Choosing between set-theoretic and regression techniques

Se denominan distanciómetros a los instrumentos que miden distancias por procedimientos electrónicos. La medida electrónica de distancias está basada en las propiedades de una onda electromagnética propagada en el aire y en la mediación de su fase, utilizándose ondas de diversa naturaleza, los distanciómetros que emplean ondas luminosas se denominan distanciómetros electro-ópticos.

Figura 6.19: Distanciómetro, distanciómetro montado sobre un teodolito, prisma reflector y componentes.

El fundamento del distanciómetro electro-óptico está basado en una fuente emisora que genera un rayo de luz, infrarrojo o láser emitido en el rango visible habitualmente. El rayo se dirige a un retroreflector situado en el punto extremo que se ha de medir, rebotando el rayo y regresando al instrumento. Como la luz necesita un determinado tiempo para alcanzar el reflector o retroreflector y regresar, ocurre un desplazamiento de fase entre el rayo emergente y el reflejado, que es directamente proporcional a la distancia recorrida por el rayo de luz. El instrumento está dotado de un micro procesador que mide el desplazamiento de fase, calcula la distancia equivalente, la modifica en función de los

factores atmosféricos y le muestra en la pantalla en forma de valor numérico, distancia que lógicamente es la distancia geométrica.

Los distanciómetros que se emplean habitualmente en topografía, son como hemos dicho del tipo electro-óptico, y consisten en una pequeña carcasa en la que se aloja una batería y el microprocesador así como el sistema emisor-receptor de la señal luminosa. Tienen también un anteojo visor, cuyo objetivo sirve a su vez para la emisión y recepción de las ondas, un teclado con funciones diversas así como una pantalla en la que se muestran las lecturas de forma digital.

Normalmente el distanciómetro se acopla en un taquímetro de forma que el eje de colimación de éste y el rayo luminoso de aquél estén en el mismo plano vertical, Figura 6.19.

Los retrorreflectores que se emplean en topografía son prismas pentagonales de reflexión total. Se puede utilizar un solo prisma montado sobre un jalón provisto de nivel esférico, o una serie de prismas montados sobre trípodes con plataformas nivelantes. Los prismas suelen ir montados en conjunto con una placa de puntería con el fin facilitar la colimación del taquímetro. La separación vertical entre los centros de la placa y del prisma debe ser la misma que la existente entre los centros del anteojo y del distanciómetro.

6.10. El GPS.

Como alternativa al sistema Doppler, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, desarrolló desde 1973 el sistema de satélites NAVSTAR (Navigation Satelite Timming and Ranging) para hacer más precisa la navegación en tierra, mar o aire, con cualquier circunstancia meteorológica. El sistema se llamó GPS (Global Positioning System) y se lanzó el primer satélite el 22 de febrero de 1978. Con un total de 24 satélites (3 de ellos de reserva), el sistema GPS es algo más que una ayuda a la navegación, ya que, incluso fuera del ámbito de defensa, tiene múltiples aplicaciones.

El sistema se basa en la medición de una distancia desde cada uno de los satélites hasta un receptor, esa distancia es la posición de todos los puntos en una superficie esférica con centro en el satélite, la intersección de tres esferas, es decir, tres distancias a otros tantos satélites, nos da un punto, que es la posición del receptor.

Además del sistema GPS, existe otro sistema de posicionamiento denominado GLONASS (ГЛОНАСС: Глобальная Навигационная Спутниковая Система), y que está administrado por la Federación Rusa, cuyo primer satélite se lanzó en 1982. El sistema GPS utiliza el dátum WGS-84 y el sistema GLONASS el PZ- 90, ambos sistemas son independientes y autónomos, aunque pueden ser utilizados en combinación. Según los datos conocidos, la precisión de GLONASS es mayor que la de GPS, aunque el sistema GPS es de uso actualmente extendido en todo el mundo. Otros términos relacionados son: WAAS (Wide Area Augmentation System) que es un sistema para mejorar la precisión del sistema GPS, funciona solo para Estados Unidos, Alaska, Canadá México; (GALILEO) Sistema de satélites de la comunidad Europea para intereses no militares o de iniciativa privada, cuya entrada en servicio estaba prevista para 2008; y EGNOS, el sistema equivalente a WAAS en Europa.

Figura 6.20. GPS Topográfico.

Basados en el sistema GPS, existe receptores topográficos que determinan la posición de un punto, y que con adecuadas técnicas de medición, pueden hacer que la precisión no muy alta –entre 1 m y 10 m– del sistema aumente hasta parámetros aceptables para ciertos tipos de trabajos.

