manual topcal21 eps

UNIVERSIDADE DE SANTIAGO. ESCOLA POLITÉCNICA SUPERIOR DE LUGO.

Área de Enxeñería Cartográfica, Xeodésica e Fotogrametría.

Profesor: José Antonio Pardiñas García. Manual de Topcal21-2007 - 1

Manual de Topcal 21. Versión 2007.


Área de Enxeñería Cartográfica, Xeodésica e Fotogrametría

Profesor: José Antonio Pardiñas García.

TEMA 1.1. Fundamentos da Topografía - 2

Programa. Contidos

BLOQUE I: TOPCAL21 2007 1.1. Introducción.

El programa informático Topcal21 versión 2007 es un potente gestor de datos topográficos y geodésicos y una herramienta de cálculo eficaz, sencilla y productiva que permite al usuario resolver todo tipo de problemas de cálculo y organización de datos topográficos, desde la toma de datos en campo hasta el replanteo y los cálculos auxiliares de mayor interés en un Proyecto de Ingeniería. Su sistema de organización en forma de Proyecto para cada trabajo topográfico ayuda a la coherencia de todos los archivos relacionados, facilita la organización y la recuperación y permite trabajar con múltiples proyectos abiertos simultáneamente e ilimitados archivos en cada proyecto. Permite igualmente compartir ficheros entre distintos proyectos organizado todo en subcarpetas para cada proyecto. Puede trabajar en red y tener los datos necesarios y los calculados en ordenadores centrales o servidores.

1.2. Instalación y actualización. El programa ejecutable se puede instalar desde el CD adquirido o por medio del archivo de instalación Topcal21.msi que se puede descargar de la página web www.digi21.net/topcal21/. Se necesita además la instlación del archivo de llave de licencia y del de activación del ordenador. Esa misma página se puede usar para la descarga periódica de actualizaciones y para la descarga del manual en pdf. Existe también una versión de prueba o demo que tiene todas las funciones del programa menos la de guardar proyectos y archivos. Es, por ello, una herramienta de ayuda a la formación totalmente operativa para probar todas las fases del programa y su operatividad.

1.3. Configuración de carpetas y demás opciones. La estructura organizada de los datos procesados por Topcal21 en formato de proyecto con sus archivos perfectamente relacionados se complementa con la personalización del directorio de trabajo donde Topcal21 guardará todos los archivos que genera en todos los procesos de cálculo. Esa indicación ha de ser la primera que se haga al programa para no perdernos y estar siempre seguros de donde estarán nuestros trabajos y sus archivos. Para ello entraremos en la opción de menú Editar \ Preferencias \ Directorio por defecto de

http://www.digi21.net/topcal21/




datos donde, como veremos, se configuran las rutas de guardado de datos y algunos otros parámetros que ya veremos.





Aceptamos y la ruta que se indica en el campo “Nombre del directorio” queda fijada. Otras opciones de configuración que hemos de considerar son las siguientes, como se ve en la pantalla:

Opciones generales: o Cargar automáticamente el último proyecto. Es importante que esté activado

mientras nos movamos en un proyecto fijo porque, de ese modo, cada vez que abramos el programa, irá directamente al proyecto activo.

o Mostrar registros borrados. Cuando borramos registros de un fichero de observaciones o de puntos se produce un borrado temporal o desactivación de los puntos a todos los efectos, pero los datos se mantienen y pueden ser recuperados sin necesidad de volverlos a escribir. Si queremos que se mantengan visibles lo que ocurrirá cada vez que los borremos es que cambiarán de color del negro (activos) al rojo (desactivados). El borrado definitivo se produce cuando comprimimos el archivo, como se verá.

o Permitir visuales duplicadas. Si tomamos datos aplicando la Regla de Bessel los registros serán duplicados porque el número de base y el de punto visado se repiten por lo que será necesario mantener activada esta opción para que acepte los datos.

o Botón de programas visores. MUY IMPORTANTE. Como se dijo antes, cada operación de cálculo genera un archivo de texto en forma de informe resumen de la operación que puede ser usado como Anexo de cualquier documento o memoria. El archivo generado se guarda automáticamente en la subcarpeta generada al crear el proyecto pero puede ser visualizado al terminar el cálculo si quiere el usuario y si está correctamente “localizado” el programa visor. Si el informe es un txt el programa




utiliza en Bloc de Notas pero si el formato es html, como se recomienda por la mejor calidad de la presentación, el programa usará el navegador Internet que le indiquemos. Si es el Explorer de Microsoft se lo indicaremos pulsando el botón “programas visores” y abriendo el buscador de carpetas con el botón […] de la derecha del campo y buscando la ruta donde esté instalado el Sistema Operativo C (o D:):\Archivos de Programa\Internet Explorer\iexplore.exe

o En relación a las opciones de datos mostrados en puntos y en visuales u observaciones podemos dejar que se visualicen todos. Eso quiere decir que ser mostrarán todos los campos en los archivos de puntos y de datos de campo, que tienen formato de celdas excel

o Del mismo modo se pueden configurar los decimales en los datos de distancias o lineales y de ángulos. Tres y cuatro respectivamente es lo adecuado.





