INSTRUMENTOS DE TOPOGRAFIA TOPOGRAFIA
1.1. Instrumentos simples 1.1.1. Cintas métricas y accesorios 1.1.2. Escuadras 1.1.3. Clisímetro 1.1.4. Brújula 1.1.5. 1.1.5 . Miras e erticale rticaless 1.1.!. Miras "ori#ontales 1.1.$. %lanímetro 1.2. Instrumentos principales 1.2.1. &eodolitos 1.2.2. &eodolitos &eodolitos Electr'nicos 1.2.3. Estaci'n total electr'nica 1.2.4. Estaciones ro('ticas 1.2.5. )i*eles 1.2.!. +istanci'metros electr'nicos
I),&-ME)&/, &/%/0-IC/, 1.1 I),&-ME)&/, ,IM%E, 1.1.1 CI)&, CI)&, M&-IC, CCE,/-I/, Medir una lon6itud consiste en determinar7 por comparaci'n7 el número de *eces 8ue una unidad patr'n es contenida en dic9a lon6itud. a unidad patr'n utili#ada en la mayoría de los países del mundo es el metro7 de:inido ;después de la Con:erencia Internacional de %esos y Medidas cele(rada en %arís en 1<<=> como la longitud a 0ºC del prototipo internacional de platino e iridio ue !e con!er"a en S#"re! $Francia%&
Esta de:inici'n se mantu*o 9asta la Con:erencia 0eneral de %esos y Medidas cele(rada en la misma ciudad en 1=!?7 en donde se de:ini' al metro como '()*0&+),-+, "ece! la longitud de onda en el "ac.o de radiaci/n anaranada del cript/n 1)&
En octu(re 2? de 1=<3 el metro :ue rede:inido en :unci'n de la *elocidad de la lu# ;c@2==A$=2.$=2 ms> como la longitud del tra2ecto recorrido por la lu3 en el "ac.o durante un inter"alo de tie4po de '5677(+76&8*1 de !egundo& Una cinta 49trica
es la reproducci'n de un número determinado de *eces ;37573?75?71??>
de la unidad patr'n. En el proceso de medida7 las cintas son sometidas a di:erentes tensiones y temperaturas7 por lo 8ue dependiendo del material ma terial con el 8ue 9an sido construidas7 cons truidas7 su tamao ori6inal or i6inal *ariarD. %or esta ra#'n7 las cintas *ienen cali(radas de :D(rica para 8ue a una temperatura7 tensi'n y condiciones de apoyo dadas7 su lon6itud sea i6ual a la lon6itud nominal. as cintas métricas empleadas en tra(ajos topo6rD:icos de(en ser de acero7 resistentes a es:uer#os de tensi'n y a la corrosi'n. Comúnmente7 las cintas métricas *ienen en lon6itudes de 3?7 5? y 1?? m7 con una secci'n trans*ersal de < mm ?745 mm para tra(ajos :uertes en condiciones se*eras o de ! mm ?73? mm para tra(ajos en condiciones normales. En cuanto a su 6raduaci'n para la lectura7 las cintas métricas se pueden clasi:icar enF di*ididas en toda su lon6itud en metros7 decímetros7 centímetros y milímetros como se muestra en la :i6ura 2.1.a. Cinta! continua!-
%ara medir una distancia B con cinta continua7 se 9ace coincidir el cero con un etremo GH y se toma la lectura de la coincidencia de la 6raduaci'n con el otro etremo GBH ;117224 m>7 tal y como se muestra en la :i6ura 2.2.a. ue6o la distancia entre y B esF D AB
=
117224m
0
10
20
30
1 METRO
30
1 METR METRO
20
METRO 1 METR
a& Cinta continua 0
10
20
:& Cinta Cinta por de;ecto de;ecto 10
10
0
c& Cinta por e
0
10
11
20
20
B
11
20
a
+etalle ectura en B 0
10
B 11
30
20
B
0
10
+etalle ectura en
( 10
0
11
10
20
B 0
10
c
+etalle ectura en
Figura 6&6& Medicione! con di;erente! tipo! de cinta!
di*ididas al milímetro solamente en el primero y último decímetro7 el resto de la lon6itud estD di*idido en metros y decímetros7 tal y como se muestra en la :i6ura 2.1.(. Cinta! por de;ecto $!u:!tracci/n%-
%ara medir una distancia B con una cinta por de:ecto7 se 9ace coincidir el etremo GBHcon el decímetro entero superior mas pr'imo a la lon6itud a medir ;1173?? m en la :i6ura 2.2.( >7 y se toma la lectura en el etremo GH con el primer decímetro7 el cual esta di*idido en centímetros y milímetros ;?7?$! m en la :i6ura 2.2.(>7 lue6o7 la distancia entre B esF 1173?? − ?7?$! = 117224m
D AB =
al i6ual 8ue las cintas por de:ecto7 estDn di*ididas en toda su lon6itud en metros y decímetros7 y s'lo el último decímetro estD di*idido en centímetros y milímetros. Este tipo de cintas posee un decímetro adicional 6raduado en centímetros y milímetros7 colocado anterior al cero de la misma y con 6raduaci'n creciente en sentido contrario a las 6raduaciones de la cinta tal y como se muestra en la :i6ura 2.1.c. Cinta! por e
%ara medir una distancia B con una cinta por eceso7 se 9ace coincidir el etremo GBH con el decímetro entero in:erior mas pr'imo a la lon6itud a medir ;1172?? m en la :i6ura 2.2.c>7 y se toma la lectura en el etremo GH con el decímetro adicional7 di*idido en centímetros y milímetros ;?7?24 m en la :i6ura 2.2.c>7 lue6o7 la distancia entre B esF D
=
1172?? + ?7?24 = 117224m
AB
%ara poder 9acer uso correcto y preciso de las cintas de acero en la determinaci'n de las distancias7 es necesario 8ue las medidas se realicen (ajo ciertas condiciones ideales de cali(raci'n7 especi:icadas estas por los di:erentes :a(ricantes. 0eneralmente las condiciones ideales para medici'n con cintas de acero son las si6uientesF
&emperatura &emperatura de 2?C &ensi'n &ensi'n aplicada a la cinta de 5 J6. ;1? l(> Cinta apoyada en toda su etensi'n
+i:ícilmente estas condiciones se lo6ran en la medici'n de distancias7 por lo 8ue se 9ace necesario la utili#aci'n de di:erentes accesorios7 (ien sea para 9acer cumplir al6una de las condiciones o para medir y estimar la *aria(ilidad de la cinta al ser utili#adas en condiciones di:erentes a las ideales. continuaci'n se descri(en al6unos de los accesorios utili#ados en la medici'n de distancias con cintas métricas.
Instrumento con :orma de cono7 construido 6eneralmente en (ronce7 con un peso 8ue *aria entre 225 y 5?? 6r7 8ue al dejarse col6ar li(remente de la cuerda si6ue la direcci'n de la *ertical del lu6ar7 por lo 8ue con su auilio podemos proyectar el punto de terreno so(re la cinta métrica. Plo4ada 4et=lica&
Cuerda
%royecci'n del punto so(re la cinta.
Cinta métrica
%lomada metDlica
%unto Figura 6&,& Plo4ada 4et=lica 4et=lica
Como se mencion' pre*iamente7 las cintas métricas *ien *ienen en cali cali(r (rada adass po porr los los :a(ri :a(rica cant ntes es77 para 8ue a una temperatura y tensi'n dada da da su lon6 lon6it itud ud sea sea i6ua i6uall a la lon6 lon6it itud ud nomina nominal. l. En el proceso proceso de medida medida de distan distancia cias7 s7 las cintas cintas son someti sometidas das a cond condic icio ione ness di:e di:ere rent ntes es de tens tensi' i'nn y temperatura7 por lo 8ue se 9ace necesario medir la tensi'n y temperatura a las cuales se 9acen las mediciones para poder aplicar las correcciones correspondientes. Ter4/4etro&
Figura 6&8& Ter4/4etro para cinta
El term'metro utili#ado en la medici'n de distancias con cinta *iene 6raduado en 6rados centí6rados7 con lecturas 8ue *arian entre K 4? a L 5? C de 6rado en 6rado7 colocado7 para su protecci'n7 en una estructura metDlica de aproimadamente 14 cm de lar6o7 la cual se ajusta a la cinta mediante dos sujetadores. i6ura 2.4.