El sistema GPS topográfico se compone de la antena y del receptor, necesitando al menos dos antenas, Existen GPS de una banda (L1) y de dos bandas (L1, L2), la diferencia es que para los

GPS de una banda se garantiza la precisión milimétrica para distancias menores a 40km entre antenas, en los GPS de dos bandas es de hasta 300km, si bien se pueden realizar mediciones a distancias mayores, ya no se garantiza la precisión de las lecturas. Los GPS de dos bandas incorporan el sistema de medición denominado RTK (Real Time Kinematic), que permiten obtener los datos de medición directamente en el campo. El GPS no reemplaza a la estación total, en la mayoría de los casos se complementan. Es en levantamientos de gran extensión donde el GPS resulta particularmente practico, ya que no requiere una línea de vista entre una antena y otra, además de tener el GPS la gran desventaja de trabajar sólo a cielo abierto, siendo un poco problemático incluso cuando la vegetación es alta y densa, pero por ejemplo una selva o bosque se abre un claro de unos 5 metros y se hace la medición con la antena, en lugar de abrir una brecha para tener visual entre la estación total y el prisma. Así mismo es común hacer el levantamiento de dos puntos con GPS (línea de control) y posteriormente usar la estación y en lugar de introducir coordenadas arbitrarias introducimos coordenadas geográficas, y todo lo que se levante con la estación estará georreferenciado.

6.11. La brújula.

No es un instrumento específico de la topografía, aunque forme parte de algunos aparatos, sin embargo, nos parece significativo conocerlo y saber manejarlo, puesto que es un instrumento verdaderamente sencillo y fiable, no dependiendo de baterías o agentes externos, a excepción del campo magnético de la tierra, naturalmente.

El invento de la brújula es universalmente atribuido China, datando los registros más antiguos del s. III a. C. Su nombre deriva de “buxus” o boj, madera con la que se fabricaban tradicionalmente. Existen distintos tipos de brújulas actualmente, en función de los elementos que llevan incorporados, así como la zona terrestre para la que están calibradas, en función de la declinación magnética, existen cinco zonas, estando España en la zona 1. Como sabemos, la declinación magnética es el ángulo que forma en un punto la dirección Norte magnético con la dirección norte geográfico, conociéndola podremos orientarnos con la brújula no sólo con respecto al norte magnético.

Asimismo, aunque hay muchos tipos de brújulas hoy día, existen fundamentalmente dos: la brújula cartográfica y la brújula tradicional. La brújula cartográfica es la que comúnmente está construida en un material transparente para colocarla sobre un mapa, su limbo es giratorio y su construcción facilita las tareas de manejo sobre un mapa, en algunos casos incorporan un espejo para leer el limbo con la brújula en alto. La brújula tradicional es la que está construida con una caja metálica redonda, cuya tapa dispone de una ventana alargada con un filamento, dispuesta en alidada con otra pieza abatible en el lado contrario, para facilitar la visualización de alineaciones. La tapa de vidrio, que es giratoria, tiene un índice para su utilización. Asimismo, el ocular de la alidada tiene una pequeña lente que permite leer en el limbo de la brújula con más facilidad, sin tener que moverla constantemente, esta lente, es la que le da nombre en inglés:

lensatic compass, que algunos quieren traducir al castellano

como brújula lensática, no existiendo realmente este término, aunque podamos leerlo en algún manual.

Para marcar una orientación con una brújula y un mapa, se procede como se explica a continuación:

• Se traza sobre el plano la alineación (AB), suponiendo el punto (A) el lugar donde nos encontramos y el punto (B) un punto dado por coordenadas, como resultado de un rumbo o bien como la identificación de un elemento concreto sobre el mapa.

• Se coloca la brújula sobre el plano, orientada según el eje que define la alidada en la orientación (AB), Figura 6.21.

Figura 6.21.

• Hacer girar la parte móvil del la brújula de forma que coincida el índice con el norte magnético del mapa.

• Con la brújula a la altura de la cintura, nos movemos para orientarnos junto con la brújula, hasta que el índice esté sobre la dirección norte de la aguja de la brújula, tal como muestra la Figura 6.22. Esta es la posición natural para observar la brújula, y debe estar paralela al suelo, a veces es conveniente dar unos ligerísimos toques para comprobar que la aguja tiene el giro libre, ya que el movimiento que tiene dentro de la caja es muy sutil

Figura 6.22.

• Sin perder la orientación, subimos la brújula a la altura de la vista, y mediante la alidada buscamos un punto, o varios, del terreno que podamos identificar claramente y que esté en la alineación de la visual.

• Si debemos seguir esta alineación caminando o por cualquier otro medio, debemos memorizar los puntos visualizados, o incluso marcarlos en el mapa.

Para orientarnos, es decir, para situar nuestra posición en un mapa, seguiremos los mismos pasos, pero en orden inverso: primero visualizar una orientación mirando un punto en el terreno que podamos identifica en el mapa, después colocar el índice de la brújula coincidente con el norte magnético, tras eso, colocar la brújula sobre el plano orientada en este y así trazaremos la alineación entre nuestra posición, desconocida hasta ahora, y el punto visualizado; si hacemos esto dos veces, la intersección de las dos alineaciones nos da nuestra posición en el plano.