La estructura de trabajo en formato proyecto con sus archivos es de mucho interés habida cuenta de que podemos trabajar con múltiples archivos para cada uno de nuestros trabajos topográficos. Al crear un Proyecto se crea a su vez una subcarpeta donde serán guardados el archivo proyecto y sus archivos elementales. De ese modo, cuando queramos recuperar un Proyecto sólo tenemos que ir a la opción Abrir Proyecto y localizar el archivo con extensión .prt que hemos creado. El programa abre el proyecto y todos los archivos que le pertenecen. Pero para ello es muy importante que no modifiquemos la estructura de carpetas y subcarpetas en que se encuentre el proyecto cpon sus archivos, de lo contrario aparecerá un error y habrá que restituir la integridad del proyecto. Es igualmente importante saber que en un proyecto hay archivos de diferentes contenidos que estarán diferenciados por su extensión. Por ello, los archivos de un mismo proyecto pueden llevar, a menudo, el mismo nombre porque se van a diferenciar en su extensión. Manejamos los siguientes archivos:

Archivos de proyecto que tienen extensión .prt. Por ejemplo, prueba.prt. Archivos de observaciones o visuales de campo que tienen extensión .obs. Por

ejemplo, prueba.obs. Archivos de puntos o de coordenadas con extensión pts. Por ejemplo,

prueba.pts. Archivos informe que se generan en cada uno de los procesos de cálculo y

que, por ello, deberán personalizarse para cada uno de los pasos de cálculo que los produzcan. Llevan extensión html o txt. Por ejemplo, pruebaitinerario.html, pruebaradiación1.html, pruebasuperficie.html, etc.

Archivos de croquis donde se visualiza el dibujo previo con extensión .crq. Por ejemplo, prueba.crq.

Archivos exportados para el dibujo, con varias posibilidades de las que la más usada será la del fichero de intercambio gráfico .dxf. Por ejemplo, prueba.dxf.

Archivos exportados como listados de datos para imprimir o trasladar a equipos topográficos (Estaciones Totales o GPS). Normalmente se exportan como ficheros de texto plano tipo ASCII y llevarán extensión .asc. Por ejemplo, pruebaitinerario.asc.




2. BLOQUE II: TOPCAL21 2007 PARA EL CÁLCULO TOPOGRÁFICO 2.1. Barras de herramientas.

Menú principal ( Linea de texto con las herramientas). Archivo. Editar. Ver. Herramientas. Cálculos. Dibujo. Ayuda.

Barra herramientas estándar ( Linea superior de botones con botones rápidos de archivo y editar).

Barra herramientas de cálculos básicos. (Botones inferiores izquierda)

Barra herramientas de cálculo de coordenadas (Botones inferiores derecha).

Barra de herramientas de dibujo. Se activa cuando se selecciona un fichero de croquis (*.crq)

2.2. Menús de aplicación. Menú principal. Contenidos: Es muy importante saber que la mayor parte de las funcionalidades de Topcal21 necesitan datos estructurados y, por ello, están desactivadas hasta que se cree un proyecto con sus archivos. Por eso para ir analizando todos los pasos que daremos y poder introducir las diferentes pantallas con las funcionesd asociadas a cada opción del menú crearemos un proyecto. Por ejemplo, prueba.prt. Pulsamos el botón “Nuevo” que aparece a la izquierda de la barra de herramientas estándar y seleccionamos el icono PRT de Proyecto. Aparece la siguiente ventana de datos:





El campo superior “Nombre del fichero” crea una subcarpeta en la ruta de ubicación que se puede leer en la linea inferior de datos y que coincide con la ruta que habíamos creado en Editar\PreferenciasDirectorio por defecto de datos. El campo siguiente “Nombre del trabajo” crea un botón gris a la izquierda de la pantalla. Si hay varios trabajos simultáneamente es importante saber que aparecerán tantos botones como trabajos y que podremos cambiar de uno a otro pulsando su botón correspondiente. Pulsamos aceptar y vemos el resultado.




Si volvemos al botón “nuevo” y seleccionamos primero el icono de puntos y después el de visuales podemos crear dos ficheros dentro del proyecto que tendrán extensión .pts y .obs respectivamente.





Antes de aceptar el programa nos pedirá el sistema de coordenadas para el fichero de puntos y el tipo de instrumento para el fichero de visuales. Una vez aceptado se crean los dos iconos correspondientes en la ventana de proyectos y en la pantalla principal de datos aparecen tablas tipo excel donde se escribirán los datos o se importarán o el programa los anotará como resultado de un proceso de cálculo. Ahora ya podemos ver las funciones que hay en cada opción del menú.

Archivo o Nuevo.

Opción para crear proyectos nuevos o archivos nuevos en proyectos ya creados.

o Abrir. Para abrir archivos propios de Topcal 21: pts, obs.

o Guardar. Para guardar una modificación en un archivo sin cambiar nombre.

o Guardar como. Para guardar cambios pudiendo cambiar el nombre del archivo y la ubicación.

o Cerrar. Cierra el archivo seleccionado.

o Abrir Proyecto. Abre un proyecto y todos los archivos a él vinculados.

o Guardar Proyecto. Guarda el proyecto y todas sus modificaciones.

o Guardar todo. Guarda proyectos y archivos.

o Cerrar Proyecto. Cierra un proyecto y todos sus archivos.

o Insertar archivos. Inserta archivos .pts y .obs externos con todos sus datos en un proyecto

abierto. Es importante saber que con esta opción se incluyen en un proyecto los archivos con su nombre y sus datos que quedan añadidos a los del proyecto abierto. Para que la ruta de estos insertados se adapte a la del proyecto en el que se insertan es necesario cambiar las propiedades del archivo insertado y modificar la ruta por defecto. Para ello se puede optar por pulsar con el botón de recho del ratón sobre el icono del archivo a modificar y seleccionar “propiedades del objeto”. Esta misma función se puede activar abriendo las funciones de la opción de menú “Ver”.





