ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO
LA INGENIERÍA CIVIL Y LA ESTACIÓN TOTAL CON CENTRADO Y E.D.M. LÁSER.
KAROLINA LINARES LORETO
ASESOR: RICARDO LOPEZ RAMÍREZ
QUE PARA OBTENER EL
TITULO DE INGERIERIA CIVIL
PRESENTA:
El que hacer de la ingeniería civil es muy variado, va desde proyectar, diseñar , construir y dar mantenimiento a las obras. Para poder empezar a construir es necesario conocer el lugar; su ubicación , que tipo de terreno es, etc., Con la ayuda de la Topografía uno puede conocer y explorar el lugar, medir su superficie, su elevación y referirlo a un sistema de coordenadas conocidas.
Hoy en día la mayor parte de las construcciones tienen una referencia las coordenadas globales satelitales. Lo que nos hace que cada día se empleen equipos de medición con mayores precisiones. Es por eso que en este trabajo de investigación trata de un equipo topográfico como lo es la Estación Total PENTAX R300.
La Estación Total PENTAX R300, mide electrónicamente las distancias a través de rayos láser, por lo que es muy importante saber como funciona y las restricciones necesarias para su buen funcionamiento.
CENTRADO Y E.D.M. LÁSER.
CAPITULO I. MEDIA GENERAL...4
I.1. MANUALES DE INSTRUCCIONES...5
I.2. PRECAUCIONES RELATIVAS ALA SEGURIDAD...5
I.3. ADVERTENCIAS Y PRECAUCIONES DURANTE EL USO...5
CAPITULO II. OPERACIONES BÁSICAS...8
II.1. EXTRACCIÓN Y MONTAJE DE LA PILA...9
II.2. CENTRADO, NIVELADO CON PLOMADA LÁSER Y NIVEL ELECTRÓNICO...10
II.3. ENFOQUE AUTOMÁTICO Y MANUAL...11
II.4. MEDICIÓN DE ÁNGULOS VERTICALES Y HORIZONTALES...14
II.5. MEDICIÓN DE DISTANCIAS...18
II.6. PUNTERO LÁSER...23
II.7. INTRODUCCIÓN DE LA TEMPERATURA Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA...26
CAPITULO III. CAMBIO DE LOS PARÁMETROS DEL INSTRUMENTO...29
III.1. MENÚ HELP...30
III.2. CÓDIGO 007...31
CAPITULO IV. PROCEDIMIENTOS DE COMPROBACIÓN DE CAMPO...34
IV.1. NIVEL ELECTRÓNICO...35
IV.2. PLOMADA LÁSER...36
IV.3. PUNTERO LÁSER...37
IV.4. MENSAJES DE ERROR...38
CAPITULO V. ASPECTOS TÉCNICOS...41
VI.1. QUE ES GPS...68
VI.2. SELECCIÓN DE UN RECEPTOR GPS...73
CONCLUSIONES...80
BIBLIOGRAFÍA...81
La finalidad es proporcionarle una referencia rápida sobre le terreno. Para facilitar el uso en este campo se incluyen los diferentes manuales de referencia rápida en el maletín de trasporte.
1. Procedimiento básico.
2. Power Topo Lite para la serie R300, procedimientos operativos.
3. Software PSF para la seria R300, procedimientos operativos.
I.2. PRECAUSIONES RELATIVAS A LA SEGURIDAD
Antes de usar este producto deberá haber leído y entendido a fondo el manual de instrucciones para garantizar un funcionamiento correcto.
I.3. ADVERTENCIAS Y PRECAUCIONES DURANTE EL USO
ADVERTENCIAS.
Observación solar.
No mire nunca directamente al sol con el telescopio, ya que puede provocarle la perdida de la visión.
R300N es un producto láser clase IIIa(3R). No mire directamente al rayo láser. El R300 sin “N” es un producto láser clase II (2).
No mire directamente al rayo láser.
Compatibilidad electromagnética (EMC).
Este instrumento cumple con los requisitos de protección para áreas residenciales y comerciales. Si se utiliza cerca de zonas industriales o trasmisores, el equipo puede verse turbado por campos electromagnéticos.
Riesgo de explosión.
No use este producto cerca de polvo de carbón ni de material inflamable, ya que hay riesgo de que se produzcan explosiones.
PRECAUCIONES DURANTE SU USO.
Constante del objeto.
Confirme la constante del objeto del instrumento antes de medir.
Sin prisma y lámina reflectora.
El rango de mediciones sin prisma puede variar en función del objeto y de la luminosidad circundante. Si los resultados de la medición sin prisma resultan poco precisos, realice la medición de
Utilice el cargador de batería adecuado para la pila que sé esta usando. Si se mojan el instrumento o la pila, límpielos inmediatamente y deje secar en un lugar seco.
