Hasta hace algunos años, cuando hablábamos de GPS sólo podíamos denominarla como La Herramienta del Futuro. Hoy en día los avances tecnológicos en este campo han conseguido que podamos denominarla...
La Herramienta del Presente.
Durante la última década el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) ha sido el avance tecnológico más importante en el mundo de la Topografía, pasando de ser un sistema relegado a la Geodesia a convertirse en una potentísima herramienta para trabajos Topográficos y Cartográficos.
Sin embargo, posiblemente por la "juventud" de esta tecnología tan novedosa, aún se crean algunas dudas en los usuarios respecto a su funcionamiento, productividad, ventajas, etc. aplicado a sus trabajos diarios. Por ello a continuación y de la forma más sencilla posible, vamos a intentar solventar las dudas más comunes que con toda seguridad han provocado en muchos usuarios que no se hayan atrevido a integrar esta nueva tecnología en su trabajo. De esta manera queremos ayudarles a incorporarse a la gran familia de usuarios de equipos GPS que, gracias a éstos, ya están incrementando su productividad, calidad de trabajo y, en definitiva, sus beneficios.
¿Qué es el G.P.S.?
El significado de las siglas G.P.S..(Global Positioning System) es Sistema de Posicionamiento Global, y no es ni más ni menos que eso: un sistema de referencia universal para las coordenadas espaciales de cualquier punto.
¿Cómo Podemos Obtener la Posición Espacial de un Punto en el S
istema GPS?
El establecimiento de un sistema de referencia universal se apoya en la existencia de satélites artificiales orbitando alrededor de la Tierra. Actualmente existen 24 satélites dedicados a este trabajo.
Como se conoce perfectamente la posición instantánea de todos estos satélites gracias al exhaustivo control que existe de los mismos por parte de las estaciones de seguimiento pertenecientes a los Organismos Espaciales correspondientes, es muy sencillo poder calcular la posición de cualquier punto a partir de éstos mediante simples cálculos de geometría.
Esto se reduce a la realización de una sencilla Intersección Múltiple de rectas, calculando así el punto de intersección. Este punto de intersección sería el punto del que queremos conocer la posición, y las rectas unirían éste con los satélites correspondientes (de los que conocemos su posición).
Intersección Múltiple de Rectas.
Esta será la misión que van a cumplir los receptores GPS. Éstos recibirán de cada satélite la información de su posición y la distancia a la que se encuentran; con estos datos realizará los cálculos de intersección para darnos la posición del punto.
¿Todos los Receptores GPS son Iguales?
No todos son iguales. Según el tipo de trabajo en que los usemos tendremos diferentes necesidades en cuanto a sus prestaciones, pero vamos a fijar por ejemplo el criterio de la precisión con la que nos dan las coordenadas de los puntos:
- De Navegación: proporcionan precisiones de 50 m. a 100 m., lo cual puede ser suficiente para excursionistas, barcos, aviones y otros vehículos.
- Cartográficos o Geográficos: proporcionan precisiones mayores que los de navegación: entre 5 m. y 10 cm.. Éstos son útiles para realización de cartografía a escalas de alto denominador, actualización cartográfica y otros trabajos en que estas precisiones sean suficiente.
- Topográficos y Geodésicos: proporcionan las más altas precisiones: entre 10 cm. y 5 mm.. Son los que se emplean en cualquier trabajo topográfico, cartografía a escalas de bajo denominador y trabajos geodésicos.
¿Es Realmente Fiable el Sistema GPS?
Absolutamente fiable. Por regla general, para la gente que conoce la topografía le resulta sencillo entender el trabajo que se realiza con un taquímetro o estación total; nos resulta algo más o menos tangible debido al simple hecho de mirar por un anteojo a un punto. Sin embargo el hecho de no poder "ver" cómo llega la información de los satélites al receptor GPS, nos vuelve más excépticos y desconfiados.
Es importante hacer un pequeño esfuerzo en comprender que la manera de recibir esa información es totalmente segura, como lo es la visual de un taquímetro o la medición de distancia de la Estación Total aunque en este caso no podamos ver el "prisma ". ¿Acaso dudamos de la fiabilidad de los satélites que nos permiten ver canales de televisión de otros países, utilizar teléfonos móviles o incluso conocer el tiempo meteorológico?.
¿Es Complicado Usar un Receptor GPS?
En absoluto. No es complicado manejarlo y es muy sencillo de aprender. En muchos casos es incluso más sencillo de usar que algunos instrumentos clásicos que empleamos en Topografía.