En esta ventana se modifica la ruta en el campo “Nombre” pulsando el boton derecho […] y buscando la ruta en el buscador.

o Eliminar archivos. Para borra un archivo de un proyecto.

o Importar. Para cargar datos de campo, en formato de texto ASCII. Los datos se importan

en el fichero que esté activo en ese momento. Si importamos a un fichero de visuales buscaremos los datos de campo de ángulos y distancias. Las descargas desde las Estaciones totales tiene diferentes formatos. Topcal 21 lee varios formatos distintos, pero desde todas las marcas de equipos y desde sus programas de descarga se ordenan los datos en el propio formato ASCII de Topcal, que tiene la siguiente estructura, con columnas separadas por comas, espacios o tabuladores:

B V H V d m i

41 42 337.5770 102.7460 55.543 1.500 1.470 41 41001 9.1410 106.1800 10.134 1.500 1.470 41 41002 7.1460 105.0770 12.980 1.500 1.470 41 41003 3.6940 105.4670 26.078 1.500 1.470 41 41004 2.7570 105.0530 37.334 1.500 1.470 41 41005 1.8780 104.2690 53.862 1.500 1.470 41 41006 1.8060 104.1180 58.400 1.500 1.470

B = Base, V = Pto. Visado, H = Áng. Horizontal, V = Áng. Vertical, d = distancia geométrica, m = altura de mira o prisma, i = altura de instrumento. Si el fichero activo es un .pts de puntos los datos que se pueden importar son también variados. Desde un fichero DXF de puntos dibujados en AutoCad, hasta un listados de puntos encolumnados en el formato N, X, Y, Z. 1 1000.000 2500.000 425.670 2 1300.000 5200.000 427.550

o Exportar.

Exporta datos del fichero activo. Si tenemos un fichero de visuales (.obs) exportará un listado de texto ASCII de

los datos de campo. Si tenemos un fichero de puntos (.pts) podemos exportar listado de texto

ASCII en columnas, GSI, SDR o cualquier otro adecuado para pode cargar esos puntos en una Estación Total, o un fichero dxf para autocad.

Si tenemos activo un fichero de croquis podremos exportar el plano preparado para AutoCad (dxf) o Microstation (dgn) y algún otro, como puede verse al seleccionar el tipo de fichero a exportar.




o Agregar archivo. Esta función sirve para agregar los contenidos de un archivo a otro archivo de

su mismo tipo que esté activo en el proyecto. Es una operación parecida a importar datos pero los agrega procedentes de un archivo de Topcal21. Por ejemplo, podemos “Agregar” un archivo de visuales (obs) que tengamos en otro proyecto u otra carpeta al archivo obs activo de nuestro proyecto. El resultado será un añadido de datos en nuestro archivo activo.

Las siguientes funciones se explican por si solas.

o Imprimir. o Presentación preliminar. o Configurar impresora. o Archivos recientes. o Proyectos recientes. o Salir.

Editar. o Deshacer. o Rehacer. o Cortar. o Copiar. o Pegar. o Seleccionar todo. o Invierte selección.

Las funciones anteriores son similares que las de cualquier otro programa informático por lo que nos centraremos en las que se indican a continuación.

o Borrar registro. Borra una o varias lineas de datos seleccionadas tanto en el fichero de puntos

como en el de observaciones. Los registros borrados se ven en color rojo si esa opción quedó marcada en las opciones configurables en Editar\preferencias. No serán utilizados en ninguna operación de cálculo o de exportación de datos, pero se podrán recuperar sin necesidade de volver a escribirlos. Para ello basta con seleccionarlos de nuevo y utilizar la función “recuperar registro” que se cita a continuación.

o Recuperar registro. Función que permite recuperar y hacer activos los registros que se hayan

borrado con la función anterior. Se seleccionan todas las lineas de datos que se quieran recuperar y se ejecuta el comando recuperar. Es importante indicar que la selección ha de hacerse del registro completo, pinchando en la zona gris de la izquierda para que se seleccione toda la linea de datos.





o Comprimir archivo. Borra definitivamente los registros desactivados con el comando “borrar

registro”. Todos los datos que estén en color rojo quedan eliminados y serrán ya irrecuperables.

o Renumerar puntos. Cambia la numeración de todos los puntos de un archivo (pts) con sólo

modificar el número de inicio.

o Renumerar visuales. Hace lo mismo pero en los números de un fichero de visuales (obs).

o Preferencias.

Función que se ha explicado al principio para configurar los directorios y otros parámetros.




o Preferencia de croquis. Permite cambiar las características de los datos gráficos que se ven en un

croquis. Texto de los Id de los puntos, de las cotas, de los códigos, etc.

o Lista de códigos de dibujo. Editor de códigos que permite modificar los existentes o crear nuevos.

o Lista de códigos de croquización.

Permite editar y crear nuevas capas para el dibujo en el croquis.

o Librería de símbolos. Sirve para modificar o crear símbolos e iconos para asociar a los puntos

singulares.

o Sistemas de referencia. Edita y crea sistemas de referencia que se asocian a los ficheros de puntos,

según las necesidades técnicas del trabajo.

o Instrumentos topográficos. Crea una base de datos con los instrumentos topográficos utilizados por el

usuario incluyendo los datos técncios necesarios para que el programa pueda calcular los errores accidentales de las diferentes mediciones y fijar así las tolerancias para los errores parciales y totales.

o Relacionar ficheros de puntos. C uando tenemos seleccionado un fichero de croquis (.crq) podemos enlazarle

nuevos ficheros de puntos que se van calculando a medida que se van aportando datos de campo. Los puntos de los ficheros enlazados aparecen en el croquis. Si actualizamos datos de un fichero se actualizan automáticamente en el croquis. Si desenlazamos un fichero sus puntos desaparecen del croquis sin necesidad de que sean borrados gráficamente. El enlace entre el croquis y los ficheros de puntos es dinámico.

