Esta obra nace con la voluntad de responder al reto que significa presentar de un modo sencillo y ameno la asignatura de INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS a
estudiantes de ingeniería, sin conocimientos previos de topografía ni de electrónica. El objetivo que el curso se propone alcanzar, consiste en dotar a los alumnos de sólidos conocimientos en una materia que es tan amplia y al mismo tiempo tan importante y fundamental para su futuro profesional. Deseo que este libro contribuya eficazmente facilitándoles la comprensión y aprendizaje de los temas propuestos.
En la primera parte se introduce al estudiante en los antecedentes históricos y conceptos básicos de la topografía y de la geodesia, así como nociones de la teoría de errores. En los capítulos siguientes se estudian con gran profundidad y detalle los Instrumentos óptico-mecánicos, de modo que el estudiante asimile su 'filosofía de funcionamiento', adquiera destrezas y tal grado de conocimiento de los mismos que le permitan sacar de ellos el máximo rendimiento y precisión en la observación de ángulos, distancias y diferencias de nivel.
Se presenta a continuación el láser y su aplicación en los instrumentos electrónicos utilizados en la medida electrónica de ángulos, distancias y nivelación de terrenos necesarios para el levantamiento de planos y replanteo de obras. Por último se introduce al estudiante en el estudio del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) que es la última tecnología aplicada a la topografía y la geodesia. Para introducir al alumno en la práctica de la topografía he creído conveniente dedicar los últimos temas al estudio de la topografía por radiación, itinerario y triangulación.
Confío que los estudiantes y profesores que elijan este texto me hagan llegar sus comentarios y sugerencias para su perfeccionamiento. Mediante esta ayuda que les agradezco de antemano, espero poder preparar un mejor volumen si es que el libro merece una nueva edición.

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Índice de materias
Presentación
23
Unidad temática I
LA TOPOGRAFÍA, CONCEPTOS GENERALES
Tema I
INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA: NOCIONES DE GEODESIA
1. TOPOGRAFÍA, CONCEPTO Y FINES
27
2. RELACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA CON OTRAS CIENCIAS
28
3. GEOIDE Y ELIPSOIDE DE REFERENCIA
29
4. MÉTODOS GEODÉSICOS
31
4.1. Meridiana y Acimut
31
4.2. Triangulaciones; vértice y bases
32
4.3. Redes Geodésicas
33
4.4. Cadenas de triángulos
34
5. MAPAS, CARTAS Y PLANOS
35
6. ESCALAS
37
6.1. Escalas numéricas
37
6.2. Escalas Gráficas
38
6.3. Apreciación gráfica: Límite de la percepción visual y su relación con la escala.
39
7. SISTEMA DE PLANOS ACOTADOS MODIFICADO
39
7.1. Distancia natural, reducida y desnivel. Superficie agraria
40
7.2. Planos acotados y planos con curvas de nivel
41
8. CLASIFICACIÓN DE LOS LEVANTAMIENTOS
43
8.1. Partes de que consta un levantamiento
45
9. REDES TOPOGRÁFICAS
46
Tema II
ELEMENTOS DE PLANIMETRÍA Y ALTIMETRÍA
1. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
49