En ocasiones nos parece complicado este tema por todos los conceptos teóricos que escuchamos y desconocemos su significado: "portadora de fase", "código pseudoaleatorio", "frecuencias", "geometría de los satélites", etc.. Pero para trabajar con estos equipos no es ni mucho menos imprescindible conocer todo eso, igual que en general no nos preocupamos, en el caso de las Estaciones Totales convencionales, de la teoría del funcionamiento de las mismas. Lo que nos importa es que funcione bien y nos proporcione las herramientas necesarias para realizar nuestro trabajo correctamente.
¿Sustituye el GPS a la Estaciones Totales?
No es necesariamente un sustituto de las Estaciones Totales convencionales, ya que cada sistema tiene sus limitaciones y sus aplicaciones. Es una herramienta más de trabajo. Bien es cierto que los GPS Topográficos pueden realizar los mismos trabajos que las Estaciones Totales convencionales, pero cada uno tendrá su sitio y su misión. Es el usuario el que elegirá trabajar con uno u otro según el tipo y condiciones del trabajo que tenga que desarrollar.
¿Cuál es la Precisión Real de los GPS?
El sistema GPS fue creado por el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos por un motivo obvio: poder situar cualquier elemento militar en cualquier parte del mundo siempre referido a un mismo sistema universal.
Posteriormente esta tecnología se aprovechó en el mundo de la Geodesia para poder unir de manera sencilla los sistemas de referencia locales de los distintos países y continentes. Y gracias a la iniciativa de investigación de grandes empresas como TRIMBLE se fue consiguiendo mejorar el sistema para su aplicación en la Topografía general.
Para evitar que pudiera usarse esta tecnología en su contra, el Ministerio de Defensa Norteamericano decidió codificar la información de los satélites de modo que mediante el empleo de un único receptor GPS (no militar) no se consiguiera alcanzar una precisión en la posición obtenida mejor que 50 a 100 m.
Esta será la precisión que pueden obtener los GPS de navegación, no siendo necesario más que un receptor para ello.
Sin embargo, empleando un método de trabajo denominado diferencial o relativo en el que intervendrían dos receptores es posible mejorar la precisión obtenida hasta los 5 mm. De este modo es como se trabaja con los equipos GPS de carácter topográfico.
¿Cómo es el Error que Puede Producirse con un GPS?
Cuando hablamos de la precisión en la determinación de la posición de un punto, estamos refiriéndonos al error que se puede cometer en ello.
Es importante saber que en cualquier caso este error suele definirse como un círculo. Es decir que la posición "verdadera" del punto se encontrará dentro de un círculo de radio el máximo error. Por ejemplo, si la precisión ( o el error ) fuera de 1 cm., la verdadera posición del punto estaría dentro de un círculo de radio 1 cm.
¿Qué Ventajas Proporciona el Trabajo con GPS?
Las ventajas de los trabajos con GPS aumentan día a día conforme mejoran los instrumentos. Sin embargo podemos citar unas cuantas ventajas frente a los trabajos realizados mediante instrumentos y métodos clásicos.
- Las condiciones meteorológicas adversas no son obstáculo para trabajar con GPS, ya sea niebla, lluvia, calima, polvo o nieve.
- No es necesario que el operador tenga que ver el blanco o la estación, según dónde se encuentre: la intervisibilidad entre estación y punto medido no es necesaria.
- Una sola persona puede realizar el trabajo. No es necesario que haya una persona en la estación y otra en el punto medido.
- La precisión de los trabajos es más homogénea, ya que el error el único en cada punto: no se van acumulando en un itinerario o radiación.
- Se puede trabajar con un equipo en un radio aproximado de
unos 10 Km., frente a los 2.5 Km. que proporcionan las estaciones totales convencionales de alta gama.
- Se puede trabajar sorteando obstáculos sin necesidad de establecer nuevas estaciones o puntos destacados.
- Disminuye el tiempo de trabajo necesario, ya que desaparecen algunas operaciones:
- No es necesario realizar punterías.
- No es necesario comunicarse con el operario situado en el punto o la estación, ya que éste no existe.
- No hay que realizar cambios de estación contínuamente.
- No es necesario realizar comprobaciones contínuas cada vez que estacionamos.
- Disminuye el número de errores o equivocaciones producidas por la intervención humana.
En general todo ello se resume en un mayor aprovechamiento del tiempo y recursos humanos que llevarán al usuario a un aumento de productividad, mejora de calidad de trabajo y en definitiva un crecimiento en sus beneficios económicos.
Estación Total GPS de TRIMPLE.
Actualmente la inmensa mayoría de los topógrafos emplean en sus trabajos Estaciones Totales, las cuales les permiten gracias a la medida de ángulos y distancias realizar cualquier tipo de trabajo topográfico: levantamientos, replanteos, alineaciones, nivelaciones, etc.
Existen equipos GPS topográficos que permiten realizar también todas estas operaciones. Por ello TRIMBLE ha decidido denominar a estos equipos Estación Total GPS. A continuación procederemos a detallar las capacidades y cualidades de estos equipos.
