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Generalmente un Sistema de Referencia esta generado por una terna ordenada de ejes ortogonales, pero en muchos casos, además se emplean superficies (auxiliares) de referencias, como son el elipsoide, la esfera o el plano.
En nuestros levantamientos topográficos clásicos, empleamos generalmente un Sistema de Coordenadas Topocéntrico, el cual no es otra cosa más que un sistema local, consistente en una terna ordenada de ejes cartesianos con origen planimétrico en un punto arbitrario de la superficie terrestre.
El eje X orientado hacia un Norte arbitrario
El eje Y normal y dextrógiro respecto del anterior.
El eje Z coincidente en cada estación con la vertical del lugar, es decir, normal a la superficie de nivel que pasa por el instrumento.
Al estacionar el instrumento y "calar sus niveles", la dirección de la plomada materializa la vertical del lugar. Coincidente con la dirección de la fuerza de atracción de la gravedad en dicho punto. De esta manera también ha quedado materializado un plano horizontal de referencia, el cual es perpendicular al eje vertical y tangente a la superficie de nivel que pasa por el instrumento.
Al estar nuestro sistema local estrechamente vinculado al campo gravífico terrestre, se lo denomina sistema topocéntrico físico.
En nuestros trabajos topográficos generalmente empleamos dos Datum:
1-Un datum Horizontal (origen de X e Y). Ubicado sobre el plano horizontal de referencia.
2-Un datum Vertical (origen de las Z). Geoide.
En los Levantamientos topográficos clásicos, el método de relevamiento empleado es el levantamiento Polar. Cada punto del terreno queda referenciado al Punto estación mediante las Coordenadas Polares del vector: Rumbo, Distancia Cenital y Distancia inclinada.
En las mediciones con GPS, como en los levantamientos geodésicos, se hace necesario tomar en cuenta la forma de la tierra, por tal motivo no puede considerarse una superficie de referencia plana sino que adoptamos como superficie de referencia un elipsoide de revolución.