Ten!i/4etro.
Es un dispositi*o 8ue se coloca en el etremo de la cinta para ase6urar 8ue la tensi'n aplicada a la cinta sea i6ual a la tensi'n de cali(raci'n7 e*itando de esta manera la correcci'n por tensi'n y por catenaria de la distancia medida. med ida. Figura 6&*& Ten!i/4etr Ten!i/4etro o
,on tu(os de madera o aluminio7 con un diDmetro de 2.5 cm y una lon6itud 8ue *aria de 2 a 3 m. os jalones *ienen pintados con :ranjas alternas rojas y (lancas de unos 3? cm y en su parte :inal poseen una punta de acero. >alone!&
ic9as
El jal'n se usa como instrumento auiliar en la medida de distancias7 locali#ando puntos y tra#ando alineaciones. ,on *arillas de acero de 3? cm de lon6itud7 con un diDmetro φ@14H7 pintados en :ranjas alternas rojas y (lancas. ,u parte superior termina en :orma de anillo y su parte in:erior en :orma de punta. 0eneralmente *ienen en jue6os de once :ic9as juntas en un anillo de acero. Fic?a!&
alon
as :ic9as se usan en la medici'n de distancias para marcar las posiciones :inales de la cinta y lle*ar el conteo del número de cintadas enteras 8ue se 9an e:ectuado.
Figura 6&)& 6&)& >alone! 2 ;ic?a!
Es un pe8ueo ni*el t'rico7 sujeto a un ocular de unos 12 cm de lon6itud7 a tra*és tra*és del cual se pueden o(ser*ar simultDneamente el re:lejo de la ima6en de la (ur(uja del ni*el y la seal 8ue se esté colimando. Ni"el de 4ano $ni"el @oce%&
El ni*el de mano se utili#a para 9ori#ontali#ar la cinta métrica y para medir desni*eles. -etículo de colimaci'n
inea de -e:racci'n de la (ur(uja la (ur(uja
)i*el &orico
/cular
inea de *isual
%risma
Figura 6&+ Ni"el de 4ano @oce
-e:lejo de la (ur(uja
El ni*e ni*ell (ney consta de un ni*el t'rico de do(le cur*atura cur*atura NO sujeto a un nonio NBO7 el cual puede 6irar alrededor del del centr ntro de un sem semi círcu rculo 6raduado NCO :ijo al ocular. ocular. l i6ual 8ue el ni*el ni*el ocPe7 ocPe7 la ima6en ima6en de la (ur(uja del ni*el t'rico se re:leja mediante un prisma so(re el campo *isual del ocular N+O. Ni"el
Figura 6&1 & Ni"el A:ne2
A:ne2&
Con el ni*el (ney se pueden determinar determinar desni*eles7 desni*eles7 9ori#ontali 9ori#ontali#ar #ar la ci cinta7 me medir Dn6ulos *erticales y pendientes7 calcular alturas y lan#ar *isuales con una pendiente dada.
1.1.2 E,C+-, ,on instrumentos topo6rD:icos simples 8ue se utili#an en le*antamientos de poca precisi'n para el tra#ado de alineaciones alineacion es y perpendiculares.
a
:
c
Figura 6&7& E!cuadra!
;:i6ura 2.=.a>7 consta de un cilindro de (ronce de unos $ cm de alto por $ cm de diDmetro7 con ranuras a =? y 45 para el tra#ado de alineamientos con Dn6ulos de =? y 45 entre si. El cilindro se apoya so(re un (ast'n de madera 8ue termina en :orma de punta. E!cuadra de agri4en!or
;:i6ura 2.=.(>7 estD constituida por un prisma trian6ular cuyo Dn6ulo de re:racci'n es de =?. %uede apoyarse so(re un (ast'n metDlico o utili#arse con plomada. E!cuadra de pri!4a
;:i6ura 2.=.c>7 consta de dos prismas penta6onales ajustados :irmemente entre si para ase6urar *isuales perpendiculares. ,e utili#a para el tra#ado de perpendiculares a alineaciones de:inidas por dos puntos. E!cuadra de do:le pri!4a
1.1.3 CI,IME&-/ Es un instrumento de mano con las mismas :unciones del ni*el (ney descrito pre*iamente. Consta de un círculo *ertical NO con escala porcentual para medir pendientes y escala an6ular para medir Dn6ulos *erticales. El círculo estD inmerso en un lí8u lí8uid idoo espe especi cial al cont conten enid idoo en un reci recipi pien entte 9erméticamente 9erméticamente sellado sellado NBO y 6ira alrededor alrededor de un pi*ote NCO. as lecturas al círculo se reali#an a tra*és de un ocular de lectura N+O. a colimaci'n se *eri:ica por coincidencia de la seal con el retículo de colimaci'n. Figura 6&'0 &Cli!.4etro
1.1.4 B-Q
0eneralmente un instrumento de mano 8ue se utili#a :undamentalmente en la determinaci'n del norte ma6nético7 direcciones y Dn6ulos 9ori#ontales. ,u aplicaci'n es :recuente en di*ersas ramas de la in6eniería. ,e emplea en reconocimientos preliminares para el tra#ado de carreteras7 le*antamientos topo6rD:icos7 ela(oraci'n de mapas 6eol'6icos7 etc. &ornillo para &ornillo para rotaci'n del Círculo N"O idrio %rotector NEOContra peso NEOContra peso
N+O Círculo NO 6uja Ma6nética NCO Caja de la Brújula
N0O )i*el N0O )i*el Es:érico
NBO %i*ote
NO rco +eclinatorio NO Ele*ador de Ele*ador de 6uja
Figura '&''& Corte e!ue4=tico de una :rBula
a :i6ura 1.11 muestra el corte es8uemDtico de una (rújula. a (rújula consiste de una a6uja ma6nética ma6nética NO 8ue 8ue 6ira so(re so(re un pi*ote pi*ote a6udo de acero duro duro NBO apoyado apoyado so(re un soporte c'nico u(icado en el centro de la a6uja. a a6uja ma6nética esta u(icada dentro de una caja NCO7 la cual7 para medir el rum(o7 contiene un circulo 6raduado N+O 6eneralmente di*idido en cuadrantes de ?o a =? o 7 marcando los cuatro puntos cardinalesR teniendo en cuenta 8ue de(ido al mo*imiento aparente de la a6uja los puntos E!te y Oe!te estén intercam(iados ;:i6ura 2.12>.
l6unas (rújulas llamadas (rújulas a#imutales7 tienen el circulo 9ori#ontal di*idido en 3!?o . Coincidiendo con la alineaci'n norte K sur poseen un dispositi*o de colimaci'n ; :i6ura 1.12 >. %unto *isado
Colimador
)orte *erdadero
1? ?
rco de declinaci'n
)i*el es:érico
Contrapeso Ele*ador de Ele*ador de la a6uja Colimador
Figura '&'6& rBula 4agn9tica
o(jeto de contrarrestar los e:ectos de la inclinaci'n ma6nética7 la a6uja posee un pe8ueo contrapeso de (ronce NEO y su u(icaci'n depende de la latitud del lu6ar. En #onas locali#adas al norte del ecuador7 el contrapeso estarD u(icada en el lado sur de la a6uja7 y en #onas locali#adas al sur del ecuador el contrapeso estarD u(icado en el lado norte de la a6uja. %ara prote6er el pi*ote so(re el cual 6ira la a6uja7 las (rújulas poseen un dispositi*o ele*ador NO 8ue separa la a6uja del pi*ote cuando las (rújulas no estDn siendo utili#adas. En el interior se u(ica un pe8ueo ni*el es:érico de (ur(uja N0O. n *idrio u(icado en la parte superior de la caja N"O sir*e para prote6er la a6uja7 el circulo y el ni*el es:érico. %ara 9acer coincidir el eje de rotaci'n rotaci'n de la a6uja con la *ertical del *értice *értice donde se esta e:ectuando e:ectuando la medida7 al6unas (rújulas se utili#an con plomada NIO y otras se apoyan so(re un (ast'n de madera. :in de corre6ir la declinaci'n ma6nética del lu6ar7 al6unas (rújulas poseen un arco de declinaci'n NO 6raduado en 6rados7 cuyo cero coincide con la alineaci'n norte7 de manera 8ue conociendo la declinaci'n del lu6ar7 mediante un dispositi*o especial7 se puede 9acer 6irar el circulo 9ori#ontal 9asta 9acer coincidir la lectura con el *alor de la declinaci'n del lu6arR de esta manera7 el rum(o medido con la (rújula es el rum(o real. Es importante mencionar7 de(ido a su popularidad7 el &eodolito K Brújula Sild &? ;:i6ura 2T2?> por ser s er un instrumento muy utili#ado tanto en la determinaci'n de acimutes ma6néticos ma6né ticos como en la medici'n de Dn6ulos en le*antamientos de puntos de relleno por ta8uimetría. En el capítulo correspondiente a mediciones an6ulares7 se eplicarD la determinaci'n de rum(os y acimutes mediante el uso de la (rújula.