Autoenfoque.
Es posible que no funciona el auto enfoque bajo todo tipo de condiciones, dependiendo de la luminosidad, del contraste y de la forma y tamaño del objeto. En estos casos, utilice los botones de Power Focus o el anillo de enfoque manual.
Corrección atmosférica.
Durante los trabajos de topografía para los que haya definido el método de preescisión topográfica o de medición atmosférica, mida por separado la temperatura atmosférica y la presión e introduzca esos valores en lujar de utilizar la función de corrección atmosférica automática.
Extracción de la pila.
1. Gire del reloj el botón situado encima del bloque de pilas en sentido contrario a las agujas.
2. Retire el bloque de pilas y extráigalo del instrumento.
Montaje de la pila.
1. Coloque el canal de la base del bloque de pilas sobre el saliente del instrumento y empuje el bloque de pilas asta su posición .
2. Gire el botón en sentido de la agujas del reloj.
Encendido y apagado.
Para encenderlo; Pantalla nivel electrónico.
Para apagarlo:
NOTA: El aparato se apaga automáticamente después de 10 minutos de inactividad. (Parámetro establecido en fábrica)
NIVEL ELECTRÓNICO.
Para activar el nivel electrónico: o
Para activar la plomada láser:
(Por primera vez tras el encendido)
o
o desactivar: o
NOTA: La plomada del láser y el nivel electrónico se activan siempre a la vez. No obstante, cuando se enciende el
LASER
ESC
LASER
ENT
LASER
II.3. ENFOQUE AUOMATICO Y MANUAL.
Autoenfoque.
Realice el visado con el colimador
NOTA: Coloque el objetivo cerca del centro reticular. El censor de AF se encuentra alrededor de la línea horizontal de la retícula.
Enfoque automático electrónico
Si falla el AF o si debe ajustar el enfoque, utilice el botón de enfoque automático electrónico.
Para enfocar un objeto más cercano: Gire el botón de enfoque automático electrónico en el sentido de las agujas del reloj.
Para enfocar un objeto más lejano: Gire el botón de enfoque automático electrónico en sentido contrario de las agujas del reloj.
AF
NOTA: La velocidad de enfoque puede controlarse con el ángulo de rotación del botón.
Baja velocidad: Cuando se gira aproximadamente 5 grados
Velocidad media: Cuando se gira aproximada mente unos 10 grados
Alta velocidad: Tras un segundo trascurrido en la posición de velocidad media
Enfoque Manual
Gire a mano el anillo de enfoque:
Modo AF continúo.
Para activara el AF continuo: durante 2 segundos.
NOTA: Registre rastree el objetivo manteniéndolo lo más cerca posible del centro de la retícula.
Para salir: o gira el botón del enfoque automático
electrónico:
NOTA: Si el enfoque cambia durante un minuto, el modo AF continuo terminará automáticamente.
AF
AF
II.4. MEDICION DE ANGULOS HORIZONTALES Y VERTICALES.
Angulo Horizontal
Ajuste la pantalla MODE A:
o a la pantalla MODE A.
Teclas de control para medir el ángulo horizontal:
Para ajustar el ángulo a 0:
Para mantener el ángulo:
ESC
LASER
Para soltar la tecla HOLD:
Para introducir un ángulo:
Introduzca un valor con
, ,
Para leer el ángulo en el sentido horario:
ENT
Angulo vertical.
Para visualizar el ángulo vertical:
Para cambiar permanentemente la combinación de valores visualizados en MODE A;
. x2
x4
ESC
Seleccione con
. x3
Para leer el % del talud:
ENT
II.5. MEDICION DE DISTANCIAS.
Medición de la distancia.
. o Pantalla MODE A:
Seleccione el objetivo.
Seleccione el tipo de objetivo (modo de medición):
(Lámina (sin (prisma) reflectora) prisma)
LASER
ESC
Medición de la distancia.
Para una medición de una sola toma:
NOTA: “Long Range Mode” se visualiza sólo cuando se mide con una potencia del láser mayor ( en la medición sin prisma con el parámetro del instrumento “REF.LESS RANGE”
ajustado a “LONG” y “Warning Messaje” a “ON”).
Para medición de rastreos:
NOTA: Puede definirse el número de tomas.
El valor predeterminado es “una vez”. También pueden cambiarse los modos de medición activados mediante las operaciones anteriores.
Cuando se visualiza
“Long Range Mode”
(Modo Gran Alcance).
ENT
Cambio de las constantes del objetivo.