Ver. o Barra de herramientas.

Configura qué tipo de barras de herramientas se van a ver.

o Barra de estado. Activa o desactiva la barra de estado que aparece en la zona inferior de la

pantalla. En esa barra aparece el estado del programa y también se presentan indicaciones de lo que hace cada botón cuando el cursor pasa sobre él.

o Ordenar datos. Ordena los datos de un archivo por la columna que se le indique y en orden

ascendente o descendente. Eso mismo se consigue si se pincha la cabecera gris de cada columna en los archivos de puntos o de observaciones.

o Actualiza. Actualiza datos escritos.





o Iconos pequeños.

Convierte los iconos de los archivos a tamaños pequeños.




o Iconos grandes. Pone los iconos grandes.

o Organizar iconos. Organiza los iconos de un proyecto por diferentes criterios.





o Propiedades del proyecto. Abre una ficha informativa con las propiedades del proyecto activo. El botón

del proyecto activo está siempre en la parte superior de la ventana gris de proyectos y los abiertos inactivos se quedan en la parte inferior.




o Propiedades del objeto. Abre una ficga con las propiedades del fichero seleccionado dentro de un

proyecto.

o Calculadora. Activa la calculadora del sistema operativo.

Herramientas. o Por su trascendencia en la potencia de cálculo y gestión del programa, las

herramientas se estudian de forma exhaustiva en el siguiente apartado.

Cálculos. o Por su trascendencia en la potencia de cálculo y gestión del programa, las funciones

de cálculo se estudian de forma exhaustiva en el siguiente apartado.





Dibujo. o Las herramientas de dibujo están orientadas a la generación del más completo plano

topográficos con el objeto de sustituir, en lo posible, a un programam de CAD. Evidentemente, la capacidad para dibujar con estas ayudas no es comparable a lo que puede hacerse con AutoCad o Miscrostation, por lo que dedicaremos poco tiempo a su explicación.

Ayuda. o El menú ayuda, como en todos los programas, informa de la versión que está instalada

y activa los temas de Ayuda del programa, que coincide con los contenidos del manual que se puede descargar en pdf de la página www.digi21.net de los fabricantes propietarios de este programa informático.

2.3. Herramientas de cálculo topográfico y cartográfico.

Menú Herramientas. En esta opción del programa se encuentran todas las funciones de cálculo que aplican de una forma efectiva y fiable toda la metodología del cálculo topográfico. Así vamos a desarrollar los siguientes procesos de cálculo: Para desarrollar cualquier ejemplo destinado a explicar todos los procesos de cálculo con Topcal 21 hay que considerar que los datos indispensables para iniciar cualquier paso de los propuestos exige que existan puntos fijos con coordenadas conocidas, Por eso, la primera operación será determinar coordenadas de puntos de estación o bases por los métodos propios de la Topografía.

Uno de los primeros y más importantes es el método itinerario o poligonal. Empezaremos resolviendo un itinerario cerrado y seguiremos con el siguiente planteamiento:

1º. Poligonal cerrada. 2º. Poligonal abierta encuadrada. 3º. Poligonal colgada. 4º. Intersección directa. 5º. Intersección inversa por Pothenot. 6º. Bisección mixta o Base Libre. 7º. Radiación. 8º. Cálculo altimétrico. 9º. Datos para replanteo. 10º. Generar libreta. 11º. Ajustes por mínimos cuadrados. 12º. Transformación de coordenadas.

Los datos de campo se proporcionan en los ficheros ASCII incluídos en la carpeta DATOS CAMPO, en el formato de columnas propio de Topcal21, que pueden generar todas las Estaciones Totales, todas las Libretas Electrónicas y los programas de descarga de datos de cada marca.

http://www.digi21.net/




En la carpeta citada se incluyen los siguintes archivos:

PRUEBAITI.TXT Datos de campo de una poligonal

PRUEBADIR61.TXT Datos de campo de una intersección directa desde bases de la poligonal. Para generar la Base 61. Con regla de Bessel.

PRUEBABL60.TXT Datos de campo de una Base Libre desde bases de la poligonal. Para generar la base 60. Con regla de Bessel.

PRUEBARAD41.TXT Datos de campo de una radiación desde la base 41.







VX72POTHENOT.TXT Coordenadas de Vértices geodésicos de la Hoja MTN50 nº 72.

VX72POTHENOTOBS.TXT Visuales desde un punto desconocido a tres vértices de la Hoja 72 para resolver un Pothenot.

ABERTOBESSELOBS.TXT Datos de campo de poligonal aberta encadrada con medicións angulares por Bessel.

BASESABERTOUTM.TXT Coordenadas UTM coñecidas para a poligonal aberta encadrada.

o 07.Desorientaciones. o Cierre de triángulos. o 08.Radiación. o Poligonales.

01.Poligonal cerrada. Empezamos resolviendo una poligonal cerrada. Para ello creamos los

ficheros de datos dentro de nuestro proyecto, como ya se dijo antes: pruebaiti.pts (puntos), pruebaiti.obs (visuales).





Para el fichero de puntos seleccionamos el Sistema de referencia que proceda. En este caso Cartesiano Local.

Para el fichero de visuales seleccionaremos el instrumento.