1.1. Unidades básicas o fundamentales: Su definición
51
1.2. Unidades S.I. suplementarias
52
1.3. Unidades S.I. derivadas
53
1.3.1. Múltiplos y submúltiplos decimales
53
2. UNIDADES GEOMÉTRICAS DE MEDIDA
54
2.1. Unidades Lineales: el metro y su definición
54
2.2. Unidades de superficie
55
3. UNIDADES ANGULARES
56
3.1. Sistema sexagesimal
56
3.2. Sistema centesimal
56
3.3. Medida de ángulos por sus arcos. El Radian. Sistema Milesimal
57
4. PASO DE UNOS SISTEMAS A OTROS
58
4.1. Paso del Sistema Sexagesimal al Centesimal
58
4.2. Paso del Sistema Centesimal al Sexagesimal
59
4.3. Paso del Sistema Sexagesimal al Milesimal y viceversa
60
4.4. Paso del Sistema Centesimal al Milesimal y viceversa
61
5. COORDENADAS CARTESIANAS
62
5.1. Necesidad del transporte por coordenadas
62
5.2. Cuadrantes, signos y orientaciones
63
5.3. Cálculo de coordenadas
66
5.4. Coordenadas relativas y absolutas
66
6. CÁLCULO DE ACIMUTES Y DISTANCIAS
67
6.1. Cálculo de acimutes
67
6.2. Cálculo de distancias
69
7. SUPERFICIES DE NIVEL
70
8. COTAS, ALTITUDES Y DESNIVELES
70
Tema III
TEORÍA DE ERRORES
1. NECESIDAD DE SU ESTUDIO
73
2. PRECISIÓN Y EXACTITUD
74
3. CLASIFICACIÓN DE LOS ERRORES
74
4. ERRORES SISTEMÁTICOS Y ACCIDENTALES
75
4.1. Error sistemático
75
4.2. Error accidental
75
5. PROBABILIDAD
75
6. FRECUENCIA
77
7. VALOR MÁS PROBABLE
78
8. ERRORES VERDADEROS Y APARENTES
79
8.1. Errores accidentales verdaderos
79
9. ERROR ABSOLUTO
81
10. ERROR RELATIVO
81
11. VALORES CARACTERÍSTICOS DEL ERROR MEDIO
81
11.1. Error medio aritmético
82
11.2. Error probable
82
11.3. Error medio cuadrático
82
11.4. Relación entre los errores característicos
82
12. ERROR MÁXIMO. TOLERANCIA
83
13. TRANSMISIÓN DE ERRORES
84
13.1. Caso de una suma
84
13.2. Caso de una medida en la que intervengan varios errores
85
13.3. Caso de una media aritmética
85
Unidad Temática II
MEDIDA DE DISTANCIAS
Tema IV
MEDIDA DIRECTA DE DISTANCIAS
1. INTRODUCCIÓN
89
2. SEÑALAMIENTO DE PUNTOS
91
2.1. Señales permanentes
91
2.2. Señales semipermanentes
94
2.3. Señales provisionales
96
3. TRAZADO DE ALINEACIONES RECTAS
98
4. TRAZADO DE PERPENDICULARES
99
4.1. Escuadras de prisma triangular
99
4.2. Alineadores
101
5. MEDIDA DIRECTA DE DISTANCIAS
102
6. INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA MEDIDA DIRECTA
104
6.1. El hodómetro
104
6.2. Las reglas (reglones)
105
6.3. Los rodetes
107
6.4. La cinta metálica
108
6.5. Tipos de encadenamiento
111
6.5.1. Encadenamiento en terreno horizontal
112
6.5.2. Encadenamiento en terreno accidentado por resaltos horizontales
114
6.6. Hilos de invar
114
6.6.1. Propiedades del metal invar
114
6.6.2. Equipo de hilos invar
114
6.6.3. Práctica de la medición
119
6.6.4. Correcciones a aplicar a los datos observados
122
7. CORRECCIONES EN LA MEDIDA DIRECTA DE DISTANCIAS
124
7.1. Calibración de cintas e hilos
124
8. ERRORES Y CORRECCIONES
126
8.1. Corrección por temperatura y calibración
126
8.2. Corrección por pendiente
127
8.3. Error de elasticidad por tracción
128
8.4. Corrección por pandeo del hilo o cinta
129
9. REDUCCIÓN AL NIVEL DEL MAR
131
Tema V
MEDIDA INDIRECTA DE DISTANCIAS