Las constates predeterminadas son:
Antes de cambiar las constantes, ajuste el valor de Target Constant en el parámetro inicial (Initial Setting) a modo de
“INPUT”:
. x2
. x2
x3 Lámina reflectora : 0 mm
Prisma : 30 mm
Sin prisma : Siempre 0 mm
ESC
ENT
Para cambiar la constante prisma:
Introduzca el valor utilizado
, , , , x2
Para cambiar constante lámina reflectora
ENT
Introduzca el valor utilizado
x2
ENT
II.6. PUNTERO LASER.
Para activar puntero láser:
Para salir de puntero láser:
NOTA: El puntero láser se mantiene activado hasta que sea desactivado mediante la operación anterior.
LASER
LASER
Ajuste de la luminosidad de la plomada del láser
. o
Ajuste del contraste de la pantalla liquida
+
Ajuste del grado de luninosidad
+ para LCD
LASER
ENT
ENT
Para retícula
o
ENT
II.7. INTRODUCCIÓN DE LA TEMPERATURA Y LA PRESION ATAMOSFERICA.
El modo de corrección atmosférica prederminado es
“Automatico”.
Antes de introducirlo manualmente, cambie el modo predeterminado a “ATM INPUT”:
x2
. x2
ESC
ENT
Para introducir la temperatura:
Introduzca el valor utilizado
, , ,
x2
ENT
Para introducir la presion atamosférica:
. x3
Introduzca el valor utilizado
, , ,
. x2
ENT
III.1. MENU HELP
Puede cambia los parámetros del instrumento con el menú
“HELP” (ayuda) o introducir el código “007”.
Con la pantalla en MODE A o MODE B,
+ Seleccione el elemento deseado con
order
Cambie el elemento x2
ENT ESC
III.2. CODIGO 007
Con la pantalla en MODE A o MODE B.
Introduzca el código 007
Utilizando
Cambie el elemento x2
ENT
ENT
Elementos de configuración del instrumento.
Código 007
Lista del menú HELP V.
predeterminados
Otras opciones
401 PISM
CONST
.30mm 0mm, INPUT
TARGET CONST
SHEET CONST
0mm INPUT
402 ATM CORR AUTO ATM INPUT, ppm
INPUT, NIL
501 MEAS, MIN DISP COARSE FINE
502 SHOT
COUT
1 time 3 time, 5 times, INPUT
SHOT COUNT
SHOT INPUT
01 time (INPUT)
503 CRV/REF CORR 0.14 0.2, NIL
504 MIN UNIT ANG. FINE COARSE
505 V. ANG, STYLE Z.0 H.0, COMPASS
508 DIST, BUZ ON OFF
509 QUAD BUZ OFF ON
510 AUTO OFF 10 MIN 20 MIN, 30 MIN,
NIL
511 EDM OFF 3 MIN 5 MIN, 10 MIN, NIL
512 ILLU, OFF 3 MIN 5 MIN, 10 MIN, NIL
514 MEAS, SIGNAL MARK VALUE
515 PRIM.MEAS
KEY
MEAS SHOT MEAS CONT,
TRACK SHOT, TRACK CONT SEC.MEAS
KEY
TRACK CONT TRACK SHOT,
MEAS CONT,
MEAS SHOT
AUTO NIL MEAS., TRACK
PRIORITY SELECT
517 COMP AXIS
3 ejes (mod, de 2/3”) o 2 ejes
2 ejes (modelo 2/3”), 1 eje, NIL
520 LD PLUM OFF ON (automaically
ON)
TILT DISP OFF ON
LD Plum, &
E, VIAL.
TILT DISP, UNIT
COARSE FINE
521 RANGE NORMAL LONG
MESSAGE ON (when Range is long)
OFF REF, LESS
RANGE
SETUP EACH TIME (w/
power ON)
PERMANENT
701 TEMP, UNIT °
CENTIGRADOS
° FAHRENHEIT ATM UNIT
PRESS UNIT
hPa MmHg, inch Hg
702 DIST, UNIT m ft, ft+inch
703 ANG, UNIT DEG DEC, GRD, MIL
801 BAUD RATE 1200 2400,4800, 9600
DATA LENGTH
8 7
PARITY BITS
NIL EVEN, ODD
STOP BITS 1 2
SIGNAL CONTROL
ON OFF
XON/XOFF ON OFF
SET UP COM
THROUGH COMMAND
NIL a, b, c, d, e, f,
Las comprobaciones y los ajustes deben realizarse antes y durante la medición.
Para visualizar los niveles:
o (desde la pantalla de medición)
Compruebe si la burbuja permanece en el centro de cada nivel, cuando se gira el instrumento 180°.
Para ajustar los niveles:
+ Actúe según las instrucciones de la pantalla
Pulse estas dos teclas durante un segundo más y suelte la tecla . primero.