¿Qué es una estación?
Como hemos mencionado es un equipo GPS que permite a los topógrafos realizar muchas funciones topográficas esenciales y disfrutar de las ventajas que les proporciona el sistema GPS.
Realmente está compuesta por receptores GPS. No es, como mucha gente puede pensar, una estación total convencional a la que se le ha acoplado un receptor GPS.
¿En qué trabajos se puede emplear?
Con una Estación Total GPS se pueden realizar levantamientos, replanteos y trabajos de apoyo a control. Por ello son especialmente útiles para los trabajos de obra, donde todos estos trabajos se realizan a diario.
Sólo existen dos limitaciones a estos sistemas: no funcionan en interiores ni debajo de una cobertura de árboles muy densa. Por ello no se deben considerar como sustitutas de las Estaciones Totales convencionales.
¿Qué precisión proporcionan?
Las estaciones Totales GPS de TRIMBLE están formadas por receptores GPS capaces de proporcionar precisiones centimétricas llegando a 1 cm. En cualquier tipo de trabajo (levantamiento, replanteo, etc.). Con este tipo de precisiones es más fácil, si cabe, asemejar sus prestaciones a las de las Estaciones Totales Convencionales.
¿Cuándo puede aumentar la productividad de nuestro trabajo?
Realmente no sería serio marcar una cifra concreta de aumento de productividad, ya que esto dependerá siempre del proyecto o trabajo en cuestión y de los métodos y medios con que comparemos esta tecnología.
Sin embargo, y basándose en resultados reales de usuarios de Estaciones Totales GPS es corriente disfrutar de una ganancia de productividad del 100% o superior, sobre los métodos tradicionales.
Hay ciertos trabajos para los que las Estaciones Totales GPS son particularmente buenas como aquellos en los que la intervisibilidad sea un problema: terrenos ondulados, grandes montañas de material, grandes equipos, maquinarias, problemas con polvo, viento o calima causados por el calor, etc.
Existiría un importante ahorro de costos al poder trabajar varias unidades móviles con una sóla unidad de referencia (en un radio de trabajo de unos 10 Km.).
Se pueden realizar levantamientos topográficos o adquisición de datos altimétricos empleando vehículos en movimiento, con lo que se agilizarían un gran número de trabajos (por ejemplo se podría obtener el perfil de una carretera sin más que recorrerla con el vehículo).
Además de poder trabajar bajo condiciones climatológicas adversas, es posible tambien hacerlo de noche si eñ trabajo así lo requiere.
No poseen sistemas ópticos ni mecanismos de alineación delicados que necesiten ajustes o sean frágiles, con lo que el coste de mantenimiento se reduciría.
Para manejar una Estación Total GPS sólo es necesario un operador y además no es necesario que este sea muy experimentado, mejorando de esta manera el aprovechamiento de los recursos humanos de nuestra empresa.
¿Cómo funcionan las Estaciones Totales GPS?
Las Estaciones Totales GPS están basadas en tecnología punta: el GPS y la transmisión de datos por medio de sistemas de comunicación de radio.
Hasta hace poco, la única manera de conseguir precisión centrimétrica era tomando datos durante un tiempo determinado y posteriormente posprocesarlos. Sin embargo, actualmente podemos conseguir estas precisiones instantáneamente, es decir en el mismo campo (lo que denomina –Tiempo Real-).
Uno de los receptores (denominado –base-) se coloca en un punto fijo; este receptor base realizará las oportunas operaciones y enviará una serie de datos al otro receptor (denominado –móvil-), que empleará para conseguir obtener posiciones con altas precisiones de manera instantánea.
¿Qué otras posibilidades ofrecen las Estaciones Totales GPS TRIMBLE?
Quizá la pregunta debería de ser ¿qué podemos hacer una vez obtenidos nuestros datos en el campo?. Las Estaciones Totales GPS tienen la capacidad de almacenar los datos que tomamos en campo. Es evidente la necesidad de ello cuando realizamos un trabajo de control o un levantamiento topográfico; quizá no lo sea tanto en el caso de los replanteos, pero igualmente podemos almacenar la posición que acabamos de replantear para poder compararla con la real.
Todos estos datos que hemos almacenado podremos descargarlos en un ordenador de manera muy sencilla, como podemos hacerlo con una Estación Total convencional (con memoria interna) o los colectores de datos de éstas. Incluso, gracias a los paquetes lógicos que ofrece TRIMBLE, es posible la transformación de coordenadas a distintas proyecciones, crear un sistema de codificación utilizable en campo, generar mapas, planos, dibujos o informes y transformar nuestro archivo de datos en un archivo propio de sistemas de diseño asistido por ordenador (ASCII, DXF, etc.).
¿Dónde y cómo conseguir una Estación Total GPS de TRIMBLE?