1.1.5 MI-, E-&ICE, E-&ICE, ,on re6las 6raduadas en metros y decímetros7 6eneralmente :a(ricadas de madera7 metal o :i(ra de *idrio. sualmente7 para tra(ajos normales7 *ienen 6raduadas con precisi'n de 1 cm y apreciaci'n de 1 mm. Comúnmente7 se :a(rican con lon6itud de 4 m di*ididas en 4 tramos ple6a(les para :acilidad de transporte y almacenamiento. Eisten tam(ién miras telesc'picas de aluminio 8ue :acilitan el almacenamiento de las mismas. :in de e*itar los errores instrumentales 8ue se 6eneran en los puntos de uni'n de las miras ple6a(les y los errores por dilataci'n del material7 se :a(rican miras continuas de una sola pie#a7 con 6raduaciones so(re una cinta de material constituido por una aleaci'n de acero y ní8uel7 denominado INVAR INVAR por su (ajo coe:iciente de *ariaci'n lon6itudinal7 sujeta la cinta a un resorte de tensi'n 8ue compensa las de:ormaciones por *ariaci'n de la temperatura. Estas miras continuas se apoyan so(re un soporte metDlico para e*itar el deterioro por corrosi'n producido por el contacto con el e l terreno y e*itar7 tam(ién7 el asentamiento de d e la mira en e n las operaciones de ni*elaci'n. a :i6ura 1.13 muestra di:erentes tipos tipos de miras.
)i*el es:érico
a. Mira directa
rticulaci'n para el plie6ue
(. Mira in*ertida
c. Mira *ertical de I)-
Figura '&',& Di;erente! tipo! de 4ira! "erticale!
as miras *erticales se usan en el proceso de ni*elaci'n y en la determinaci'n indirecta de distancias. as miras de(en ser *erticali#adas con el auilio de un ni*el es:érico 6eneralmente sujeto en la parte posterior de la mira. 1.1.! Miras 9ori#ontales a mira 9ori#ontal de INVAR INVAR es un instrumento de precisi'n empleado en la medici'n de distancias 9ori#ontales. a mira esta construida de una aleaci'n de acero y ní8uel con un coe:iciente termal de *ariaci'n de lon6itud muy (ajo7 prDcticamente in"aria:le 7 característica 8ue da ori6en al nom(re de MIRAS DE INVAR INVAR. a mira 9ori#ontal de INVAR INVAR7 mostrada en la :i6ura 1.147 posee dos (ra#os con marcos o seales separados entre si 2 m NO7 una (ase con 3 tornillos ni*elantes NBO y un ni*el es:érico NCO para 9ori#ontali#arla. Cerca del centro de la mira se u(ica un colimador N+O con una marca trian6ular NEO 8ue sir*e para centrar la mira7 ase6urando 8ue la *isual del teodolito sea perpendicular a la mira. un lado del colimador se puede o(ser*ar el compro(ador NO7 el cual7 al ser *isuali#ado desde el teodolito7 permite compro(ar la orientaci'n de la mira. a mira de(e ser centrada en el punto so(re un trípode N0O. %ara poder medir una distancia 9ori#ontal con mira de INVAR INVAR7 es necesario medir el Dn6ulo 9ori#ontal con un teodolito con precisi'n de por lo menos de 1H. +
E 0
B
C
Figura '&'8& Mira ?ori3ontal de INAR
a aparici'n de los distanciometros electr'nicos7 mas rDpidos y precisos en la medici'n de distancias7 9a ido despla#ando el uso de las miras INVAR INVAR. MDs adelante7 en el capítulo correspondiente a medici'n de distancias7 se eplicara el proceso de medici'n de distancias con miras de INVAR. INVAR.
1.1.$ %)UME&-/ Es un instrumento manual utili#ado en la determinaci'n del Drea de :i6uras planas con :orma irre6ular. D
K C
I
H
A
E
B
F
G J
Figura '&'*& Plan.4etro polar 4ec=nico
El planímetro polar7 8ue se muestra en la :i6ura 1.157 consta de un (ra#o tra#ador con 6raduaci'n en cm y mm NO en cuyo etremo *a colocado el punto tra#ador dentro de una lupa NBO 8ue aumenta la ima6en del perímetro 8ue se esta recorriendoR un (ra#o polar NCO sujeto en un etremo al anclaje N+O y en su otro etremo un pi*ote NEOR un *ernier NO para tomar las lecturas del (ra#o tra#adorR un disco 6raduado N0O para contar el numero de re*oluciones enteras del tam(or 6raduado N"O y un *ernier NIO para determinar con mayor precisi'n una re*oluci'n parcialR un dispositi*o NO para colocar en cero las lecturas del tam(or y del discoR un cali(rador NJO para determinar la constante de proporcionalidad. El Drea de una :i6ura cual8uiera se determina con el planímetro :ijando el anclaje en un punto eterno a la :i6ura y recorriendo en sentido 9orario con el punto tra#ador su perímetro. inalmente7 se toman las lecturas del número de re*oluciones y se multiplica por las constante de proporcionalidad7 la cual depende depe nde de la lon6itud del (ra#o tra#ador y de la escala de la :i6ura. : i6ura. a constante de proporcionalidad es suministrada por el :a(ricante del instrumento o puede ser determinada directamente por comparaci'n. na descripci'n del :undamento te'rico del planímetro polar se puede consultar en Jissan1. En la :i6ura 1 .1! se muestra un planímetro polar electr'nico electr'nico con pantalla di6ital di6ital donde se puede leer directamente el Drea de la :i6ura en di:erentes unidades.
Figura '&')& Plan.4etro polar digital '&6 INSTRUMENTOS PRINCIPA@ES
1.2.1 &E/+/I&/, El teodolito es un instrumento utili#ado en la mayoría de las operaciones 8ue se reali#an en los tra(ajos topo6rD:icos. +irecta o indirectamente7 con el teodolito se pueden medir Dn6ulos 9ori#ontales7 Dn6ulos *erticales7 distancias y desni*eles.
280 80
LECTURA=72°22'
i6ura 1.1$. &eodolito &eodolito ,oPPia con lectura directa de nonio
os teodolitos di:ieren entre si en cuanto a los sistemas y métodos de lectura. Eisten teodolitos con con sist sistem emas as de lect lectur uraa so(r so(ree *ern *ernie ierr y no noni nios os de *isu *isual al dire direct ctaa ;:i6 ;:i6ur uraa 2.1$ 2.1$>7 >7 microscopios microscopios lectores lectores de escala escala ;:i6ura 2.1<>7 2.1<>7 micr'metros micr'metros 'pticos 'pticos ;:i6uras ;:i6uras 2.1= y 2.2?>7 sistemas de lectura de coincidencia ;1.21>.