1. INTRODUCCIÓN
133
2. FUNDAMENTO DE LA MEDIDA INDIRECTA DE DISTANCIAS
133
3. CLASIFICACIÓN DE LOS ESTADÍMETROS
134
3.1. Estadímetros de primera categoría
135
3.2. Estadímetros de segunda categoría
135
3.3. Estadímetros de tercera categoría
135
4. ESTADÍMETROS DE PRIMERA CATEGORÍA
136
4.1. Anteojo estadimétrico de Reichenbach
136
4.2. Determinación de las constantes
138
4.3. Anteojo estadimétrico de porro o de nalatismo central
139
5. ANTEOJO DE ENFOQUE INTERNO PRÁCTICAMENTE ANALÍTICO
140
6. RETÍCULOS ESTADIMÉTRICOS
142
7. TIPOS DE MIRAS
143
8. VISUALES INCLINADAS: CÁLCULO DE LA DISTANCIA REDUCIDA
145
9. ERROR QUE SE COMETE
147
10. LECTURAS DE MIRA
150
11. ERROR POR FALTA DE VERTICALIDAD DE LA MIRA
153
12. ALCANCE DE LOS ESTADÍMETROS
155
13. ERROR FINAL
157
14. PRISMA ESTADIMÉTRICO
158
15. ESTADÍMETROS DE 2.ª CATEGORÍA
159
16. REPRESENTACIÓN GRÁFICA
160
17. ERROR COMETIDO
161
18. ESTADÍA HORIZONTAL DE INVAR
161
19. ESTADÍMETROS DE 3.ª CATEGORÍA
163
Unidad Temática III
MEDIDA DE ÁNGULOS: GONIÓMETROS
Tema VI
MEDIDA DE ÁNGULOS. EL TEODOLITO
1. GENERALIDADES SOBRE LA MEDIDA DE ÁNGULOS
167
2. TIPOS DE INSTRUMENTOS QUE MIDEN ÁNGULOS
168
3. ESQUEMA GENERAL DE UN GONIÓMETRO
169
4. MEDIDA DE ÁNGULOS TOPOGRÁFICOS
170
4.1. Operaciones previas a la medida de ángulos topográficos
170
4.1.1. Nivelación del instrumento
171
4.1.2. Centrado del instrumento
171
4.1.3. Orientación del instrumento
171
4.2. Medida de ángulos horizontales
171
4.2.1. Medida de ángulos de modo goniométrico
172
4.2.2. Medida de ángulos de modo declinatorio
172
4.3. Ángulos verticales
173
5. CLASIFICACIÓN DE LOS TEODOLITOS
173
5.1. El teodolito óptico-mecánico: Descripción y tipos
173
5.2. Teodolitos electrónicos
180
6. TORNILLOS DE PRESIÓN Y COINCIDENCIA
182
7. USO DEL TEODOLITO
184
7.1. Puesta en estación del teodolito
185
7.2. Medida de ángulos horizontales
187
7.3. Medida de ángulos verticales
187
8. EL NIVEL DE ECLÍMETRO
187
8.1. Eclímetros automáticos: Su fundamento
188
8.1.1 Eclímetros automáticos de péndulo
188
8.1.2. Eclímetros automáticos de líquido
190
9. CUIDADO DEL TEODOLITO
192
Tema VII
VERIFICACIÓN Y CAUSAS DE ERROR DEL TEODOLITO
1. CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR UN TEODOLITO
195
2. CAUSAS DE ERROR EN LOS TEODOLITOS
196
2.1. Errores sistemáticos debidos a un defecto de construcción
197
2.1.1. Error de excentricidad de índices
197
2.1.2. Error de desviación de índices
198
2.1.3. Error de graduación del limbo y el nonio
199
2.1.4. Error de excentricidad del anteojo
200
2.1.5. Error debido al defecto de perpendicularidad del plano del limbo con el eje vertical
200
2.2. Errores sistemáticos debidos a un error de reglaje
200
2.2.1. Perpendicularidad del eje de muñones con el principal
201
2.2.2. Verticalidad del eje vertical
201
2.2.3. Perpendicularidad entre el eje de colimación y el eje secundario
202
2.2.4. Perpendicularidad del hilo vertical del retículo con el eje de muñones
203
2.3. Errores accidentales
204
2.3.1. Error de verticalidad
204
2.3.1.1. Observaciones cenitales
204
2.3.1.2. Observaciones acimutales
205