Nada más sencillo. Sólo necesita realizar una llamada de teléfono a Isidoro Sánchez, S.A. (Distribuidor General para España de TRIMBLE). Nuestro equipo comercial le proporcionará toda la información que necesite así como una demostración práctica de los equipos.
¿Es necesario realizar una gran inversión?
La inversión realizada en una Estación Total GPS de TRIMBLE es, con toda seguridad, mínima en comparación con los beneficios que nos proporcionaran gracias a sus altas prestaciones.
Hoy en día existen opciones financieras realmente diferentes para la adquisición de este tipo de equipos de modo que resulte altamente beneficioso para las empresas adquirientes. También es cada vez más habitual que las empresas interesados en estos instrumentos opten por por alquilarlos, en lugar de comprarlos.
En Isidoro Sánchez, S.A. contamos con una de estas opciones que denominamos ISSA STAR, y representa lo que en términos financieros se conoce por el nombre de –renting-. Si su empresa está interesada en incorporar la tecnología GPS a su trabajo diario, le aconsejamos esta opción y por ello a continuación le ofrecemos un presupuesto acompañado de las propiedades de este sistema financiero.
CONCEPTO
La representación de objetos a su tamaño natural no es posible cuando éstos son muy grandes o cuando son muy pequeños. En el primer caso, porque requerirían formatos de dimensiones poco manejables y en el segundo, porque faltaría claridad en la definición de los mismos. Esta problemática la resuelve la ESCALA, aplicando la ampliación o reducción necesarias en cada caso para que los objetos queden claramente representados en el plano del dibujo. Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real, esto es:
E = dibujo / realidad
Si el numerador de esta fracción es mayor que el denominador, se trata de una escala de ampliación, y será de reducción en caso contrario. La escala 1:1 corresponde a un objeto dibujado a su tamaño real (escala natural).
ESCALA Gráfica Basado en el Teorema de Thales se utiliza un sencillo método gráfico para aplicar una escala.
Véase, por ejemplo, el caso para E 3:5
1º) Con origen en un punto O arbitrario se trazan dos rectas r y s formando un ángulo cualquiera.
2º) Sobre la recta r se sitúa el denominador de la escala (5 en este caso) y sobre la recta s el numerador (3 en este caso). Los extremos de dichos segmentos son A y B.
3º) Cualquier dimensión real situada sobre r será convertida en la del dibujo mediante una simple paralela a AB.
ESCALAS NORMALIZADAS Aunque, en teoría, sea posible aplicar cualquier valor de escala, en la práctica se recomienda el uso de ciertos valores normalizados con objeto de facilitar la lectura de dimensiones mediante el uso de reglas o escalímetro.
Estos valores son: Ampliación: 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1... Reducción: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50... No obstante, en casos especiales (particularmente en construcción) se emplean ciertas escalas intermedias tales como:
1:25, 1:30, 1:40,
EJEMPLOS PRÁCTICOS
EJEMPLO 1
Se desea representar en un formato A3 la planta de un edificio de 60 x 30 metros. La escala más conveniente para este caso sería 1:200 que proporcionaría unas dimensiones de 30 x 15 cm, muy adecuadas al tamaño del formato.
EJEMPLO 2:
Se desea representar en un formato A4 una pieza de reloj de dimensiones 2 x 1 mm. La escala adecuada sería 10:1
EJEMPLO 3:
Sobre una carta marina a E 1:50000 se mide una distancia de 7,5 cm entre dos islotes, ¿qué distancia real hay entre ambos?
Se resuelve con una sencilla regla de tres:
si 1 cm del dibujo son 50000 cm reales
7,5 cm del dibujo serán X cm reales
X = 7,5 x 50000 / 1 ... y esto da como resultado 375.000 cm, que equivalen a 3,75 km.
USO DEL ESCALÍMETRO La forma más habitual del escalímetro es la de una regla de 30 cm de longitud, con sección estrellada de 6 facetas o caras. Cada una de estas facetas va graduada con escalas diferentes, que habitualmente son: 1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400, 1:500 Estas escalas son válidas igualmente para valores que resulten de multiplicarlas o dividirlas por 10, así por ejemplo, la escala 1:300 es utilizable en planos a escala 1:30 ó 1:3000, etc.
Ejemplos de utilización:
1º) Para un plano a E 1:250, se aplicará directamente la escala 1:250 del escalímetro y las indicaciones numéricas que en él se leen son los metros reales que representa el dibujo.
2º) En el caso de un plano a E 1:5000; se aplicará la escala 1:500 y habrá que multiplicar por 10 la lectura del escalímetro. Por ejemplo, si una dimensión del plano posee 27 unidades en el escalímetro, en realidad estamos midiendo 270 m.