Importamos los datos de campo desde PRUEBAITI.TXT. Muy

importante!!!! Cuando importamos datos tiene que estar activo el fichero destino para que los datos vayan a ese fichero y no a otro. En tipo de archivo seleccionamos “Archivos ASCII (*.*)” y buscamos el archivo adecuado en la carpeta DATOS CAMPO.





Los datos se escriben automáticamente en la tabla del fichero de visuales previamente creado.

Escribimos las coordenadas de la base de partida. En nuestro caso: 41 (1000.000, 5000.000, 500.000). Es indispensable, para cualquier tipo de poligonal, incluso colgada, que exista el punto de partidas en el fichero de puntos pts que utilizaremos para el cálculo.

Salvamos el proyecto completo una vez finalizada la importanción. Y arrancamos la función Poligonales del menú Herramientas.




Seleccionamos los dos ficheros que intervienen en el cálculo y le damos nombre al Fichero ASCII de resultados. Tener siempre en cuenta que cada proceso de cálculo, como se verá, genera un Fichero ASCII de resultados que puede ser un html. Es recomendable que su nombre ser siempre significativo de la operación realizada. Si está activada la opción “Visualizar después del cálculo”, se abrirá el informe al finalizar el proceso. Si no se abre, en la carpeta de trabajo elegida quedará guardado igualmente.

Pulsamos Siguiente y aparece la pantalla para seleccionar los puntos que intervienen en la poligonal. En este paso, si no hay punto de partida ya no se puede seguir. Para “estructurar” la poligonal se van pasando las visuales de frente al campo de la derecha, quedando como puede verse pqara una poligonal cerrada.





Pulsamos “Siguiente” y se presentan los primeros cálculos de comprobación: distancias reducidas y desniveles recíprocos.

Pulsando “Siguiente” de nuevo aparece la pantalla resumen de todos los errores con sus tolerancias y los valores de las coordenadas relativas compensadas.




De nuevo pulsamos “Siguiente” y aparece una pantalla con las coordenadas absolutas finales. En el campo “Fichero Topcal de resultados” escribimos el nombre del fichero pts donde queremos que el programa escriba los puntos calculados. Si ya existe un fichero al que queremos añadir los datos, como en nuestro caso “pruebaiti.pts” podemos seleccionarlo desplegando la lista de archivos pts con la flechita. También podemos asociar un fichero croquis (crq) que el programa creará automáticamente, para que dibuje el itinerario y una los puntos con una linea que estará en la capa y tendrá las características que nosotros queramos.





Pulsamos el botón “Calcular” y el programa crea el informe con el nombre que le hemos indicado “pruebaiti.html”, escribe las coordenadas calculadas en el fichero pruebaiti.pts, crea el fichero croquis pruebaiti.crq y lo abre apareciendo esta pantalla.




En esta operación el programa une automáticamente las bases para crear la poligonal.

02.Poligonal abierta encuadrada. Para resolver la poligonal abierta vamos a crear un nuevo proyecto. No es necesaerio cerrar el que estamos desarrollando ni hace falta abrir un nuevo Topcal21. El programa puede mantener abiertos múltiples proyectos simultáneamente. Creamos, pues, el proyecto abierto.prt y dentro del mismo los archivos abierto.pts, en coordenadas UTM29 y abierto.obs para los datos de campo e importamos los datos desde los dos ficheros que tenemos en nuestra carpeta de datos de campo.. Los datos de campo para este trabajo contienen ángulos medidos en círculo directo y en círculo inverso, es decir, con la regla de Bessel. La primera operación necesaria es el cálculo del promedio de los ángulos. Esa herramienta se encuentra en la opción “Cálculos\Calcular medias CD-CI”. Para que se active esa función es necesario que esté seleccionado el fichero de visuales.





Como nombre del fichero ASCII de resultados podemos poner abiertopromedio.html. Al pulsar siguiente se presentan los errores sistemáticos tanto de colimación como de eclímetro. Pulsamos de nievo siguiente y configuramos la salida de datos escribiendo el fichero de visuales promedio que puede ser abiertopro.obs. Se crea el informe y el fichero obs. Es importante comprobar como la ordenación de las bases, una vez creado el fichero de visuales se hace por orden creciente. Para saber la secuencia de observaciones de campo es mejor mantener abiero el fichero de datos original ABIERTOBESSELOBS.TXT. Así comprobamos que la poligonal empieza en la base 53 y termina en la 54. Naturalmente un itinerario abierto encuadrado está apoyado en puntos extremos de coordenadas conocidas y, por ello, las observaciones han de hacerse con orientación obligada desde la primera base. Pero si la orientación no se hace en campo puede hacerse en gabinete siempre y cuando existan las visuales a las referencias externas de coordenadas conocidas, al principio y al final del itinerario. Para ejecutar el cálculo y comprobación de las desorientaciones buscamos en el menú Herramientas\Desorientaciones.




En la pantalla que se abre seleccionamos los dos ficheros que han de intervenir en el cálculo. Por un lado el de bases conocidas para calcular los acimute correspondientes de salida y de llegada ( abierto.pts ) y por otro, el fichero de visuales promedio en el que están las lecturas horizontales realmente realizadas. Pulsamos Siguiente y seleccionamos un base para proceder a la comprobación y al cálculo de la desorientación si fuese necesario. Se calcula una desorientación cada vez. El resultado de la misma se escribe en el fichero pts de bases, como podrá comprobarse.




Como puede verse se indica la desorientación hallada y la actual en el fichero pts para que se pueda decidir si se actualiza o no. Si pulsamos Calcular se calcula y se escribe automáticamente. Hacemos lo mismo con la base de llegada y, a continuación, seleccionamos la función Poligonales y procedemos al cálculo siguiendo los mismos pasos que en la poligonal cerrada. Se genera un fichero ASCII de resultados y un fichero Topcal pts de resultados y un fichero croquis.