2.3.2. Error de dirección
207
2.3.3. Error de puntería
208
2.3.3.1. Observaciones cenitales
208
2.3.3.2. Observaciones acimutales
210
2.3.4. Error de lectura
211
2.4. Error total
211
3. MÉTODOS PARA AUMENTAR LA PRECISIÓN DE LAS MEDICIONES
212
3.1. La regla de Bessel
212
3.2. Método de repetición
212
3.3. Método de reiteración
214
3.4. Comparación entre los métodos de repetición y reiteración
215
3.5. Vuelta de horizonte
215
3.6. Pares sobre una referencia
216
Unidad Temática IV
ELEMENTOS COMUNES DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS
Tema VIII
ELEMENTOS COMUNES DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS. ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN, UNIÓN Y CENTRADO
1. ELEMENTOS DE SUSTENTACIÓN
221
1.1. Los trípodes
221
1.1.1. Tipos de trípodes
222
2. ELEMENTOS DE UNIÓN
227
3. ELEMENTOS DE CENTRADO
229
3.1. La plomada física: Descripción
230
3.1.1. Centrado con plomada física
232
3.1.2. Error de excentricidad
233
4. BASTÓN DE CENTRADO FIJADO AL TORNILLO DE ANCLADO
236
5. BASTÓN DE CENTRADO SOLIDARIO CON EL EJE DEL INSTRUMENTO
237
6. PLOMADA ÓPTICA: DESCRIPCIÓN
238
6.1. Centrado con plomada óptica
239
Tema IX
ELEMENTOS DE HORIZONTALIZACIÓN
1. INTRODUCCIÓN
241
2. EL NIVEL TUBULAR: DESCRIPCIÓN
242
3. NIVEL DE DOBLE CARA
243
4. EL NIVEL FIJO O LIGADO A UN PIVOTE
243
5. EL NIVEL INDEPENDIENTE O LIGADO A UN SOPORTE
244
6. EL NIVEL ESFÉRICO
244
7. OBSERVACIÓN DE LA BURBUJA
245
8. NIVEL DE COINCIDENCIA
246
9. TEORÍA DEL EMPLEO DEL NIVEL
247
10. DETERMINACIÓN DEL RADIO DE CURVATURA
249
10.1. En laboratorio
249
10.2. Sobre el terreno
251
11. NOTAS SOBRE EL DESPLAZAMIENTO DE LA BURBUJA
252
11.1. Velocidad de desplazamiento
252
12. CORRECCIÓN DE UN NIVEL LIGADO A UN PIVOTE
254
13. NIVELES DE BURBUJA: SISTEMAS DE LECTURA
255
14. LECTOR PRISMÁTICO
255
Tema X
ELEMENTOS DE VISADO
1. INTRODUCCIÓN
259
2. EL VISOR COLIMADOR
260
3. ANTEOJO ASTRONÓMICO
261
4. EL ANTEOJO TOPOGRÁFICO DE ENFOQUE EXTERNO
263
5. EL ANTEOJO TOPOGRÁFICO DE ENFOQUE INTERNO
266
6. CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS DE LOS ANTEOJOS
268
6.1. Aumento
268
6.2. Claridad
269
6.3. Campo
269
Tema XI
ELEMENTOS DE LECTURA DE ÁNGULOS
1. LIMBOS
271
2. EL NONIO
273
3. APRECIACIÓN Y SENSIBILIDAD
275
4. SISTEMAS DE LECTURA EN LOS LIMBOS DE CRISTAL
275
4.1. Microscopios
276
4.1.1. Microscopio ordinario
277
4.1.2. Microscopio de escala o estima
277
4.1.3. Microscopio de yuxtaposición
279
4.2. Micrómetros
280
4.2.1. Micrómetro encuadrado
281
4.2.2. Micrómetro de yuxtaposición
282
4.2.3. Micrómetro de doble círculo
284
5. FUNDAMENTO DEL MICRÓMETRO ÓPTICO DE COINCIDENCIA: PLACA DE VIDRIO
286
6. LECTURA AUTOMÁTICA DE ÁNGULOS
287
6.1. Antecedentes
287
6.2. Lectura electrónica de ángulos
288
Unidad Temática V
APARATOS EMPLEADOS EN TAQUIMETRÍA
Tema XII
EL TAQUÍMETRO
1. EL TAQUÍMETRO
291
2. EMPLEO DEL TAQUÍMETRO. CÁLCULO DEL DESNIVEL
293
2.1. Medida de ángulos
293
2.2. Medida de distancias
294
2.3. Cálculo del desnivel
294
3. EQUIPO DE POLIGONACIÓN CON CENTRADO FORZADO
296
3.1. Precisión necesaria
299
Tema XIII
LA BRÚJULA TOPOGRÁFICA
1. INTRODUCCIÓN