Por supuesto, la escala 1:100 es también la escala 1:1, que se emplea normalmente como regla graduada en cm.
La Herramienta del Presente.
Durante la última década el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) ha sido el avance tecnológico más importante en el mundo de la Topografía, pasando de ser un sistema relegado a la Geodesia a convertirse en una potentísima herramienta para trabajos Topográficos y Cartográficos.
Sin embargo, posiblemente por la "juventud" de esta tecnología tan novedosa, aún se crean algunas dudas en los usuarios respecto a su funcionamiento, productividad, ventajas, etc. aplicado a sus trabajos diarios. Por ello a continuación y de la forma más sencilla posible, vamos a intentar solventar las dudas más comunes que con toda seguridad han provocado en muchos usuarios que no se hayan atrevido a integrar esta nueva tecnología en su trabajo. De esta manera queremos ayudarles a incorporarse a la gran familia de usuarios de equipos GPS que, gracias a éstos, ya están incrementando su productividad, calidad de trabajo y, en definitiva, sus beneficios.
¿Qué es el G.P.S.?
El significado de las siglas G.P.S..(Global Positioning System) es Sistema de Posicionamiento Global, y no es ni más ni menos que eso: un sistema de referencia universal para las coordenadas espaciales de cualquier punto.
¿Cómo Podemos Obtener la Posición Espacial de un Punto en el S
istema GPS?
El establecimiento de un sistema de referencia universal se apoya en la existencia de satélites artificiales orbitando alrededor de la Tierra. Actualmente existen 24 satélites dedicados a este trabajo.
Como se conoce perfectamente la posición instantánea de todos estos satélites gracias al exhaustivo control que existe de los mismos por parte de las estaciones de seguimiento pertenecientes a los Organismos Espaciales correspondientes, es muy sencillo poder calcular la posición de cualquier punto a partir de éstos mediante simples cálculos de geometría.
Esto se reduce a la realización de una sencilla Intersección Múltiple de rectas, calculando así el punto de intersección. Este punto de intersección sería el punto del que queremos conocer la posición, y las rectas unirían éste con los satélites correspondientes (de los que conocemos su posición).
Intersección Múltiple de Rectas.
Esta será la misión que van a cumplir los receptores GPS. Éstos recibirán de cada satélite la información de su posición y la distancia a la que se encuentran; con estos datos realizará los cálculos de intersección para darnos la posición del punto.
¿Todos los Receptores GPS son Iguales?
No todos son iguales. Según el tipo de trabajo en que los usemos tendremos diferentes necesidades en cuanto a sus prestaciones, pero vamos a fijar por ejemplo el criterio de la precisión con la que nos dan las coordenadas de los puntos:
- De Navegación: proporcionan precisiones de 50 m. a 100 m., lo cual puede ser suficiente para excursionistas, barcos, aviones y otros vehículos.
- Cartográficos o Geográficos: proporcionan precisiones mayores que los de navegación: entre 5 m. y 10 cm.. Éstos son útiles para realización de cartografía a escalas de alto denominador, actualización cartográfica y otros trabajos en que estas precisiones sean suficiente.
- Topográficos y Geodésicos: proporcionan las más altas precisiones: entre 10 cm. y 5 mm.. Son los que se emplean en cualquier trabajo topográfico, cartografía a escalas de bajo denominador y trabajos geodésicos.
¿Es Realmente Fiable el Sistema GPS?
Absolutamente fiable. Por regla general, para la gente que conoce la topografía le resulta sencillo entender el trabajo que se realiza con un taquímetro o estación total; nos resulta algo más o menos tangible debido al simple hecho de mirar por un anteojo a un punto. Sin embargo el hecho de no poder "ver" cómo llega la información de los satélites al receptor GPS, nos vuelve más excépticos y desconfiados.
Es importante hacer un pequeño esfuerzo en comprender que la manera de recibir esa información es totalmente segura, como lo es la visual de un taquímetro o la medición de distancia de la Estación Total aunque en este caso no podamos ver el "prisma ". ¿Acaso dudamos de la fiabilidad de los satélites que nos permiten ver canales de televisión de otros países, utilizar teléfonos móviles o incluso conocer el tiempo meteorológico?.
¿Es Complicado Usar un Receptor GPS?
En absoluto. No es complicado manejarlo y es muy sencillo de aprender. En muchos casos es incluso más sencillo de usar que algunos instrumentos clásicos que empleamos en Topografía.
En ocasiones nos parece complicado este tema por todos los conceptos teóricos que escuchamos y desconocemos su significado: "portadora de fase", "código pseudoaleatorio", "frecuencias", "geometría de los satélites", etc.. Pero para trabajar con estos equipos no es ni mucho menos imprescindible conocer todo eso, igual que en general no nos preocupamos, en el caso de las Estaciones Totales convencionales, de la teoría del funcionamiento de las mismas. Lo que nos importa es que funcione bien y nos proporcione las herramientas necesarias para realizar nuestro trabajo correctamente.
