 E1002 V

776704.379

9206968.257

2674.791 E1003 V

776704.643

9206965.824

2674.812 E1004 V

776702.558

9206965.884

2674.801 E1005 V

776699.446

9206949.974

2674.718 E1006 V

776707.180

9206948.809

2674.721 E1007 V

776709.248

9206949.260

2674.719 E1008 V

776692.637

9206952.783

2675.146 E1009 V

776691.074

9206953.366

2675.083 E1010 V

776683.508

9206954.314

2675.135 E1011 V

776683.205

9206954.498

2675.180 E1012 C

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776679.656

9206955.797

2675.231 E1013 C

776675.427

9206956.577

2675.180 E1014 C

776668.225

9206957.285

2674.926 E1015 E

776689.563

9206976.086

2675.304 E1016 P

776693.201

9206973.391

2675.295 E1017 P

776694.723

9206975.531

2675.298 E1018 P

776691.159

9206978.186

2675.308 E1019 P

776701.398

9206963.325

2674.805 E1020 P

776709.203

9206973.616

2674.662 E1021 B

776714.550

9206981.684

2674.672 E1022 B

776714.552

9206981.682

2674.782 E1023 PO

776717.500

9206985.422

2674.627 E1024 PO

776723.088

9206992.047

2674.418 E1025 B

776730.276

9207002.522

2674.414 E1026 PO

776722.219

9207006.009

2674.491 E1027 C

776722.521

9207005.779

2674.490 E1028 C

776720.721

9207011.537

2674.311 E1029 C

776720.920

9207017.604

2674.314 E1030 C

776708.077

9207010.795

2674.713 E1031 E

776729.374

9207029.654

2674.454 E1032 V

776732.697

9207027.357

2674.394 E1033 V

776735.975

9207012.779

2674.433 E1034 V

776737.143

9207011.687

2674.430 E1035 V

776742.02 9207020.82 2674.271 E1036 V

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9 4776740.08

29207011.89

82674.266 E1037 V

776741.052

9207013.207

2674.309 E1038 V

776745.665

9207007.291

2674.081 E1039 B

776755.571

9207002.655

2674.294 E1040 P

776764.335

9206994.260

2673.942 E1041 B

776769.951

9206992.700

2674.154 E1042 P

776777.537

9206985.801

2673.972 E1043 V

776779.161

9206984.675

2673.993 E1044 V

776777.651

9206982.376

2674.028 E1045 V

776783.030

9206981.255

2673.845 E1046 B

776790.865

9206978.142

2673.953 E1047 P

776801.652

9206968.217

2673.673 E1048 B

776815.021

9206961.554

2673.621 E1049 V

776815.436

9206969.601

2673.633 E1050 V

776813.634

9206960.602

2673.729 E1051 V

776809.311

9206954.081

2673.720 E1052 E

776789.175

9206924.027

2674.590 E1053 V

776787.411

9206922.384

2674.610 E1054 V

776786.199

9206920.768

2674.639 E1055 V

776785.657

9206918.799

2674.619 E1056 V

776769.564

9206894.834

2674.613 E1057 V

776749.999

9206921.554

2674.781 E1058 V

776749.392

9206923.693

2674.866 E1059 V

Topografía II

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776756.752

9206923.106

2674.771 E1060 V

776756.356

9206921.000

2674.748 E1061 V

776769.100

9206922.150

2674.576 E1062 V

776770.809

9206919.864

2674.594 E1063 V

776777.521

9206919.356

2674.557 E1064 V

776777.745

9206921.558

2674.542 E1065 V

776778.307

9206925.068

2674.413 E1066 V

776778.874

9206927.203

2674.413 E1067 V

776772.670

9206930.563

2674.352 E1068 V

776770.018

9206929.591

2674.393 E1069 V

776762.660

9206933.672

2674.338 E1070 V

776761.454

9206936.819

2674.302 E1071 V

776755.212

9206940.244

2674.309 E1072 V

776752.810

9206939.075

2674.361 E1073 V

776786.318

9206928.651

2674.082 E1074 V

776788.426

9206929.088

2674.081 E1075 V

776787.098

9206937.038

2673.974 E1076 V

776784.986

9206936.795

2674.020 E1077 V

776785.178

9206948.937

2673.908 E1078 V

776783.045

9206948.688

2673.928 E1079 V

776780.948

9206961.828

2673.951 E1080 V

776783.044

9206962.008

2673.950 E1081 V

776780.698

9206976.872

2673.884 E1082 V

776778.63 9206975.62 2673.891 E1083 V

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1 7776773.90

09206976.59

82673.916 E1084 V

776772.001

9206977.745

2673.948 E1085 V

776765.301

9206967.771

2674.013 E1086 V

776767.164

9206966.798

2674.029 E1087 V

776757.579

9206952.654

2674.060 E1088 V

776755.824

9206953.820

2674.075 E1089 V

776747.214

9206940.987