360°
95 0
10
94 20
30
40
50
102
60
103
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
257
256
V: 95°4 H: 103° 2'40" 256°57'20"
'
Figura '&'1& Teodolito Teodolito Soia con 4icro!copio lector de e!cala
V 92
9 "
59'36 59'36
327
Hz Lect Lect! #e$ c%!c$& Hz: 327°59'36
Figura '&'7& Teodolito Teodolito ild con 4icr/4etro /ptico
Figura '&60& Teodolito Teodolito rBula ild T0 con 4icr/4etro /ptico
Figura '&6'& Teodolito Teodolito ern D6 con !i!te4a de lectura de coincidencia
En cuanto a los métodos de lectura7 los teodolitos se clasi:ican en repetidores y reiteradores7 se6ún podamos ' no pre:ijar lectura so(re el circulo 9ori#ontal en cero y sumar Dn6ulos repetidamente con el mismo aparato7 o medir independientemente ) *eces un Dn6ulo so(re di:erentes sectores del circulo7 tomando como *alor :inal el promedio de las medidas. En el capitulo 47 correspondiente a medici'n de Dn6ulos7 se descri(en en detalle los métodos7 procedimientos y sistemas de lecturas utili#ados en la medida de Dn6ulos. un8ue como se 9a mencionado pre*iamente7 los teodolitos di:ieren en :orma7 sistemas de lectura y precisi'n7 (Dsicamente sus componentes son i6uales7 por lo 8ue en el presente capítulo se descri(en las partes (Dsicas de un teodolito. a :i6ura 1.22 muestra los tres ejes de un teodolitoR
Eje *ertical GTH o eje de rotaci'n de la alidada Eje 9ori#ontal G"T"H o eje de rotaci'n del círculo *ertical Eje de colimaci'n GCTCH
%* Eje de rotaci'n de la lidada Círculo ertic
Círculo 9ori#ontal
Centro del círculo 9ori#ontal.
Figura '&66& Ee! de un teodolito
a :i6ura 1.23 muestra el corte es8uemDtico de un teodolito. a (ase del teodolito NO se apoya directamente so(re el trípode mediante los tornillos ni*elantes NBO. ,o(re la (ase7 para 9ori#ontali#ar la misma7 *a colocado un ni*el es:érico de (ur(uja NCO.
Eje de -otaci'n de la lidada
Eje de -otaci'n de la lidada
NMO Circulo ertical
N)O nteojo
NMO Circulo ertical
NVO )i*el NVO )i*el t'rico de C.. N/O &ornillo de :ijaci'n
Eje de -otaci'n del Círculo ertical
"
"
C
C
Eje de Colimacion N/O &ornillo de :ijaci'n
NO )i*el NO )i*el &'rico N%O &ornillo de coincidencia
N%O &ornillo de coincidencia
NO lidada
NO lidada N0O &ornillo de corrimiento del circulo 9ori#ontal
NJO Indice de lectura N+OCirculo 9ori#ontal
N0O &ornillo de corrimiento del circulo 9ori#ontal
NIO &ornillo de coincidencia
NIO &ornillo de coincidencia
N"O &ornillo de :ijaci'n
N"O &ornillo de :ijaci'n
NO &ornillo de coincidencia NEO &ornillo de presi'n de presi'n NCO )i*el NCO )i*el es:érico
NO Base
NBO&ornillo ni*elante
a. &eodolito repetidor
Base del &ripode
Base del &ripode
(. &eodolito reiterador
Figura '&6,& Repre!entaci/n e!ue4=tica de un teodolito
En los teodolitos repetidores7 el circulo 9ori#ontal N+O puede 6irar alrededor del eje *ertical. %ara la :ijaci'n del círculo a la (ase se dispone del tornillo de presi'n NEO7 y para pe8ueos mo*imientos de colimaci'n se utili#a el tornillo de coincidencia NO. En los teodolitos reiteradores7 el círculo 9ori#ontal estD :ijo a la (ase y pude ser desli#ado ' rotado mediante un tornillo de corrimiento N0O. %ara la :ijaci'n del círculo a la alidada y para los pe8ueos mo*imientos de colimaci'n7 eisten los tornillos de :ijaci'n N"O y coincidencia NIO. a alidada NO 6ira alrededor del eje *ertical de rotaci'n. ,o(re la alidada *an los índices de lectura NJO y el ni*el t'rico NO del círculo 9ori#ontal. ,o(re los montantes de la alidada se apoyan el círculo *ertical NMO y el anteojo N)O. El anteojo se :ija a la alidada mediante el tornillo de :ijaci'n N/O7 y los pe8ueos mo*imientos de colimaci'n se reali#an con el tornillo de coincidencia N%O.
1.2.2 &E/+/I&/, EEC&-W)IC/, El desarrollo de la electr'nica y la aparici'n de los microc9ips 9an 9ec9o posi(le la construcci'n de teodolitos electr'nicos con sistemas di6itales de lectura de Dn6ulos so(re pantalla de cristal li8uido7 :acilitando la lectura y la toma de datos mediante el uso en li(retas electr'nicas de campo o de tarjetas ma6néticasR eliminando los errores de lectura y anotaci'n y a6ili#ando el tra(ajo de campo. a :i6ura 1.24 muestra el teodolito electr'nico +&4 de ,/JJI.
Figura '&68& Teodolito electr/nico DT8 de Soia
1.2.3 E,&CIW) &/& EEC&-W)IC a incorporaci'n de microprocesadores y distanciometros electr'nicos en los teodolitos electr'nicos7 9a dado paso a la construcci'n de las Estaciones &otales. Con una estaci'n total electr'nica se pueden medir distancias *erticales y 9ori#ontales7 Dn6ulos *erticales y 9ori#ontalesR e internamente7 con el micro procesador pro6ramado7 calcular las coordenadas topo6rD:icas ;norte7 este7 ele*aci'n> de los puntos *isados. Estos instrumentos poseen tam(ién tarjetas ma6néticas para almacenar datos7 los cuales pueden ser car6ados en el computador y utili#ados utili#ados con el pro6rama de aplicaci'n seleccionado. a :i6ura 2.25 muestra la
estaci'n total Sild &T1??? &T1??? con pantalla de cristal li8uido7 tarjeta de memoria memoria ma6nética para la toma de datos y pro6ramas de aplicaci'n incorporados para cDlculo y replanteo. na de las características importantes tanto los teodolitos electr'nicos como las estaciones totales7 es 8ue pueden medir Dn6ulos 9ori#ontales en am(os sentidos y Dn6ulos *erticales con el cero en el 9ori#onte o en el #enit.