301
2. LA BRÚJULA TOPOGRÁFICA: DESCRIPCIÓN
302
3. DECLINACIÓN DE LA BRÚJULA TOPOGRÁFICA
303
4. TIPOS DE BRÚJULAS TOPOGRÁFICAS
304
Tema XIV
LA PLANCHETA
1. LA PLANCHETA
309
2. PLANCHETAS AUTOREDUCTORAS
315
2.1. La plancheta Wild RK1: Introducción
315
2.1.1. La plancheta Wild RK1: Descripción
315
2.1.1.1. El anteojo
315
2.1.1.2. Campo visual
316
2.1.1.3. Diagrama-reductor
317
2.1.1.4. Círculo vertical
317
2.1.1.5. Dispositivo de dibujo
318
2.1.1.6. Trípode y plancheta
318
2.2. La plancheta Karti 250 Zeiss de Jena: Introducción
319
2.2.1. Construcción
320
2.2.2. Métodos de trabajo
322
Tema XV
EL TEODOLITO GIROSCÓPICO
1. INTRODUCCIÓN
325
2. HISTORIA DEL GIROSCOPO
326
3. DESCRIPCIÓN DEL GIROSCOPO
327
4. EL TEODOLITO GIROSCÓPICO WILD GAK1
330
5. ORIENTACIÓN PREVIA
332
6. MÉTODOS EMPLEADOS EN LA UTILIZACIÓN DEL GIROSCOPIO
332
6.1. Métodos rápidos
333
6.1.1. Con dos puntos de elongación máxima
333
6.1.2. Método del cuarto de periodo
334
6.1.3. Método de las amplitudes
336
6.2. Métodos precisos
338
6.2.1. Método de Schuler
338
6.2.2. Método de los pasos
340
6.2.3. Comparación entre el método de los pasos y el de elongación máxima
345
6.2.4. Prescripción de una orientación y su duración
346
6.2.5. Empleo del giroscopio
346
7. OTROS GIROTEODOLITOS
347
Unidad temática VI
INSTRUMENTOS ALTIMÉTRICOS
Tema XVI
LOS NIVELES O EQUIALTÍMETROS
1. INTRODUCCIÓN
361
2. LA NIVELACIÓN: ESQUEMA GENERAL DE UN NIVEL
362
3. CLASIFICACIÓN DE LOS NIVELES
363
3.1. Niveles de plano
364
3.2. Niveles de línea
365
3.2.1. Niveles de línea reversibles
367
3.2.2. Niveles de línea no reversibles
369
3.2.3. Niveles de línea de alta precisión
371
3.3. Niveles automáticos
373
3.4. Niveles electrónicos
380
4. CAUSAS DE ERROR EN LOS NIVELES
381
5. MIRAS DE NIVELACIÓN
383
Tema XVII
NIVELACIÓN GEOMÉTRICA, TRIGONOMÉTRICA Y BAROMÉTRICA
1. INTRODUCCIÓN
387
2. NIVELACIÓN GEOMÉTRICA O POR ALTURAS
388
2.1. Nivelación simple
388
2.1.1. Método del punto medio
388
2.1.2. Método del punto extremo
390
2.2. Nivelación compuesta
390
2.2.1. Por el punto medio: Cálculo del error de cierre y compensación
390
2.2.2. Error kilométrico
393
2.2.3. Cálculo de la longitud máxima de nivelada
394
3. LÍNEAS DE NIVELACIÓN DOBLE Y SENCILLA
395
4. NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA
396
4.1. Nivelación simple
396
4.2. Error por falta de verticalidad de la mira
397
4.3. Itinerario altimétrico por pendientes
398
4.4. Error de cierre y error kilométrico
398
5. NIVELACIÓN BAROMÉTRICA
401
5.1. Método de radiación
403
5.2. Método itinerario
403
Unidad temática VII
EL LÁSER
Tema XVIII
EL LÁSER: APLICACIONES EN NIVELACIÓN Y EN OBRAS
1. INTRODUCCIÓN
407
2. PECULIARIDADES DE LA LUZ LÁSER
407
3. FUNCIONAMIENTO DE LOS LÁSERES
410
4. EL MEDIO ACTIVO. ESTRUCTURA DE NIVELES Y ESQUEMAS DE BOMBEO
413
5. LA CAVIDAD LÁSER
416
6. TIPOS DE LÁSERES
417
6.1. Láseres de estado sólido
418
6.2. Láseres de gas
420
6.3. Láser líquido (Colorante)
422
7. POTENCIA DE LOS LÁSERES: PRECAUCIONES AL UTILIZARLOS
423
8. APLICACIONES TOPOGRÁFICAS DEL LÁSER: OBRAS Y NIVELACIÓN
425
9. INSTRUMENTAL LÁSER
426
10. DIVERGENCIA DEL HAZ LÁSER