2674.488 E1090 V

776748.869

9206939.728

2674.479 E1091 V

776744.542

9206946.126

2674.316 E1092 V

776743.071

9206944.481

2674.355 E1093 V

776734.064

9206949.412

2674.396 E1094 V

776734.903

9206951.452

2674.394 E1095 V

776719.615

9206959.904

2674.555 E1096 V

776718.345

9206958.200

2674.489 E1097 V

776729.525

9206964.577

2673.842 E1098 V

776740.198

9206960.359

2673.803 E1099 V

776742.247

9206960.868

2673.714 E1100 V

776741.684

9206964.167

2673.753 E1101 V

776748.756

9206965.946

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776749.255

9206962.753

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776751.294

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776750.405

9206968.407

2673.685 E1105 V

776739.129

9206965.930

2673.765 E1106 V

Topografía II

Page 17: Estación total.docx

Universidad Nacional de Cajamarca

776750.000

9206944.000

2674.436 EST2 E2

776738.312

9206971.849

2673.727 E1107 JA

776737.653

9206974.301

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776737.600

9206975.752

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776737.189

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776766.81 9206944.62 2673.746 E1129 PO

Topografía II

Page 18: Estación total.docx

Universidad Nacional de Cajamarca

8 9776776.41

19206957.98

42673.562 E1130 PO

776792.000

9206947.948

2673.577 E1131 PO

776782.614

9206934.335

2673.774 E1132 PO

776782.148

9206921.990

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2674.568 E1134 PO

776759.204

9206920.726

2674.730 E1135 PO

776763.536

9206915.912

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776768.720

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776756.401

9206915.659

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9206931.328

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776756.554

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2674.055 E1141 IN

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776748.892

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776756.824

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776784.730

9206926.748

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776774.623

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776755.678

9206941.499

2673.912 E1152 IN

Topografía II

Page 19: Estación total.docx

Universidad Nacional de Cajamarca

776759.504

9206953.046

2673.796 E1153 IN

776767.664

9206949.969

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776777.117

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776783.615

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776780.058

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2673.448 E1175 IN

776784.72 9206977.47 2673.452 E1176 IN

Topografía II

Page 20: Estación total.docx

Universidad Nacional de Cajamarca

3 0776781.66

79206981.52

62673.903 E1177 IN

776759.142

9206961.817

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9206971.005

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2673.496 E1180 IN

776773.078

9206984.032

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776765.254

9206989.588

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776757.569

9206991.651

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2673.649 E1199 IN

Topografía II

Page 21: Estación total.docx

Universidad Nacional de Cajamarca

776717.168

9206981.083

2673.924 E1200 IN

VIII. Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones La estación total de fácil manejo y facilita mucho el trabajo antes llamado gabinete. Es muy sensible y se debe manejarlo con mucho cuidado.

Recomendaciones Tener más horas para la práctica con los equipos del gabinete de topografía.

IX. Bibliografía es.wikipedia.org/wiki/Estacion_total Separatas de Estación Total. Autor: Ing. Manuel Urteaga Toro http://www.jcminstrumental.netfirms.com/estaciontotal.htm

Topografía II

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Topografía II