Figura '&6*& E!taci/n total ild T'000
1.2.4 E,&CI/)E, -/BW&IC, principios de los aos no*enta7 0eotronics B introdujo en el mercado el 0eodimeter ,ystem 4???7 primer modelo de estaci'n total ro('tica. El sistema consiste en una estaci'n total con ser*o motor de rastreo y una unidad de control remoto de posicionamiento 8ue controla la estaci'n total y :unciona como emisor y recolector de datos. &anto la estaci'n como la unidad de control remoto se conectan por medio de ondas de radio7 por lo 8ue es posi(le tra(ajar en la oscuridad. na *e# puesta en estaci'n7 la estaci'n total es orientada colimando un punto de re:erencia conocido y por medio de un (ot'n se trans:iere el control de la estaci'n a la unidad de control
remoto de posicionamiento. partir de este momento7 el operador se puede despla#ar dentro del Drea de tra(ajo con la unidad de control remoto recolectando los datos. as estaciones ro('ticas *ienen con pro6ramas de aplicaci'n incorporados7 8ue junto con las características mencionadas pre*iamente7 permiten7 tanto en los tra(ajos de le*antamiento como en los de replanteo7 la operaci'n del sistema por una sola persona 1.2.5 )IEE, El ni"el tu:ular tu:ular o ni"el t/rico7
es un tro#o de tu(o de *idrio de secci'n circular 7 6enerado al 9acer rotar un círculo alrededor de un centro /7 tal y como se muestra en la :i6ura 2.2!. a super:icie es sellada en sus etremos y su interior se llena parcialmente con un lí8uido muy *olDtil ;como éter sul:úrico7 alco9ol etc.> 8ue al me#clarse con el aire del espacio restante :orma una (ur(uja de *apores cuyo centro coincidirD siempre con la parte mas alta del ni*el. Bur(uja centrada
+i*isiones X 2 mm
,uper:icie t'rica Eje del ni*el ,Y NBO
NCO
Circulo NO
/ Figura '&6)& Ni"el t/rico
a parte superior de un ni*el t'rico *iene di*idida 6eneralmente en inter*alos de 2 mm de amplitud. a sensi(ilidad S de un ni*el se de:ine como el Dn6ulo central7 en se6undos7 8ue su(tiende el arco correspondiente a una di*isi'n. a ecuaci'n 2.1 7 deri*ada de la de:inici'n anterior7 se utili#a para el cDlculo de la sensi(ilidad. S Y =
En donde7 ,H ,ensi(ilidad en se6 alor alor del radian en se6 ;2?!.2!5H> ;2?!.2! 5H> - mm mm -adio del ni*el en mm ρH
2mm R mm
Z ρY
;2.1>
El ni*el *a prote6ido *a prote6ido por por una una caja metDlica NO y se :ija a la (ase la (ase del instrumento mediante una articulaci'n NBO y un tornillo de correcci'n NCO. El eje o tan6ente central del ni*el se locali#a en el punto el punto medio de tan6encia7 cuando la (ur(uja la (ur(uja esta centrada. 0eneralmente7 los ni*eles utili#ados en los instrumentos topo6rD:icos tienen sensi(ilidad de 1?H7 2?H7 3?H7 4?H y $5H7 de acuerdo a la precisi'n la precisi'n re8uerida. En la ta(la 2.1 se muestran los *alores de sensi(ilidad y radio comúnmente utili#ados en las operaciones de topo6ra:ía. En la ta(la 2.1 se puede se puede o(ser*ar 8ue o(ser*ar 8ue la sensi(ilidad de un ni*el es directamente proporcional directamente proporcional al radio de la cara eterna del tu(o. os ni*eles son utili#ados en todas las operaciones topo6rD:icas7 (ien sea como instrumentos instrumentos auiliares7 auiliares7 accesorios independientes o colocados en la (ase de los instrumentos como los teodolitos. &B 2.1 ,ensi(ilidades y -adios de los ni*eles t'ricos tili#ados en di:erentes operaciones de topo6ra:ía /%E-CIW) ,H - ;m> )i*elaciones de precisi'n precisi'n 1?H 41.25 2?H 2?.!3 )i*elaciones normales normales 3?H 13.$5 4?H 1?.31 )i*elaci'n de (ases (ases de teodolitos ;es:éricos> ;es:éricos> $5H 5.5? Ni"el de ingeniero ingeniero
En las operaciones de ni*elaci'n7 donde es necesario el calculo de las di:erencias *erticales o desni*eles entre puntos7 al ni*el t'rico se le anea un telescopio7 una (ase con tornillos ni*elantes y un trípode. os ni*eles di:ieren entre si en apariencia7 de acuerdo a la precisi'n la precisi'n re8uerida y a los :a(ricantes del instrumento. En la :i6ura 2.2$ se representan los componentes (Dsicos componentes (Dsicos de un ni*el. &ornillo de en:o8ue
Eje de colimaci'n
&elescopio
%royecci'n de la (ur(uja
/cular de la (ur(uja
)i*el tu(ular &ornillos ni*elantes
Círculo 9ori#ontal
Figura '&6+& Ni"el de ingeniero
Figura '&61& Ni"el ild ild N6 con ni"el t/rico de do:le cur"atura cur"atura
En la :i6ura 2.2< se muestra el ni*el Sild )2 Sild )2 con ni*el t'rico de do(le cur*atura. a :i6ura 2.2= a. muestra el ni*el de alta precisi'n alta precisi'n %1 de ,oPPia7 empleado en ni*elaciones de primer de primer orden. orden. Este tipo de ni*el posee ni*el posee un prisma un prisma de placas de placas plano plano paralelas paralelas y un micr'metro 'ptico 8ue permiten7 8ue permiten7 con el empleo de una mira I)-7 aumentar la aumentar la precisi'n precisi'n de las lecturas a la mira a 1 1? de mm. n ejemplo de lectura con ni*el de placas plano paralelas y micr'metro 'ptico se muestra en la :i6ura 2.2= ( 2.2= (
&ornillo (asculante ectura de mira @ 14<7??? cm. ectura del micr'metro @ ?7!53 cm cm. ectura de:initi*a @ 14<7!53 cm.
Micr'metro
;a>
;(>
Figura '&67& Ni"el de preci!i/n preci!i/n P@' de Soia de placa! plano paralela! con 4icr/4etro /ptico
En todas la operaciones de ni*elaci'n es necesario7 antes de e:ectuar las lecturas a la mira7 c9e8uear la c9e8uear la 9ori#ontalidad del eje de colimaci'n. En al6unos ni*eles7 este proceso se reali#a 'pticamente proyectando la (ur(uja del ni*el t'rico so(re el lente de colimaci'n7 como se muestra en la :i6ura 2.3?7 de manera de 9acer la *eri:icaci'n al momento de tomar la tomar la lectura. En caso de 8ue no se *eri:i8ue la coincidencia de la (ur(uja7 se usa un tornillo (asculante tornillo (asculante 8ue permite7 8ue permite7 mediante pe8ueos mediante pe8ueos mo*imientos7 corre6ir una corre6ir una e*entual inclinaci'n del eje de colimaci'n. 22 23 24 25 2! 2$
<1 <2 <3 <4 <5
a. %royecci'n de la (ur(uja
Bur(uja no coincidente
Bur(uja coincidente
(.T Coincidencia Coincidencia de la (ur(uja
Figura 6&,0& Co4pro:aci/n /ptica de la coincidencia de la :ur:ua
1. 2. 3. 4. 5. !. $.
Cint Cintas as de susp suspen ensi si'n 'n ínea nea de pu punnter tería %risma ,oporte %énd %éndul uloo con con pris risma Muell uellee elDs elDsti tico co Bot' Bot'nn ddee con contr trol ol de :uncionamiento <. morti rti6uad uador =. &u(o &u(o de amor amorti ti6u 6uac aci' i'nn
Figura 6&,'& Co4pen!ador /ptico 4ec=nico ild NA6
l6unos ni*eles automDticos mas so:isticados7 poseen so:isticados7 poseen un compensador 'ptico compensador 'ptico mecDnico a :in de 6aranti#ar la 6aranti#ar la puesta puesta en 9ori#ontal del eje de colimaci'n. Eisten tam(ién ni*eles automDticos con compensador de compensador de amorti6uaci'n ma6nética. En la :i6ura 2.32 se muestra el ni*el automDtico C4? de ,oPPis9a y el es8uema de :uncionamiento del compensador de compensador de amorti6uaci'n ma6nética. %E)+/
IM) +I-ECCI/) +E M/IMIE)&/ C/)+C&/-
:& Co4pen!ador Co4pen!ador de a4or tiguaci/n 4agn9tica
a& Ni"el C80
Figura '&,6& Ni"el C80 Soi!?a
El imDn del compensador produce compensador produce un campo ma6nético cuando el conductor colocado en el campo ma6nético7 se mue*e como consecuencia de una :alta de 9ori#ontalidad del ni*el7 y se 6enera una inducci'n electroma6nética 8ue produce una corriente 6iratoria en el conductor creando una :uer#a 8ue compensa el mo*imiento del conductor. -ecientemente se 9an introducido en el mercado7 ni*eles electr'nicos con los cuales el proceso el proceso de ni*elaci'n en el campo puede ser reali#ado por una sola persona. Estos ni*eles constan (Dsicamente de un emisor de emisor de rayos lDser con lDser con un (arrido un (arrido de 3!? y un receptor o receptor o detector de detector de rayos7 tal y como se muestra en la :i6ura 1 :i6ura 1.33. .33.