03.Poligonal colgada.

Una poligonal colgada se diferencia de una encuadrada en que no se sabe en qué punto acaba y es imposible determinar errores y, por ello, compensarlos. Para poder calcularla es indispensable tener un punto de partida aunque sea inventado. Sin punto de arranque las herramientas de cálculo no funcionan. Se puede simular una poligonal colgada con los mismos datos de la abierta anterior pero borrando el punto de llegada.

Poligonales alternas. Son poligonales observadas con brújula taquimétrica instalando el instrumento en estaciones alternas y aprovechando que el aparato es autoorientable se puede saltar una estación ya que es innecesaria la visual de orientación.

04.Intersecciones directas. Aplicamos el cálculo a las observaciones contenidas en el fichero PRUEBADIR61.TXT. Creamos un fichero de visuales en el proyecto prueba, con el nombre pruebadir61.obs e importamos las visuales. Como son Bessel hacemos el promedio.





En Herramientas elegimos la opción Intersecciones directas y seleccionamos el fichero de puntos donde están las bases conocidas desde las que se hicieron las visuales, pruebaiti.pts y el de visuales de la intersección, pruebadirpro.obs. Damos nombre al fichero ASCII de resultados, pruebadir.html y pulsamos Siguiente, para seleccionar os puntos que intervienen en el cálculo.




Hacemos un click en la casilla de validación a la izquierda de los puntos fijos para seleccionarlos como tales y, acto seguido, manteniendo pulsada la tecla Ctrl picamos cada una de las líneas de puntos que intervienen en el cálculo (fijos y visados por intersección). Con Siguiente continuamos el proceso hasta llegar a la pantalla en la que hay que decidir donde se escriben las coordenadas del punto calculado. Como es una base más le diremos al programa que la añada al fichero pruebaiti.pts, en el campo Fichero Topcal de resultados.





Obsérvese que los datos calculados son coordenadas planas porque el Método de Intersección Directa es planimétrico. Para calcular la Z del punto es necesario nivelarlo. En nuestro ejemplo, como hemos medido distancias y anotado alturas de prisma e instrumento podemos nivelarlo por radiación (cálculo trigonométrico). El procedimeinto a seguir será el que se explique en el método de Radiación. Se puede comprobar en el croquis como la nueva base aparece automáticamente porque se ha incorporado al fichero de puntos que está asociado al croquis.

o 05.Intersecciones inversas. Para explicar este método nos vamos también a otro proyecto que llamaremos Pothenot.prt en el que incluiremos los archivos pothenot.pts, en el sistema de referencia UTM 29, para las coordenadas conocidas que están el fichero VX72 POTHENOT.TXT y pothenot.obs al que importaremos las visuales realizadas con Bessel, desde el fichero VX72 POTHENOTOBS.TXT. Obsérvese que el fichero ASCII con los datos de campo sólo contienen datos significativos en las columnas de base, punto visado, ángulo horizontal y ángulo vertical (necesario para saber cual es la visual de Círculo Directo) porque los restantes son innecesarios. Aún así todas las columnas tienen que tener algún carácter, aunque sea 0.000.




Vamos a Herramientas\Intersecciones inversas. Seleccionamos los fichero que intervienen y damos nombre al ASCII de informe. Pulsamos Siguiente y seleccionamos primero los puntos fijos y finalmente todos los que intervienen en el cálculo con el mismo procedimiento de la intersección directa. Pulsamos Siguiente hasta llegar al botón Calcular. En esa fase podemos decirle al programa que use como fichero Topcal de resultados el mismo pts en el que están los puntos fijos.




o Intersección de Hansen.

o 06.Bisección mixta. Método conocido como Base Libre o Estación Libre. La mayoría de las Estaciones Totales disponen de una función especial para realizar este cálculo en tiempo real. El procedimiento consiste en realizar una medición completa, con ángulos y distancias, aplicando la Regla de Bessel, desde el punto desconocido (Base Libre), en el que se estaciona el instrumento, a dos o más puntos de coordenadas conocidas, en los que se colocará el prisma con mucha precisión. Esta función incorporada en Topcal 21 tiene como objeto la comprobación del cálculo en campo y la práctica y comprobación del método en una clase de topografía. En el ejemplo realizaremos la medición de datos para la Base Libre a dos bases ya calculadas y, por lo tanto, de coordenadas conocidas, del itinerario cerrado que se calculó al principio. El fichero de puntos a utilizar en el cálculo será, pués, el pruebaiti.pts. Creamos un nuevo fichero de visuales en el proyecto, que llamaremos BL.obs y en el importamos los datos de campo, desde el fichero PRUEBABL60.TXT. Antes de calcular es necesario realizar el promedio de los ángulos que fueron observados por la Regla de Bessel, del modo que queda dicho en el itinerario abierto. La importación Bessel y el cálculo de promedios quedará como se ve a continuación:




Para calcular la base libre se elige “Bisección Mixta” en el menú Herramientas y se seleccionan los dos archivos que intervienen en el cálculo: Fichero de puntos “pruebaiti.pts” donde están las bases y fichero de visuales “blpromedio.obs” donde están los datos de campo.