LASER
LASER
Activación del láser:
O desde la pantalla de medición
LASER
ENT
Para activar el puntero láser:
o (desde la pantalla de medición)
Compruebe si el punto láser en tierra queda en la misma posición cuando se gira el instrumento alrededor del eje vertical.
LASER
MENSAJE SIGNIFICADO QUE HACER Out of tilt range Se visualiza cundo la
inclinación
sobrepasa el rango de compensación vertical (±3’) en el caso de que se seleccione
compensación
automática de 1 o 2 ejes. Este masaje puede visualizarse temporalmente si se gira el instrumento demasiado rápido.
Vuelva a nivelar el instrumento.
Reparación
necesaria si aparece este mensaje cuando está nivelando correctamente.
Excess data Los datos
introducidos exceden el rango permitido.
Pulse la tecla [esc] e introduzca los datos correctos.
Mismatched Target
· La distancia se mide con el prisma en modo lamina reflectora, y es
mayor de
1000m.
· La distancia se
Seleccione el modo objetivo correcto.
200m.
Target is too close · La distancia de medición es menor de 1.5m
en modo
lamina reflectora.
· La distancia de medición es menor de 10m
en modo
Prisma
Seleccione un poco mas de largo, o utilice una cinta métrica.
Unsuitable Condition
· Bajo una luz solar
demasiado fuerte.
· Valor luminoso inestable
debido a reverberación u obstáculos.
· La lamina reflectora, el punto objetivo y el prisma no están frente ala instrumento.
· La lamina reflectora, el punto objetivo y el prisma no se
Cambie a un objeto que tenga una reflectividad mucho mejor, use lamina reflectora, o espere asta que haya menos actividad solar.
medición en
modo sin
prisma.
· No vuelve una señal suficiente al verse un verse nítido etc. en modo sin prisma.
ERROR!! EDM
ERROR
0405, 3439, 5053
Problema en el sistema de medir distancias.
Apague el
instrumento y enciéndalo de nuevo.
ERROR!!
ETH ERROR 7076
Problema en el sistema de medir ángulos.
Reparación
necesaria si aparece
este mensaje
constantemente.
ERROR!!
MEMORY ERROR
19
Problema de
memoria.
ERRORS DATA OF EDM
Problema de parámetros EDM internos
ERROR ETH DATA Problema de parámetros ETH internos.
Los elementos sin prisma son aplicables únicamente a los modelos “N”.
R322 (N) R323 (N) R
325 (N)
R335 (N) R
315 (N)
R326
Telescopio
Aumentos 30x Poder de resolución
3”
Campo visual 2.6% (1°30’) Enfoque
mínimo
1.0m
Auto enfoque Autoenfoque / Enfoque eléctrico / Manual Manual Medición de distancias
Clase de láser Láser visible: Clase II (2) / Clase IIIa (3R) – Modo largo alcance en sin prisma
Rango de medición (buenas condiciones) Sin prisma 1.5m – Modo rango normal Lamina
reflectora
1.5m – 600m (800m) Miniprisma 1.5m – 1100m (1600m)
1P 1.5m – 3400m (4500m) 1.5m – 3000m
(4000m)
1.5m –
2000m
3P 200m – 4500m (5600m) 200m – 4000m
(5000m)
200m –
2800m Precisión
Prisma Lamina reflectora
±(2+2ppm ´ D)mm
±(3+2ppm
´ D)mm
±(5+3ppm ´ D)mm
Sin prisma ±(5+2ppm ´ D)mm ±(5+3ppm ´ D)mm Corrección
atmo., auto.
Prisma, lámina reflectora: ±(3+10ppm ´ D)mm / ±(5+10ppm ´ D)mm
Detección 2 lados Conteo
mínimo
1”(2cc)/5”(10cc) Seleccionable Precisión
(DIN18723)
2” 3” 5” 6”
Compensador Triple eje Doble eje Tornillo
tangencial
2 velocidades 1 velocidad Sensibilidad de los niveles.
Nivel de plato (electr.)
30”/1div. 40”/1div.
Nivel circular 8’/2mm
Plomada Láser visible, ±0.8mm(altura del instrumento 1.5m)
Base Desmontable Desplazable Fija Desmontable
Protección contra el agua
IP´6 (solo instrumento) Temperatura
ambiente
20°C~+50°C / 4°F~+122°F (Rango de trabajo) Rosca del
tripie.