¿Sustituye el GPS a la Estaciones Totales?
No es necesariamente un sustituto de las Estaciones Totales convencionales, ya que cada sistema tiene sus limitaciones y sus aplicaciones. Es una herramienta más de trabajo. Bien es cierto que los GPS Topográficos pueden realizar los mismos trabajos que las Estaciones Totales convencionales, pero cada uno tendrá su sitio y su misión. Es el usuario el que elegirá trabajar con uno u otro según el tipo y condiciones del trabajo que tenga que desarrollar.
¿Cuál es la Precisión Real de los GPS?
El sistema GPS fue creado por el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos por un motivo obvio: poder situar cualquier elemento militar en cualquier parte del mundo siempre referido a un mismo sistema universal.
Posteriormente esta tecnología se aprovechó en el mundo de la Geodesia para poder unir de manera sencilla los sistemas de referencia locales de los distintos países y continentes. Y gracias a la iniciativa de investigación de grandes empresas como TRIMBLE se fue consiguiendo mejorar el sistema para su aplicación en la Topografía general.
Para evitar que pudiera usarse esta tecnología en su contra, el Ministerio de Defensa Norteamericano decidió codificar la información de los satélites de modo que mediante el empleo de un único receptor GPS (no militar) no se consiguiera alcanzar una precisión en la posición obtenida mejor que 50 a 100 m.
Esta será la precisión que pueden obtener los GPS de navegación, no siendo necesario más que un receptor para ello.
Sin embargo, empleando un método de trabajo denominado diferencial o relativo en el que intervendrían dos receptores es posible mejorar la precisión obtenida hasta los 5 mm. De este modo es como se trabaja con los equipos GPS de carácter topográfico.
¿Cómo es el Error que Puede Producirse con un GPS?
Cuando hablamos de la precisión en la determinación de la posición de un punto, estamos refiriéndonos al error que se puede cometer en ello.
Es importante saber que en cualquier caso este error suele definirse como un círculo. Es decir que la posición "verdadera" del punto se encontrará dentro de un círculo de radio el máximo error. Por ejemplo, si la precisión ( o el error ) fuera de 1 cm., la verdadera posición del punto estaría dentro de un círculo de radio 1 cm.
¿Qué Ventajas Proporciona el Trabajo con GPS?
Las ventajas de los trabajos con GPS aumentan día a día conforme mejoran los instrumentos. Sin embargo podemos citar unas cuantas ventajas frente a los trabajos realizados mediante instrumentos y métodos clásicos.
- Las condiciones meteorológicas adversas no son obstáculo para trabajar con GPS, ya sea niebla, lluvia, calima, polvo o nieve.
- No es necesario que el operador tenga que ver el blanco o la estación, según dónde se encuentre: la intervisibilidad entre estación y punto medido no es necesaria.
- Una sola persona puede realizar el trabajo. No es necesario que haya una persona en la estación y otra en el punto medido.
- La precisión de los trabajos es más homogénea, ya que el error el único en cada punto: no se van acumulando en un itinerario o radiación.
- Se puede trabajar con un equipo en un radio aproximado de
unos 10 Km., frente a los 2.5 Km. que proporcionan las estaciones totales convencionales de alta gama.
- Se puede trabajar sorteando obstáculos sin necesidad de establecer nuevas estaciones o puntos destacados.
- Disminuye el tiempo de trabajo necesario, ya que desaparecen algunas operaciones:
- No es necesario realizar punterías.
- No es necesario comunicarse con el operario situado en el punto o la estación, ya que éste no existe.
- No hay que realizar cambios de estación contínuamente.
- No es necesario realizar comprobaciones contínuas cada vez que estacionamos.
- Disminuye el número de errores o equivocaciones producidas por la intervención humana.
En general todo ello se resume en un mayor aprovechamiento del tiempo y recursos humanos que llevarán al usuario a un aumento de productividad, mejora de calidad de trabajo y en definitiva un crecimiento en sus beneficios económicos.
Estación Total GPS de TRIMPLE.
Actualmente la inmensa mayoría de los topógrafos emplean en sus trabajos Estaciones Totales, las cuales les permiten gracias a la medida de ángulos y distancias realizar cualquier tipo de trabajo topográfico: levantamientos, replanteos, alineaciones, nivelaciones, etc.
Existen equipos GPS topográficos que permiten realizar también todas estas operaciones. Por ello TRIMBLE ha decidido denominar a estos equipos Estación Total GPS. A continuación procederemos a detallar las capacidades y cualidades de estos equipos.
¿Qué es una estación?
Como hemos mencionado es un equipo GPS que permite a los topógrafos realizar muchas funciones topográficas esenciales y disfrutar de las ventajas que les proporciona el sistema GPS.