a. Emisor de rayos lDser
(. +etector de rayos
Figura '&,,& Ni"el ele electr/nico ctr/nico @P,A Soi!?a
2.2.! +I,&)CI/ME&-/, EEC&-/)IC/, un8ue pare#ca un8ue pare#ca un proceso un proceso sencillo7 la medici'n distancias con cintas métricas es una operaci'n no solo complicada sino lar6a7 tediosa y costosa. Como se mencion' pre*iamente7 mencion' pre*iamente7 las cintas se :a(rican con lon6itudes de 9asta 1?? m7 siendo las de 5? m las de mayor uso mayor uso en los tra(ajos de topo6ra:ía. Cuando las lon6itudes a medir eceden medir eceden la lon6itud de la cinta métrica utili#ada7 se 9ace necesario di*idir la lon6itud total en tramos menores o i6uales a la lon6itud de la cinta7 incrementando la pro(a(ilidad de cometer errores cometer errores de procedimiento de procedimiento tales como errores de alineaci'n7 de lectura7 de transcripci'n7 etc. +i:erentes métodos y e8uipos se 9an implementado a lo lar6o de los aos para mediciones de distancias rDpidas y precisas. :inales de la década del 4?7 se desarrollo en ,uecia el 0E/+UME&-/7 primer 0E/+UME&-/7 primer instrumento instrumento de medici'n electr'nico de distancias capa# de medir distancias de 9asta 4? Jm mediante la transici'n de ondas luminosas7 con lon6itudes de onda conocida modulados con ener6ía electroma6nética.
nos die# aos mDs tarde7 en sur :rica7 se desarrollo el &E-/ME&-/7 capa# de medir distancias de 9asta O en donde [1 mm corresponde al error instrumental el cual es independiente de la distancia media.
os distanci'metros electr'nicos se pueden se pueden clasi:icar en clasi:icar en
0eneradores de micro ondas ;ondas de radio>. 0eneradores de ondas luminosas ;rayos lDser e lDser e in:rarrojos>.
os distanci'metros de micro ondas re8uieren transmisores y receptores de onda en am(os etremos de la distancia a medir mientras 8ue los instrumentos (asados en la emisi'n de ondas luminosas re8uieren un emisor en emisor en un etremo y un prisma un prisma re:lector en el etremo contrario.
Figura 6&,& Di!tanci/4etro! electr/nico! de Soi!?a
En el capítulo 3T$7 correspondiente a la medici'n de distancias con distanci'metros electr'nicos7 estudiaremos mDs en detalle los :undamentos y tipos de distanci'metros utili#ados actualmente en la medici'n de distancias.
Tipos de dispositivos
1.3. 1. 3.1 1 Int I nt roducci uc ción ón
Eisten *arios tipos de receptores 0%,7 dependiendo de sus características se pueden pueden 6enerali# 6enerali#ar ar en receptores receptores 6eodésicos 6eodésicos de do(le :recuenci :recuencia7 a7 receptores receptores 6eodésicos 6eodésicos con medici'n de :ase so(re 17 receptores de c'di6o a*an#ados y los na*e6adores con*encionales. El pro6rama ;0E/-%>7 6enerado para este proyecto :inal de carrera7 estD orientado para ser utili#ado con e8uipos 0%, na*e6adores7 por lo 8ue se 9a pro:undi#ado en el estudio de los di*ersos tipos de receptores de c'di6o 8ue podemos encontrar en el mercado.
1.3.2. Recetore! " eod#!ico! de de do$%e &r & recuenci'
&ra(ajan con la portadora 1 y tam(ién con la 27 lo cual permite disminuir los errores deri*ados de la propa6aci'n desi6ual de la seal a tra*és de las distintas capas capas atmos:éricas ;so(re todo la ionos:era> y resol*er la am(i6\edad del número de ciclos de la portadora.
Con este tipo de e8uipos e8uipos se pueden pueden lle6ar lle6ar a precision precisiones es por de(ajo del centímetro centímetro con postprocesado para distancias de 9asta 1? Pm ( y por de(ajo del metro metro para para distancias de 9asta 5?? Pm. demDs de mDs de con técnic técnicas as de postpr postproce ocesa sado do en 6a(in 6a(inete ete77 los recept receptore oress (i:rec (i:recuen uencia cia tam(ién tam(ién se usan con correcciones correcciones en tiempo real. %ara este último caso7 caso7 lo normal normal es usarlos usarlos junto con al6oritmos -&J ;-eal &ime Jinematic>7 8ue permiten precisiones centimétricas en tiempo real en com(inaci'n con estaciones de re:erencia. l6unos l6unos de ellos son compati(le compati(less con sistemas sistemas +0%, *ía satéliteR satéliteR los ser*icios ser*icios de correcci'n de última 6eneraci'n *ía satélite junto con lectores de do(le :recuencia permiten lle6ar 9asta precisiones decimétricas en tiempo real7 si (ien no es muy normal *er este tipo de metodolo6ías junto este tipo de receptores. El precio de un receptor (i:recuencia de última 6eneraci'n estD entorno a 2?.??? Euros ;incluyendo un receptor adicional adicional para operar como como estaci'n estaci'n (ase7 un emisor emisor de radio para en*iar la correcci'n de la seal y tecnolo6ía -&J de iniciali#aci'n iniciali#aci'n instantDnea>.
i6ura 4.1 E8uipo 0%, e do(le :recuencia
1.3. 1. 3.3 3 Rece Re ce tore to re!! "eod#!ic #! ico! o! con c on )ed )edic ic ión ió n de &'! &'!ee !o$r !o$ree *1
,on receptores 8ue tra(ajan con la onda portadora 1 acumulando in:ormaci'n 8ue7 con postprocesado7 en 6a(inete permite o(tener precisiones relati*as centimétricas en el mejor de los casos para distancias de 9asta 25 ' 3? Pm y su(métricas para distancias de 9asta 5? Pm. %ermiten el cDlculo de *ectores con su e*aluaci'n estadística y son aptos para el ajuste de redes7 aun8ue se trata de una tecnolo6ía o(soleta 9oy en día. Este tipo de receptores suelen ser usados con métodos relati*os estDticos7 con el uso de estaciones estaciones de re:erencia re:erencia complemen complementarias. tarias. Muc9os de ellos son tam(ién tam(ién compati(les compati(les con los ser*icios +0%, *ía satélite tra(ajando en lectura de de di!po!iti"o!
c'di6o eclusi*amente7 mediante la incorporaci'n de una tarjeta electr'nica de epansi'n y la suscripci'n al sistema. ,u precio suele estar entorno a 4.??? Euros ;sin incluir estaci'n (ase de re:erencia ni otro tipo de suscripciones a correcci'n +0%, *ía satélite>.
1.3.+ 1.3 .+ Rec R ecetore! etor e! de códi"o códi" o C,A C, A '-'n 'do!
,on receptores 8ue ademDs de anali#ar el c'di6o C disponen de lectura ;con ciertas limitaciones> de la :ase portadora 1. Estos receptores permiten el uso de metodolo6ías di:erenciales7 en ocasiones (ajo la :orma de suscripciones a ser*icios *ía satélite como /mni,tar ] o and,tar ]7 consi6uiendo (ajo esta metodolo6ía precisiones entorno a 1 m. en tiempo real . Este tipo de ser*icio tiene la enorme *entaja de 8ue se dispone de correcci'n instantDnea sin necesidad de montar nin6una estaci'n de re:erencia7 y para casi para cual8uier parte del 6lo(o en tiempo real. +ic9a suscripci'n suele tener un precio anual de alrededor de 1.4?? Euros para precisi'n precisi'n métrica y un solo paísR tam(ién tam(ién se puede contratar contratar por períodos limitados de semanas7 meses o incluso por días a*isando por por adelantado. El precio aproimado de un e8uipo de estas características7 incluyendo una %+ y la suscripci'n al sistema +0%, *ía satélite por un ao estD entorno a los !.??? Euros. 1.3./ 0'-e"'dore! con-encion'%e!
os na*e6adores son los tipos de receptores 0%, mDs etendidos7 dados su (ajo coste y multiplicidad de aplicaciones. Consisten en receptores capaces de leer el c'di6o C7 8ue pueden tener incluso capacidad para leer seales di:erenciales *ía radio o conei'n so:t^are y tam(ién capacidad para representar carto6ra:ía sencilla en una pantalla de cristal lí8uido.