5/8” ´ 11 35mm ´ 2 5/8” ´ 11
Dimensiones/peso
Instrumento 172(Prof) ´ 343(Alt) ´ 440(Long.)mm
Peso (con pila) 5.7kg 5.5kg 5.7kg
Maletín. 268(Prof) ´ 442(Alt) ´ 465(Long.)mm/3.9kg Bloque de pilas BP02
Alimentación NiMH(recargable)(4300mAh), CC6V Tiempo de
funcionamiento
Continuo, aprox. 5horas (ET+EDM),12horas (ETH) con aprox.2, 2horas de tiempo de carga.
Peso Aprox. 380g
Cargador BC03 y adaptador de CA AC01 Tensión de
entrada
CD16V, 100~240V Tensión de
salida
DC7.5/9V, DC16V
Peso 280g
Memoria interna
Datos de 7500 puntos (datos de coordenadas medidos e introducidos).
· Lamina Reflectora: con la lamina reflectora original PENTAX (5cm ´ 5cm )
· Condiciones normales: visibilidad de 20Km con reverberación normal.
· (Buenas condiciones): visibilidad de 40Km, sin reverberación y viento moderado.
· Sin prisma el rango de medición y la presión se determinan con el lado blanco de tarjeta gris de Kodak.
· El rango de medición del modo TRAK (rastreo) por modo sin prisma por más de 5m.
· El rango de medición puede variar en función de las condiciones de medición.
· El tiempo de funcionamiento es menor bajo una temperatura baja, debido a la dependencia de la temperatura del rendimiento de la pila.
Puede resultar peligroso mirar directamente al rayo con equipos ópticos como prismáticos y telescopios.
a) El módulo EDM del R300 produce un haz de luz visible emitido desde la lente del telescopio y por el orificio central de la placa base del instrumento. El R300 ha sido diseñado y construido para una radiación del diodo láser de 920
690nm.
b) Potencia radiante.
El R300 ha sido diseñado y construido para radiar una potencia radiante máxima media de 4.7mW (0.95mW para el modelo sin “N”) desde el telescopio, y de 0.95mW desde el orificio central de placa base. El usuario puede verse expuesto a esta radiación durante el funcionamiento del equipo hasta el momento que se apague el instrumento.
El instrumento lleva adheridas las siguientes etiquetas, que deben permanecer pegadas a este producto láser.
a) La siguiente etiqueta de certificación se encuentra cerca del nivel del plato:
“This laser product is complied with the provisions of 21 CFR 1040.10 and 1040.11. For a Class IIIa laser product.”
O para los modelos R300N:
“This laser product is complied with the provisions of 21 CFR 1040.10 and 1040.11. For a Class IIIa laser product.”
b) La etiqueta de precaución se encuentra dentro de la abertura de salida : “AVOID EXPOSURE Laser radiation is emitted from this aperture.”
c) El logotipo de advertencia se encuentra en la superficie del telescopio: “CAUTION LASER RADIATION DO NOT STARE INTO BEAM”
O para los modelos R300N:
“DANGER LASER RADIATION AVOID DIRECT EYE EXPOSURE”.
d) La etiqueta de advertencia se encuentra cerca de la abertura de salida.
Precaución de seguridad en el cumplimiento con las normas.
a) Para mantener el estándar de seguridad, no realice ninguna operación, mantenimiento ni ajuste que no se ciña a las descritas en temas anteriores.
b) Un funcionamiento, mantenimiento o ajuste diferentes a los especificados en estos capítulos puede provocar una exposición peligrosa a la radiación.
c) Las operaciones de mantenimiento y reparación no tratadas en este manual deben ser realizadas por un distribuidor Pentax autorizado.
d) Puede determinarse la emisión de láser por la medición de distanciasd
pulsado la tecla:
e) La emisión de láser desde el puntero láser puede determinarse
seleccionando pulsando las teclas:
f) Puede terminarse la emisión del láser por la plomada de láser pulsando la tecla:
LASER
LASER
El haz del láser se emite por esta abertura.
Etiqueta de advertencia
Etiqueta de identificación
La solución a un problema tan viejo como el hombre.
Probablemente desde el momento que se irguió sobre sus extremidades traseras y comenzó a recorrer la Tierra, el hombre ha estado buscando alguna forma de averiguar en qué lugar se encontraba y hacia dónde se dirigía.
Se trata de un problema tan fundamental que se podría pensar que ya se nos había ocurrido algo realmente práctico para solucionarlo.
Pero hasta ahora todos los sistemas tenían sus pegas.
Los primeros viajeros seguramente marcaban sus senderos con montones de piedras. Más eso sólo servia en inmediaciones del propio campamento. ¿ y qué ocurría cuando nevaba o la lluvia borraba las marcas?
Cuando el hombre empezó a explorar los océanos, el problema empeoró, ya que no había ningún lugar donde apilar piedras. Ni marcas de referencias. En lo único en que se podía confiar era en las estrellas.