Realmente está compuesta por receptores GPS. No es, como mucha gente puede pensar, una estación total convencional a la que se le ha acoplado un receptor GPS.
¿En qué trabajos se puede emplear?
Con una Estación Total GPS se pueden realizar levantamientos, replanteos y trabajos de apoyo a control. Por ello son especialmente útiles para los trabajos de obra, donde todos estos trabajos se realizan a diario.
Sólo existen dos limitaciones a estos sistemas: no funcionan en interiores ni debajo de una cobertura de árboles muy densa. Por ello no se deben considerar como sustitutas de las Estaciones Totales convencionales.
¿Qué precisión proporcionan?
Las estaciones Totales GPS de TRIMBLE están formadas por receptores GPS capaces de proporcionar precisiones centimétricas llegando a 1 cm. En cualquier tipo de trabajo (levantamiento, replanteo, etc.). Con este tipo de precisiones es más fácil, si cabe, asemejar sus prestaciones a las de las Estaciones Totales Convencionales.
¿Cuándo puede aumentar la productividad de nuestro trabajo?
Realmente no sería serio marcar una cifra concreta de aumento de productividad, ya que esto dependerá siempre del proyecto o trabajo en cuestión y de los métodos y medios con que comparemos esta tecnología.
Sin embargo, y basándose en resultados reales de usuarios de Estaciones Totales GPS es corriente disfrutar de una ganancia de productividad del 100% o superior, sobre los métodos tradicionales.
Hay ciertos trabajos para los que las Estaciones Totales GPS son particularmente buenas como aquellos en los que la intervisibilidad sea un problema: terrenos ondulados, grandes montañas de material, grandes equipos, maquinarias, problemas con polvo, viento o calima causados por el calor, etc.
Existiría un importante ahorro de costos al poder trabajar varias unidades móviles con una sóla unidad de referencia (en un radio de trabajo de unos 10 Km.).
Se pueden realizar levantamientos topográficos o adquisición de datos altimétricos empleando vehículos en movimiento, con lo que se agilizarían un gran número de trabajos (por ejemplo se podría obtener el perfil de una carretera sin más que recorrerla con el vehículo).
Además de poder trabajar bajo condiciones climatológicas adversas, es posible tambien hacerlo de noche si eñ trabajo así lo requiere.
No poseen sistemas ópticos ni mecanismos de alineación delicados que necesiten ajustes o sean frágiles, con lo que el coste de mantenimiento se reduciría.
Para manejar una Estación Total GPS sólo es necesario un operador y además no es necesario que este sea muy experimentado, mejorando de esta manera el aprovechamiento de los recursos humanos de nuestra empresa.
¿Cómo funcionan las Estaciones Totales GPS?
Las Estaciones Totales GPS están basadas en tecnología punta: el GPS y la transmisión de datos por medio de sistemas de comunicación de radio.
Hasta hace poco, la única manera de conseguir precisión centrimétrica era tomando datos durante un tiempo determinado y posteriormente posprocesarlos. Sin embargo, actualmente podemos conseguir estas precisiones instantáneamente, es decir en el mismo campo (lo que denomina –Tiempo Real-).
Uno de los receptores (denominado –base-) se coloca en un punto fijo; este receptor base realizará las oportunas operaciones y enviará una serie de datos al otro receptor (denominado –móvil-), que empleará para conseguir obtener posiciones con altas precisiones de manera instantánea.
¿Qué otras posibilidades ofrecen las Estaciones Totales GPS TRIMBLE?
Quizá la pregunta debería de ser ¿qué podemos hacer una vez obtenidos nuestros datos en el campo?. Las Estaciones Totales GPS tienen la capacidad de almacenar los datos que tomamos en campo. Es evidente la necesidad de ello cuando realizamos un trabajo de control o un levantamiento topográfico; quizá no lo sea tanto en el caso de los replanteos, pero igualmente podemos almacenar la posición que acabamos de replantear para poder compararla con la real.
Todos estos datos que hemos almacenado podremos descargarlos en un ordenador de manera muy sencilla, como podemos hacerlo con una Estación Total convencional (con memoria interna) o los colectores de datos de éstas. Incluso, gracias a los paquetes lógicos que ofrece TRIMBLE, es posible la transformación de coordenadas a distintas proyecciones, crear un sistema de codificación utilizable en campo, generar mapas, planos, dibujos o informes y transformar nuestro archivo de datos en un archivo propio de sistemas de diseño asistido por ordenador (ASCII, DXF, etc.).
¿Dónde y cómo conseguir una Estación Total GPS de TRIMBLE?