%ermiten conocer las coordenadas en *arios :ormatos y con*ersi'n de (aja precisi'n a datum locales locales desde desde S0,<4 ;Sord ;Sord 0eod 0eodetic etic ,ystem ,ystem 1=<4>7 1=<4>7 sistema sistema 6eodésico 6eodésico de re:erencia re:erencia en 0%,. &am(ién permiten la na*e6aci'n asistida con indicaci'n de rum(os7 direcciones y seales audi(les de lle6ada en rutas de:inidas por el usuario a tra*és de puntos de re:erencia ; waypoints>.Tipo! de di!po!iti"o! GPS
os precios de este tipo de na*e6adores pueden ir de los no*enta a los !?? Euros aproimadamente7 y sus precisiones pueden ir i r de los 25 m a los $ m en planimetría ;sin +isposici'n ,electi*a>7 ,electi*a>7 y un error de al menos 1! m en altimetría7 dependiendo de la *isi(ilidad de satélites y de la 6eometría 8ue presenten los mismos. Con +0%, pueden tener precisiones por de(ajo de 5m. +./.1 Tio! de 0'-e"'dore! 0'-e"'dore!
os na*e6adores 0%, se pueden clasi:icar en dos 6ruposF dispositi*os (asados en 0%, dedicadoR y e8uipos 0%, 8ue necesitan utili#arse conjuntamente con %+7 ordenador ' m'*il.
' 0'-e"'dore! $'!'do! $'!'do! en un GPS dedic'do. dedic'do.
Estos dispositi*os proporcionan una inter:a# 6rD:ica al usuario7 proporcionan datos de na*e6aci'n ;latitud7 lon6itud7 altitud7 *elocidad7 satélites en *ista7 9ora o (rújula electr'nica>. na de las características mDs importantes de estos receptores es la de poder 6ra(ar o marcar una determinada posici'n a tra*és de la :unci'n ;punto de camino>7 la cual 6eneralmente podremos asociar un nom(re anterior :unci'n se pueden crear rutas
Ha2point
;a6rupaci'n en secuencia de waypoints>F una rut' contiene una posici'n de partida y una :inal7 así como toda una serie serie de locali#aciones intermedias intermedias a lo lar6o del trayecto. &am(ién &am(ién podemos 9acer 8ue sea el propio 0%, el 8ue 6ra(e ;o incluso un icono>. partir de la automDticamente nuestra ruta o Y9uellaY a tra*és de la :unci'n trac ;nuestro ;nuestro receptor receptor 6ra(arD 6ra(arD un punto cada *e# 8ue cam(iemos de direcci'n>7 direcci'n>7 para 8ue podamos *ol*er7 sin nin6ún pro(lema7 a nuestro punto de partida. Muc9os de estos e8uipos incorporan incorporan ' dan la posi(ilidad posi(ilidad de importa importarr carto6ra:í carto6ra:ía7 a7 9aciendo 9aciendo 8ue su utili#aci'n utili#aci'n sea mDs atrayente.
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
+ependiendo del ser*icio ser*icio 8ue prestan se pueden di*idir en dos 6ruposF el primer 6rupo esta :ormado por los 0%, para uso en senderismo7 B&& ;Bicicletas &odo &erreno>7 motos7 atletas o marítimos. En el otro 6rupo estDn los 0%, para uso en *e9ículos y tienen su :unci'n principal es la de 6uiar al conductor por carreteras y calles7 9asta un lu6ar de destino. Senderi!4o- TT- atleta! o deporte! 4ar.ti4o!&
as marcas líderes en este sector son 0armin ] y Ma6ellan]. El desarrollo de estas marcas es tan amplio 8ue incluso poseen su propio protocolo de transmisi'n de datos.
Ma6ellan e_plorist` 1?? Ma6ellan e_plorist` _ 0%, Meridian 0old
i6ura 4.3. &ipos de dispositi*os Ma6ellan
e&re
e&re Camo
e&re enture C_
Etre ista C_
Ed6e 3?5 ;"-C+>
i6ura 4.4. &ipos de dispositi*os 0armin as características 6enerales de estos e8uipos sonF ntena inte6rada. -eceptor de 12 canales paralelos7 paralelos7 compati(le con la tecnolo6ía S, S, ;E0)/, en Europa> de correcci'n de errores7 8ue permite precisiones de 5 metros e in:eriores. Batería de pilas. %antalla en (lanco y ne6ro7 ' a color. Estado de satélitesF Muestran datos de los satélites 0%, 8ue detectan su posici'n y o(tienen in:ormaci'n so(re su estado. Capacidad de almacenar 9asta 5?? ^aypoints de usuario con nom(re y sím(olo7 2? rutas re*ersi(les7 5? puntos por ruta.
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
as características especí:icas 8ue suelen incluir al6unos de estos e8uipos sonF %ermiten inserci'n de tarjetas eternas. -esistente al a6ua. Incluye altímetro (arométrico y un compDs electr'nico. l6unos mDs especiali#ados para uso B&&7 B&&7 como el Ed6e 3?5 es capa# de medir la cadencia de pedaleo7 el ritmo cardíaco7 la *elocidad7 la distancia7 el tiempo7 las calorías 8uemadas7 la altitud7 las su(idas y pendientes y muc9os datos mDs. Muc9os Muc9os de ellos ellos posee poseenn ' dan la posi(il posi(ilida idadd de incorp incorpora orarr datos datos de ciudad ciudades7 es7 autopistas7
carreteras
principales7
par8ues7
principales
*ías
:lu*iales7 aeropuertos7 etc. sí como mapas topo6rD:icos y callejeros. Inter:a# Inter:a# con %C7 a tra*és tra*és del puerto puerto serie7 ' en el caso de los mDs so:isticad so:isticados os con puerto ,B. tili#ando protocolos propietarios como en el caso de 0armin7 )ME y -&CM. os dispositi*os mDs e*olucionados traen el c9ip c9ip ,i- ,tar 3 0%,7 8ue 9ace 9ace 8ue sean receptores 9ipersensi(les7 encontrando rDpidamente rDpidamente la seal 0%, y 6aranti#a una recepci'n 'ptima y precisa. e4cu%o!5
as marcas mDs comerciales de estos e8uipos son &om&om &om&om ] y 0armin].
]
&om&o m
0% 51?$1?=1? &om&o
]
m
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i6ura 4.5. &ipos de dispositi*os &om&om ]
]
0armin )u*i 3??31?35?
]
0armin )u*i 3!?!1?!!? T EuropaT
]
]
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i6ura 4.!. &ipos de dispositi*os 0armin ]
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
as cualidades 6enerales de los receptores 0%, para *e9ículos7 mDs modernos el mercado sonF %antalla indicando el rum(o7 *elocidad y distancia. Intre6a el el c9ipset c9ipset ,i- ,tar ,tar III III de alta sensi(ilidad. sensi(ilidad. BrújulaF a (rújula aparece en la pantalla7 pantalla7 para 8ue se oriente toda*ía toda*ía mejor. %ermiten calcular rutas7 *er y ele6ir el camino camino deseado. sí como como (ús8ueda de lu6ares lu6ares ;calle y número> ' puntos de interés ;aparcamientos7 6asolineras y otros>. Instrucciones 9a(ladas y en *arios idiomas. %antalla tDctil %antalla C+ etra anc9a. Baterías de IonTitio7 IonTitio7 recar6a(les recar6a(les con con el ca(le del del mec9ero. mec9ero. Mapas detallados detallados de toda Europa7 EE. . . y CanadD. CanadD. %osi(ilidad de cam(iar mapas reempla#ando la tarjeta eterna. Conecti*idadF Bluetoot97 puerto serie y ,B. &am(ién &am(ién nos los podemos encontrar con estas características particularesF particularesF Incorpora reproductor M%37 reproductor audio (ooP7 *isor de imD6enes en %E07 reloj mundial ;9oras por #onas>7 con*ersor de moneda y medidas7 y calculadora. Jit de Manos li(res para el coc9e. l6unos mDs so:isticados como el 0%,M%7 se le pueden incorporar opcionalmente un Pit nDutico7 nDutico7 con una tarjeta de memoria memoria de !4 M( y un C+T-/M C+T-/M
Map,ource Map,ource
BlueC9art] BlueC9art]77 el 0%, muestra muestra in:ormaci'n in:ormaci'n tal como contornos contornos de pro:undidad pro:undidad77 #onas #onas de marea7 ayudas a la na*e6aci'n7 #onas restrin6idas7 (oyas7 etc. l6unos de ellos son compati(les compati(les con el receptor receptor -+, ; Radio Data System) 0&M 8ue
permiten
reci(ir
in:ormaci'n
del
trD:ico
y
poder
1?7 así
proporcionar rutas e*itando atascos7 o(ras7 restricciones7 sin 6astos de :uncionamiento por8ue usan la su(portadora -+, de :orma 6ratuita para o(tener esa in:ormaci'n. ,er*icios
como
&om&om]
%lus
8ue
permiten
descar6arse
*ía
0%-,
in:ormaci'n so(re el trD:ico7 condiciones de las carreteras ;atascos7 cDmaras de se6uridad :ijas y m'*iles>7 locali#ador de contactos. -anura de epansi'n de memoria.