Desgraciadamente, las estrellas están tan lejos que todas parecen las mismas sin importar donde se esté. Así pues, la única forma de utilizarlas consiste en realizar mediciones muy
puede decirnos aproximadamente donde estamos, milla más o menos. Y algunas veces eso no es suficiente, especialmente cuando se intenta encontrar la entrada de un puerto por la noche.
El hombre moderno, con todos sus artefactos electrónicos, ha probado algunos ingeniosos sistemas nuevos, pero incluso estos sistemas tienen sus problemas. Cualquier marino probablemente habrá oído hablar del LORAN. Se trata de un sistema radiogoniométrico muy eficaz para las aguas costeras en que existen cadenas de LORAN.
Pero este sistema no cubre gran parte del resto de Tierra y su precisión varía según las interferencias eléctricas y las variaciones geográficas.
Otro sistema nuevo que emplea satélites como el GPS es el Transit System o “SatNav”. Desgraciadamente, los satélites que están en una órbita muy baja no son muchos, así que no se consigue una fijación muy a menudo. Y dado que el sistema se basa en mediciones Doppler en baja frecuencia, incluso pequeños movimientos en la unidad receptora pueden ocasionara errores significativos de posición.
usar.
Finalmente, alguien se hartó y se dijo: “¡Hasta aquí hemos llegado! Necesitamos algo que funcione”. Ese alguien era el Departamento de la Defensa de los EE.UU. de América. Ellos realmente necesitan saber donde están las cosas (para poder dispararle sí tienen que hacerlo) y además disponen del dinero que hace falta para hacer un buen sistema.
De esta manera, propusieron algo denominado Sistema de Posicionamiento Global o “GPS”. Se basa en una constelación de 21 satélites que orbitan la Tierra a gran altitud. En cierto modo se les puede considerar “estrellas fabricadas por el hombre” como sustituto de las estrellas tradicionalmente utilizadas por la navegación.
Se trata de un proyecto masivo. De hecho, el gobierno de los EE.UU. está invirtiendo más de 10 mil millones de dólares para instaurar el sistema. Más es dinero bien invertido porque el sistema funciona realmente.
Los satélites se encuentran a un altura suficiente para evitar los problemas con que tropiezan los sistemas con base en tierra y utilizan una tecnología lo suficientemente precisa como para definir posiciones en cualquier lugar del mundo las 24 horas del día. En el uso real se están consiguiendo precisiones mejores que la anchura de una calle normal. Y en modo diferencial, los topógrafos están utilizando el GPS para efectuar mediciones con una precisión de hasta un centímetro.
Pero lo más emocionante del sistema es su potencial. Con actual tecnología de los circuitos integrados, los receptores GPS se están haciendo tan pequeños y baratos que cualquiera puede utilizarlos. Ello significa que todo el mundo tendrá la posibilidad de saber exactamente donde se encuentra en todo momento.
Finalmente se satisfará una de las necesidades básicas del hombre. Este nuevo servicio se hará tan útil como el teléfono. En verdad, una “nueva utilidad”.
Sus aplicaciones casi no tiene límites. Los vehículos de entregas llegarán antes. Y, por supuesto, los automóviles estarán dotados de mapas electrónicos que nos mostrarán instantáneamente el camino a cualquier destino. Y seguirán otros usos. Dado que el sistema puede situar las cosas en tres dimensiones también servirá para los aviones. En realidad, muchos piensan que el GPS es la forma mejor ( y más barata ) de diseñar un sistema sin fallos para evitar las colisiones en el aire. Y actualmente se encuentra en curso el estudio de sistemas muy precisos de aterrizaje con visibilidad nula.
Pero eso no es más que el comienzo. El GPS realmente permite que cada metro de la superficie terrestre tenga una dirección única y exclusiva. Ello significa que se harán posibles formas de organizar nuestros trabajos y diversiones. Imagine un futuro en que la guía telefónica ya no sea de papel sino a base de datos en la memoria de un ordenador. Y en lugar de listar únicamente números de teléfonos y direcciones, la guía contendrá también la exacta localización GPS de todo. Entonces, cuando se esté buscando u restaurante chino, el ordenador analizará la base de datos telefónica, encontrará el lugar más próximo a su localización actual y le dirá inmediatamente a la misma. ¡No más búsqueda sin sentido! ¡No más conducción inútil!
Esta nueva utilidad podría proporcionar ala mundo un nuevo
“estándar internacional” para la definición de lugares y distancias y permitirá a las naciones controlara y usara los recursos naturales con mayor eficiencia que en tiempos pretéritos.
· La nueva navegación ha sido tradicionalmente una ciencia esotérica.
· El GPS fue diseñado por el Departamento de los EE.UU.
para simplificar la navegación de precisión.