Pulsamos siguiente y aparece la siguiente pantalla:





Como vemos, en ella se presentan los campos de los puntos fijos visados, en este caso punto 1 el 41 y punto 2 el 45, y a la derecha se selecciona el punto no fijo o base libre. Inmediatamente aparecen los resultados del cálculo y los resíduos. También se elige un fichero pts para guardar los resultados. Como es una base más para nuestro trabajo la metemos en pruebaiti.pts. Igualmente se selecciona un croquis para el dibujo y una capa. En principio, lo lógico es que el croquis sea el mismo donde están las bases de la poligonal, como puede verse. Tanto el fichero pruebaiti.pts como el prueba.crq quedarán actualizados con el nuevo punto calculado. El programa, como en todos los procesos de cálculo, hace un informe *.html.




o 09.Cálculo de altimetría. Herramienta de Topcal para ajustar una medición altimétrica por pendientes, es decir, con un taquímetro o Estación Total. Pimero se seleccionan los ficheros que intervienen en el cálculo. En nuestro caso vamos a ajustar el itinerario cerrado. Seleccionamos pruebaiti.pts y pruebaiti.obs. damos nombre al fichero informe pruebaalti.html. En la ventana siguiente se selecciona los puntos fijos del ajuste, de cotas conocidas y luego se seleccionan todos los que intervienen en la medición.





Pulsamos siguiente y se seleccionan las visuales. De nuevo siguiente y el programa comprueba errores y compensa los mismos de forma más precisa a como se hace en el cálculo de poligonales 3D. Genera nuevos puntos con las Z mejoradas y nos permite crear un nuevo fichero de puntos pts e incorporarlo al proyecto actual. Pulsando el botón calcular se genera el nuevo pts y el informe correspondiente. En nuestro ejemplo la variación es muy pequeña porque el error altimétrico cometido ya había sido muy pequeño.





o 10.Replanteo. Con esta función se preparar una libreta de replanteo típica, con acimutes y distancias de replanteo. Para ello, es necesario disponer de los ficheros de puntos *.pts en los que estén incluídos los puntos base y los puntos de proyecto que se pretenden replantear. Pueden estar en ficheros diferentes. Usaremos el fichero de bases pruebaiti.pts y un fichero nuevo de puntos que llamaremos PRUEBAREP.PTS en el que incorporamos puntos de un proyecto. El modo de incorporar puntos de un proyecto para un fichero pts puede ser variado. Una opción, como veremos más adelante, consiste en dibujar una capa de puntos para replanteo en nuesto plano de autocad o microstation y generar un dxf en el que solo vayan esos puntos. Con la opción Archivo\importar se puede cargar un dxf en un pts y ya tenemos una relación de puntos del proyecto para replantear.




En la pantalla siguiente seleccionamos los puntos que son bases para el replanteo:

Y en la siguiente seleccionamos los puntos que se van a replantear, como puntos visados:





Pulsamos calcular y se genera el informe Pruebarep.html que incluye las libretas con los datos de replanteo de todos los puntos desde las diferentes bases. Es una herramienta interesante cuando no queda más remedio que replantear por coordenadas polares. Pero las Estaciones Totales ya incorporan una función de replanteo que hace todo esto y sólo tenemos que introducir coordenadas cartesianas en la memoria de la máquina. Con ellas, al igual que Topcal 21, genera las distancias y los acimutes para el replanteo.




Resultado final:

Replanteo de puntos

Proyecto : prueba Fecha de cálculo : 28/12/2008 20:35

Sistema de referencia : Cartesiano Local

Proyección : Ninguna Elipsoide : Internacional (Hayford)

Replanteo desde la estación

Número X Y Nombre

41 1000.000 5000.000

Visado X Y Acimut Distancia Nombre

42 953.887 5030.893 337.5769 55.505

43 915.823 5009.437 307.1076 84.704

44 917.704 5127.063 363.4108 151.386

108 925.568 5071.977 348.9325 103.542

109 930.568 5080.637 354.7446 106.411

110 940.568 5080.637 359.5651 100.173

111 945.568 5071.977 358.7798 90.242

112 940.568 5063.317 352.0140 86.840

113 930.568 5063.317 347.0693 93.967

114 955.723 5105.941 374.7979 114.821

115 957.648 5101.335 374.7979 109.829

116 959.573 5096.729 374.7979 104.837

117 961.498 5092.123 374.7979 99.845

118 963.424 5087.517 374.7979 94.852

o 11.Generar libreta. Esta función es muy parecida a la de replanteo pero puede calcular todos los datos de una medición, es decir, recuperar los datos de campo, si tenemos las coordenadas de las bases y de los puntos medidos y fijamos una altura de prisma y una altura de instrumento. Seleccionamos la función y, en la ventana que se abre, elegimos el fichero de bases y el de puntos que queremos “radiar”. LOS DOS SON FICHEROS PTS. También le damos nombre al fichero html de informe de resultados.





Pulsamos siguiente y seleccionamos una estación para radiar (esta función hay que repetirla una a una para las estaciones desde las que queremos simular una radicación) y le damos valor a la altura de instrumento y a la altura de prisma o mira.




Pulsamos siguiente y seleccionamos puntos visados. Pueden ser cualesquiera de una nube de puntos que esté en el mismo sistemas de coordenadas y en el radio de distancia que se ha fijado antes.





Pulsamos siguiente y configuramos la salida de datos dándole nombre al fichero de observaciones resultante. En nuestro caso, pruebalibreta.obs que indicamos que se incluya en el proyecto actual. Se forma un informe con los datos y se crea un fichero obs dentro del proyecto actual.