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
$ 0'0'-ee"'d "'dore! ore! GPS
'r' 'r' u! u!'r con con6unt 6unt' ')ente ente con con PD PDA( ord orden'd en'dor or o )ó-i% ó-i%..
Este es un nue*o concepto de na*e6ador 8ue se apoya en tres pilares :undamentalesF n receptor 0%, con inter:a# de comunicaci'nR una %+ (Personal Digital Assistant)7 ordenador o m'*il7 y un pro6rama para comunicar comunicarlos los y tratar tratar los datos del 0%,. as *entajas *entajas 8ue se o(tienen o(tienen son las si6uientesF &otal &otal *ersatilidad7 en un mismo sistema pueden pueden estar instalados instalados distintos pro6ramas 8ue aun8ue compartan la %+ y el receptor 0%,7 ten6an usos totalmente distintos7 %or ejemploF un pro6rama na*e6ador7 un pro6rama para uso en todo terreno o un pro6rama medir distancias ju6ando ju6ando al 6ol:. a %+ conser*a todas sus capacidades y puede ser usada para otras aplicaciones ajenas al )a*e6ador. Como por ejemploF 6enda7 Editor de tetos7 ue6os o un reproductor de música M%3. %osi(ilidad de conei'n *ía &C%I%7 0,M o 0%-, para utili#ar el dispositi*o en modo di:erencial. acilidad para el intercam(io de in:ormaci'n entre usuarios. a eisten sitios en Internet donde7 por ejemplo se pu(lican puntos de interés creados por los propios usuarios7 como lu6ares de tapas7 paradas de tai ' empresas. Dcilmente actuali#a(le7 tanto los pro6ramas como la carto6ra:ía 8ue utili#a. Constante reno*aci'n al poder instalar los nue*os pro6ramas 8ue *ayan sur6iendo. ,istema de (olsillo (olsillo de muy reducido tamao7 permitiendo su :Dcil :Dcil transporte. )o ca(e duda 8ue la ma8uina mDs *ersDtil 8ue eiste actualmente es un ordenador7 es precisamente esta circunstancia la 8ue 9ace 8ue este tipo de na*e6adores sea una de las mejores opciones. En el mercado podemos encontrar una 6ran *ariedad de e8uipos 8ue 9an sido construidos para ser utili#ados con %+s7 ordenadores ' m'*iles7 entre ellos se pueden 9acer *arias 6rupos se6ún sea su :orma de conei'n7 podemos encontrar de tarjeta ; Compat !las"7 tarjeta ,+>7 Bluetoot97 ,B7 -,232 y %,2.
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
T'r6et' 7recetor GPS Co4pact Fla!?( t'r6et' SD
]
,ys/nC9i p
C %, ,ir: I ,ir: III
]
0%, "aico m
3?5III L ,lot ,+
i6ura 4.$. -eceptores 0%, de tarjeta as caracte cara cte rísticas ísti cas de estos e stos e8uip e8ui posF ,uelen tener tener incorporado el c9ip ,i- Star III. tili#an 12 ' 2? canales paralelos para (ús8ueda de satélites. satélites. ,'lo proporcionan datos en el datum S0,T<4. ntenaF ntena "elicoidal Incorporada y antena antena eterna eterna opcional. opcional. Mensaje de ,alidaF )ME ?1<3 ;007 0,7 0,7 0,7 -MC y &0> con*erti(le en ,i-. tili#an la tarjeta Compat !las" &ipo 1 o 2 MiniT13=4 como inter:a# 9ard^are. ,uelen ser alimentados con 3.3 *oltios a corriente continua. ormas de conei'nF
i6ura 4.<. ormas de conei'n 1.T Como un receptor 0%, Compat !las". 2.T Como una tarjeta ,+. 3.T Como un receptor 0%, tipo Yrat'nY conectado a una %+.
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
B%uetoot
,ys/nC9ip ,M-& BE ]
B&T&-CE-1??
]
Vstar# ] B&TV<1? iT Blue $3$
i6ura 4.=. l6unos receptores 0%, Bluetoot9 Estos dispositi*os tienen las si6uientes característicasF a mayoría traen incorporado el c9ip ,i- Star III. tili#an 12 ' 2? canales paralelos para (ús8ueda de satélites. satélites. &ienen un consumo aproimado de 115 m con (aterías de 373 *oltios. *oltios. Batería del itio recar6a(le. os protocolos protocolos utili#ados utili#ados para transmitir los datos son son )MET?1<37 ,I-. ,'lo proporcionan datos en el datum S0,T<4. l6unos de ellos son compati(le con S S,,E0)/,. ,,E0)/,.
8SB( RS232 ó PS,2
0MT44B ]
,) ®0MT4<B
0%, ,B "IC/M ] + "IT 2?4III
i6ura 4.1?. l6unos receptores 0%, ,B ,uelen tener las si6uientes característicasF a mayoría traen incorporado el c9ip ,i- Star III ' ntaris4 de &ME. tili#an 12 ' 2? canales paralelos para para (ús8ueda (ús8ueda de satélites. &ienen un consumo aproimado de !? m. os protocolos utili#ados para transmitir transmitir los datos son )MET?1<37 ,I-. ,I-. Con las sentenciasF 0%007 0%07 0%0,7 0%0,7 0%0,7 0%-MC7 %&0 y 0%+. ,'lo proporcionan datos en el datum S0,T<4. l6unos de ellos son compati(le con S,,E0)/,. elocidad de datosF 24??4
Tipo! de di!po!iti"o! GPS
c GPS *oc'%i'dore!
]
ocali#ador &racP,tar ocali#ador &racP,tar III III
ocali#ador 0%-, ocali#ador 0%-, Se(&ra
]
c4
i6ura 4.11. 0%, locali#adores Estos locali#adores estDn dotados de un 0%, con C9ip,et ,i- ,tar III de última 6eneraci'n y un m'dulo 0,M con capacidad de 0%-,7 ,M, y *o# 8ue permite en*iar la posici'n a un ser*idor Se(7 a un eTmail o a un telé:ono m'*il y monitori#ar el sonido am(iente. ,e utili#a principalmente para las si6uientes aplicacionesF Control de lotas7 se6uridad y recuperaci'n de *e9ículos. ocali#aci'n de *e9ículos de una empresa. i6ilancia i6ilancia de mercancías *aliosas. ,e6uimiento en tiempo real y se6uimiento de inc'6nito. /(ser*aci'n de ates. ,e6uridad personal. i6ilancia i6ilancia de en:ermos y adolescentes. ,istema de locali#aci'n para colecti*os de ries6o.
Dser EscDner &errestre • • • • • • • •
"erramientas topo6rD:icasF Dser EscDner 3+ ;"+,3??? eica> EscDner Dser de impulsos con cDmara cDmara :oto6rD:ica incorporada incorporada y resoluci'n mD. 2mm -an6o de tra(ajoF /(jetosespacios medianos y 6randes %uede medir super:icies 8ue se encuentran desde 1m 9asta 3??m Capacidad de capturaF mD.1 punto cada 2mm /(tienes nu(es de puntos 1 posici'nF entre 1T2 9 de captura captura de datos en campo.