· El sistema usa satélites y ordenadores para determinar posiciones mediante triangulación en cualquier lugar de la superficie terrestre.
· Saber donde se está es esencial para la vida. El GPS podría llegara a ser la próxima utilidad básica.
El GPS será pronto una utilidad básica que casi todo el mundo empleará de una u otra manera. Se trata de un sistema con tremendo potencial y una amplia variedad de posibles usos. La adquisición del equipo correcto para su particular necesidad requiere un cuidadoso análisis de la forma en que utilizará el receptor, qué tipo de información necesitará del mismo y que le permitirá su presupuesto.
Algunas de la cuestiones que deben considerarse antes de tomar una decisión son las siguientes:
· ¿Necesita usted una fijación de posición ocasional o necesita algo que le permita registrar una traza?
· ¿Necesita medir con precisión su velocidad como puede hacerlo al evaluar el comportamiento de un yate de regata o el comportamiento de un motor?
· ¿Es la economía más importante que la precisión?
· ¿Tendrá que funcionar el receptor en condiciones altamente dinámicas, experimentando aceleraciones y altas velocidades?
Con tantos receptores en el mercado quizá resulte útil mencionar los principales tipos de receptores disponibles, la filosofía de sus diseños y algunas de sus ventajas e inconvenientes.
Los dos grandes grupos de receptores son aquellos que pueden seguir simultáneamente cuatro o más satélites y aquellos que conmutan secuencialmente de uno a otro satélite. Y dentro de
Receptores de seguimiento en secuencias.
Para calcular una posición con precisión, los receptores GPS deben recibir información de al menos cuatro satélites.
Los receptores de seguimiento en secuencia emplean un solo canal que desplazan de un satélite al siguiente para reunir sus datos. Generalmente tienen menos energía. Desgraciadamente, el seguimiento en secuencia puede interrumpir el posicionamiento y limitar su precisión general.
En este grupo se encuentran los siguientes:
· Receptores de canal simple de escasa energía
· Receptores de canal simple
· Receptores de dos canales
· y los más antiguos receptores multiplexores rápidos y de canal simple.
Receptores de canal simple de escasa energía.
Estos aparatos se han diseñado con vistas a su portabilidad y por ello se alimentan con pequeñas pilas. Para limitar el consumo de energía sólo pueden tomar una sola lectura de posición una o dos veces por minuto y se apagan entretanto.
Para aplicaciones tales como posicionador personal para alpinistas o para la navegación en barcos pequeños sin batería
limitación de su interfaz y su inhabilidad para medir la velocidad con precisión.
Puesto que el sistema se apega entre mediciones no permite mantener la continuidad requerida para una velocidad precisa. Y, debido a que estas unidades están generalmente equipadas con circuitos de reloj de referencia de baja energía ( pues el reloj ha de continuar activado en todo momento ) sus relojes no son tan precisos.
Receptores de un solo canal.
Como los receptores anteriores, estos sistemas utilizan un solo canal para efectuar todas las mediciones a los satélites. Pero. Por el contrario que los anteriores, el receptor de canal simple estándar no tiene su energía limitada y, por lo tanto, está activo continuamente.
Esto significa que son un poco más precisos y pueden medir la velocidad siempre que no haya variaciones de rumbo o aceleraciones significativas. Puesto que su único canal debe utilizarse para recibir los mensajes de datos de los satélites así como para realizara los cálculos de distancia, no pueden emplearse para el posicionamiento continuo.
Además, por razones técnicas, la inestabilidad del reloj del receptor afecta directamente a la precisión de sus mediciones de velocidad. Algunos receptores de bajo coste utilizan relojes baratos en un esfuerzo por mantener bajo su coste, y el resultado es que sus números sobre la velocidad no son fiables.
Este diseño es muy similar al de los receptores de un solo canal y seguimiento en secuencia antes mencionados, pero estos receptores pasan de un satélite a otro mucho más rápidamente.
La ventaja está en que realizan realmente mediciones de distancias mientras controlan también un mensaje de datos del satélite. De esta forma funciona continuamente. También es menos sensible a la imprecisión del reloj.
Receptores de seguimiento en secuencia, de dos canales.
Al añadir un segundo canal a un receptor GPS se incrementan significativamente sus posibilidades. Por una parte, ello duplica inmediatamente la razón señal y ruido inherente al sistema. Eso significa que puede en lazar con satélites más próximos al horizonte.
Puesto que uno de los canales se dedica a controlar continuamente los datos de presicionamiento mientras el otro se ocupa de la adquisición del siguiente satélite, un receptor de dos canales nunca tiene que interrumpir sus funciones de navegación.