Libreta de campo

Estación Visado Horizontal Vertical Distancia Mira Inst

42 42001 226.9309 101.7514 3.350 1.500 1.620

42 42002 199.0059 102.5458 3.043 1.500 1.620

42 42003 214.6999 85.1101 6.133 1.500 1.620

42 42004 199.2539 85.3863 5.953 1.500 1.620

42 42005 212.1589 88.0559 7.466 1.500 1.620

42 42006 199.0929 87.9318 7.369 1.500 1.620

42 42007 204.6179 89.9358 8.858 1.500 1.620

42 42008 191.2909 89.9111 8.200 1.500 1.620




42 42009 184.1249 91.4029 9.035 1.500 1.620

42 42010 170.9189 91.9814 7.995 1.500 1.620

42 42011 163.0739 93.9907 7.996 1.500 1.620

42 42012 155.5529 95.4500 8.037 1.500 1.620

42 42013 148.1339 97.9844 8.315 1.500 1.620

o 12. Croquis de visuales.

o 13.Mínimos cuadrados.

Ajuste de precisión de una rede de bases que se ha observado por el método de triangulación con tres o más bases fijas.

o 14.Transformación de coordenadas.

Esta herramienta es muy importante para realizar la georreferenciación de todo un trabajo de topografía, en toda su nube de puntos, si se dan coordenadas UTM, por ejemplo, a tres o más bases del levantamiento topográfico. La transformación se basa en el método Helmert de siete parámetros de transformación: desplazamientos de los orígenes de los sistemas (dx, dy, dz), rotaciones de los ejes de los dos sistemas ( Rx, Ry, Rz ) y un factor de escala. Para hacer la prueba vamos a crear un nuevo proyecto que llamaremos Helmert y usaremos en el cálculo los datos de un trabajo llamado G1605LOCAL.ASC con las coordenadas procedentes del cálculo con los datos de campo de una medición en coordenadas locales, con sus bases medidas por el método itinerario cerrado y los puntos por radicación. Con GPS se obtuvieron las coordenadas UTM de las Bases, que están en el fichero G1605UTM.TXT. Creamos el proyecto y dos ficheros de puntos con el mismo nombre de los datos de campo: G1605LOCAL.PTS Y G1605UTM.PTS, indicando para este último que el sistema de coordenadas es UTM 29 e importamos los datos de los ficheros de texto antes citados.





Seleccionamos en herramientas “transformación de coordenadas” y en la ventana que se abre pasamos a la derecha el archivo de cada sistema seleccionándolo y pulsando las flechas de traslación. Bien entendido que EL SISTEMA 1 ES EL SISTEMA DESTINO DE LA TRANSFORMACIÓN, es decir, el arcuivo que tiene las UTM y el sistema 2 es el sistema donde están los puntos que queremos transformar, o sea, las coordenadas locales. Damos nombre al fichero informe Helmert.html




Al pulsar siguiente se ve una pantalla en la que parecen los puntos comunes en los dos sistemas:





Adaptamos el tipo de transformación a Helmert 3D (sólo puede hacerse con un mínimos de tres puntos comunes en x, y , z). Activamos el cálculo del factor de escala y pedimos que se calcule altimetrí y planimetría. Pulsamos siguiente y aparecen los resíduos. De nuevo siguiente y se ven los parámetros calculados para la conversión. Siguiente y se ven las coordenadas convertidas. Damos nombre al fichero pts de salida y pulsamos calcular. Se genera el informe y el pts de la nube de puntos transformada a UTM.





3. BLOQUE III: TOPCAL21 2007 PARA EL CÁLCULO GEOMÉTRICO

Menú Cálculos.

3.1. Menú cálculos de geometría analítica.

Cuando tenemos seleccionado un archivo pts en un proyecto podemos realizar todos los cálculos que requieren coordenadas, por ejemplo:

Transformar coordenadas rectangulares a polares

Transformar polares a rectangulares

Calcular intersección de alineaciones determinando rectas por diferentes métodos

Cálcular superficies

Transformar coordenadas entre diferentes sistemas




3.2. Menú de cálculos de trigonometría.

Con un archivo de puntos también se pueden resolver todo tipo de triángulos por aplicación de fórmulas trigonométricas.





4. BLOQUE IV: TOPCAL21 2007 PARA EL CÁLCULO DE SUPERFICIES Y DETERMINACIÓN DE PERFILES

Menú Cálculos.

4.1. Cálculo de superficies.

Seleccionando puntos vértices de triángulos o de otro tipo de polígonos podemos concer la superficie en tiempo real y ver el croquis .




Como en todos los procesos Topcal21 genera un documento informe del proceso y del resultado.

Cálculo de superficies

Fichero : PRUEBA.pts Fecha de cálculo : 24/10/2011 18:17

Sistema de referencia : UTM29N-ETRS89

Proyección : UTM - 29N Elipsoide : GRS 1980

Parcela 1

Superficie 1312893036.312 m²

Perímetro 175215.322 m

Número de puntos 5

Puntos del perímetro

Número X Y Radio Desarrollo

2 617587.820 4762994.580 0.000 38726.108

3 600757.445 4781073.920 0.000 24700.689

6 631100.656 4779931.575 0.000 30364.707

8 657010.494 4776553.949 0.000 26129.065

9 632207.539 4727134.083 0.000 55294.753





5. BLOQUE V: TOPCAL21 2007 PARA EL DIBUJO

5.1. Fichero croquis.

Topcal21 genera un fichero croquis vinculado a un proyecto con un editor gráfico que tiene herramientas de dibujo y generación de hojas para imprimir planificadas y definidas por el usuario.




5.2. Herramientas de dibujo.

La edición y mejora del dibujo puede llevarse a cabo gracias a las herramientas de dibujo implementadas en la herramienta “Dibujo” del menú principal.

manual topcal21 eps

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