Nada más sencillo. Sólo necesita realizar una llamada de teléfono a Isidoro Sánchez, S.A. (Distribuidor General para España de TRIMBLE). Nuestro equipo comercial le proporcionará toda la información que necesite así como una demostración práctica de los equipos.
¿Es necesario realizar una gran inversión?
La inversión realizada en una Estación Total GPS de TRIMBLE es, con toda seguridad, mínima en comparación con los beneficios que nos proporcionaran gracias a sus altas prestaciones.
Hoy en día existen opciones financieras realmente diferentes para la adquisición de este tipo de equipos de modo que resulte altamente beneficioso para las empresas adquirientes. También es cada vez más habitual que las empresas interesados en estos instrumentos opten por por alquilarlos, en lugar de comprarlos.
En Isidoro Sánchez, S.A. contamos con una de estas opciones que denominamos ISSA STAR, y representa lo que en términos financieros se conoce por el nombre de –renting-. Si su empresa está interesada en incorporar la tecnología GPS a su trabajo diario, le aconsejamos esta opción y por ello a continuación le ofrecemos un presupuesto acompañado de las propiedades de este sistema financiero.
CONCEPTO
La representación de objetos a su tamaño natural no es posible cuando éstos son muy grandes o cuando son muy pequeños. En el primer caso, porque requerirían formatos de dimensiones poco manejables y en el segundo, porque faltaría claridad en la definición de los mismos. Esta problemática la resuelve la ESCALA, aplicando la ampliación o reducción necesarias en cada caso para que los objetos queden claramente representados en el plano del dibujo. Se define la ESCALA como la relación entre la dimensión dibujada respecto de su dimensión real, esto es:
E = dibujo / realidad
Si el numerador de esta fracción es mayor que el denominador, se trata de una escala de ampliación, y será de reducción en caso contrario. La escala 1:1 corresponde a un objeto dibujado a su tamaño real (escala natural).
ESCALA Gráfica Basado en el Teorema de Thales se utiliza un sencillo método gráfico para aplicar una escala.
Véase, por ejemplo, el caso para E 3:5
1º) Con origen en un punto O arbitrario se trazan dos rectas r y s formando un ángulo cualquiera.
2º) Sobre la recta r se sitúa el denominador de la escala (5 en este caso) y sobre la recta s el numerador (3 en este caso). Los extremos de dichos segmentos son A y B.
3º) Cualquier dimensión real situada sobre r será convertida en la del dibujo mediante una simple paralela a AB.
ESCALAS NORMALIZADAS Aunque, en teoría, sea posible aplicar cualquier valor de escala, en la práctica se recomienda el uso de ciertos valores normalizados con objeto de facilitar la lectura de dimensiones mediante el uso de reglas o escalímetro.
Estos valores son: Ampliación: 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1... Reducción: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50... No obstante, en casos especiales (particularmente en construcción) se emplean ciertas escalas intermedias tales como:
1:25, 1:30, 1:40,
EJEMPLOS PRÁCTICOS
EJEMPLO 1
Se desea representar en un formato A3 la planta de un edificio de 60 x 30 metros. La escala más conveniente para este caso sería 1:200 que proporcionaría unas dimensiones de 30 x 15 cm, muy adecuadas al tamaño del formato.
EJEMPLO 2:
Se desea representar en un formato A4 una pieza de reloj de dimensiones 2 x 1 mm. La escala adecuada sería 10:1
EJEMPLO 3:
Sobre una carta marina a E 1:50000 se mide una distancia de 7,5 cm entre dos islotes, ¿qué distancia real hay entre ambos?
Se resuelve con una sencilla regla de tres:
si 1 cm del dibujo son 50000 cm reales
7,5 cm del dibujo serán X cm reales
X = 7,5 x 50000 / 1 ... y esto da como resultado 375.000 cm, que equivalen a 3,75 km.
USO DEL ESCALÍMETRO La forma más habitual del escalímetro es la de una regla de 30 cm de longitud, con sección estrellada de 6 facetas o caras. Cada una de estas facetas va graduada con escalas diferentes, que habitualmente son: 1:100, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400, 1:500 Estas escalas son válidas igualmente para valores que resulten de multiplicarlas o dividirlas por 10, así por ejemplo, la escala 1:300 es utilizable en planos a escala 1:30 ó 1:3000, etc.
Ejemplos de utilización:
1º) Para un plano a E 1:250, se aplicará directamente la escala 1:250 del escalímetro y las indicaciones numéricas que en él se leen son los metros reales que representa el dibujo.
2º) En el caso de un plano a E 1:5000; se aplicará la escala 1:500 y habrá que multiplicar por 10 la lectura del escalímetro. Por ejemplo, si una dimensión del plano posee 27 unidades en el escalímetro, en realidad estamos midiendo 270 m.
Por supuesto, la escala 1:100 es también la escala 1:1, que se emplea normalmente como regla graduada en cm.
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