Y las mediciones de velocidad serán más precisas. De hecho, un buen receptor de dos canales utiliza una estrategia de cálculo que cancelará cualquier imprecisión que el reloj pueda añadir a los cálculos de la velocidad.
La desventaja de un diseño de dos canales está en que generalmente su fabricación será más costosa y utilizará más
caros que sus contrapartidos de un canal. Esto resulta del hecho de que los usuarios que desean la precisión y el funcionamiento continuo de un receptor de dos canales desean también un paquete más robusto y con controles y pantallas más complejos.
Receptores continuos.
Son receptores que pueden controlar simultáneamente cuatro o más satélites dando instantáneamente los valores de posición y velocidad. Esto resulta valioso en aplicaciones altamente dinámicas o de gran precisión, por lo cual se utilizan a menudo en tareas topográficas y científicas.
Junto a la evidente ventaja que supone su capacidad de medición continua de una posición, estos receptores multicanales eliminan también el problema del GDOP. En lugar de basarse en el cálculo de cual son los cuatro satélites mejor situados para la fijación más precisa, algunos de estos sistemas siguen a todos los satélites a la vista para lograr la mínima GDOP absoluta.
Con cuatro canales, un receptor puede doblar la razón señal/ruido de un receptor de dos canales y cuadruplicar la de un sistema monocanal. Y mediante la comparación de unos canales con otros puede calibrar cualquier desviación intercanal que afecte a la precisión.
Naturalmente, los inconvenientes de estos tipos de sistemas son su tamaño, su coste y su consumo de energía.
Por encima de las ventajas e inconvenientes de arquitecturas especificas, al seleccionar un sistema hay que tener en cuenta algunas consideraciones adicionales.
Algunos de los sistemas más modernos están logrando precisiones sin precedentes efectuando el seguimiento tanto del código seudoaleatorio como de la frecuencia portadora. Este sistema, llamado “seguimiento con ayuda de portadora”, permite al receptor resolver con gran precisión exactamente donde cae el
“borde” del código seudoaleatorio . Y eso significa mediciones de tiempo precisas, lo que a su vez se traduce en mejor posicionamiento .
Sin embargo, aún hay receptores a los que hay que decirles su tiempo y posición aproximada para que puedan iniciar sus cálculos. Los buenos receptores pueden arrancar de cero y definir su posición en cualquier sitio. A esto se le llama a veces “fijación en cualquier sitio”.
Otra cosa al considerar adquirir un receptor es un interfaz de usuario. Algunos receptores dan la latitud y la longitud y poco más. Algunos son muy difíciles de usar y no pueden conectarse a otros instrumentos u ordenadores.
Por su puesto, la fiabilidad es otro gran factor a considerar con cualquier instrumento que haya de llevarse mar adentro o a remotos lugares en el campo. El consumo energético, y el desprendimiento de calor que lo acompaña, son indicadores
valor a la información GPS básica, procesándola en formas muy complejas. A veces la presentan en pantallas de alta resolución.
Hay un receptor que incluso presenta la posición en una carta digitalizada.
Así pues aunque todos los receptores manejan los mismos datos GPS, los utilizan en formas muy diversas. Estos utilizan los datos para ayudarle a adoptar decisiones de navegación y posicionamiento que no se limitan a la latitud y longitud.
Consejos para la compra de un receptor.
Una forma rápida de comprobar la precisión de un receptor consiste en observar sus lecturas de posición y velocidad mientras se encuentra estacionado.
Un buen receptor cambiará sus lecturas muy poco, si es que las cambia. Las lecturas de un mal sistema varían de un lado para otro.
Tenga cuidado: Algunos fabricantes enmarcarán el comportamiento de sus sistemas programando sus instrumentos que indique cero cuando su velocidad cae por debajo de un nudo.
La estación total PENTAXR300 es un equipo de alta precisión, que se requiere en todo momento en construcción de cualquier obra civil, además de ser muy practico por su nivelación automática, ahorrando tiempo en los levantamientos topográficos, así como en el trazo de la obra.
La ingeniería civil requiere de instrumentos que sean eficientes y que además sean de alta calidad. Hoy en día la mayor parte de las obras cuentan con un estación total, por lo que es importante que los ingenieros sepan manejarla, esto debe formar parte de su formación.
Como se vio en el desarrollo de los temas, la ingeniería civil requiere de aparatos topográficos tales como la estación total en conjunto con receptores de posicionamiento global y además de personal que sepa manejarlas adecuadamente para realización de obras de calidad desde su inicio asta su terminación como se requiere hoy en día.
Página:
http://www.pentaxr300.com
Técnicas Modernas de Topografía, Bennister, Raymond, Baker, Ed. Alfaomega, 7ª edición.