429
10.1. Detectores del eje del rayo
432
10.2. Pantalla remota
433
11. UTILIZACIÓN DEL LÁSER
434
12. ADAPTACIONES A OTROS INSTRUMENTOS
436
13. APLICACIONES EN OBRA
439
13.1. Como nivel de línea
439
13.2. Como nivel de plano
441
13.3. Control de aplomados
443
13.4. Materialización de puntos inaccesibles o indefinidos
444
13.5. Materialización de alineaciones rectas
446
Unidad temática VIII
MEDIDA ELECTRÓNICA DE DISTANCIAS
Tema XIX
PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA DISTANCIOMETRÍA
1. INTRODUCCIÓN
449
2. COMPARACIÓN DE LAS DISTINTAS FORMAS DE MEDIR DISTANCIAS
452
3. MEDIDA ELECTRÓNICA DE DISTANCIAS
454
3.1. Medición de tiempo transcurrido
454
3.2. Determinación de la diferencia de fase entre la onda emitida y la reflejada
455
3.3. Determinación de la distancia según la onda electromagnética
456
4. FACTORES A TENER EN CUENTA EN LA MEDIDA PRECISA DE DISTAN-CIAS
457
4.1. Determinación del índice de refracción (n)
459
4.2. Determinación de la constante K
460
4.2.1. La constante del prisma
461
4.2.2. La constante del aparato
462
4.3. Distancia límite
463
4.4. Determinación del numero de longitudes de onda M. Concepto de distancia límite
464
4.4.1. Variación continua del valor de la longitud de onda
464
4.4.2. Método de tres o más longitudes de onda o frecuencias múltiples
465
4.4.3. Método de las longitudes de onda múltiplos de 10 metros
468
4.5. Determinación del desfase
469
4.5.1. Mediante comparadores de fase por medición directa
469
4.5.1.1. Técnica magnética
469
4.5.1.2. Técnica del tubo de rayos catódicos
469
4.5.2. Mediante comparadores de fase por búsqueda del nulo
470
4.5.2.1. Camino óptico ajustable
470
4.5.2.2. Goniómetro inductivo o Resolver
471
4.5.2.3. Medición digital
472
5. FUENTES DE PORTADORA
473
5.1. Fuentes de portadora en instrumentos de microondas
473
5.2. Fuentes de portadora en instrumentos electro-ópticos
474
5.2.1. Termoluminiscencia
475
5.2.2. Electroluminiscentes
475
5.2.2.1. Tubos de descarga
475
5.2.2.2. Diodos electroluminiscentes
476
5.2.2.3. Tubo láser: El más utilizado es el láser de Helio-Neon (He-Ne)
477
6. FUENTES DE FRECUENCIA
478
6.1. Osciladores piezoeléctricos
478
6.2. Osciladores atómicos
479
6.3. Selección de la onda portadora
480
6.4. Ajuste de frecuencia
482
7. MODULACIÓN
482
7.1. Sistemas de modulación
483
7.1.1. Modulación en frecuencia
483
7.1.2. Modulación en amplitud
483
7.1.3. Modulación pulsante
483
7.1.4. Modulación de fase
484
7.2. Elementos moduladores
485
7.2.1. Sistemas de modulación directa de la portadora
485
7.2.2. Sistemas de modulación de la portadora continua
486
Tema XX
DISTANCIÓMETROS ELECTRÓNICOS
1. ESTRUCTURA GENERAL DE UN DISTANCIÓMETRO
491
2. CLASIFICACIÓN DE LOS DISTANCIÓMETROS ELECTRÓNICOS
492
2.1. Aparatos que utilizan gran longitud de onda
492
2.2. Aparatos que utilizan microondas. Electromagnéticos
493
2.3. Aparatos que utilizan ondas luminosas. Electo-ópticos
494
2.3.1. Distanciómetros de luz visible
495
2.3.2. Distanciómetros infrarrojos —luz visible—
496
3. MEKOMETER ME-5000
497
4. ACOPLAMIENTO DE UN DISTANCIÓMETRO SOBRE TAQUÍMETRO
499
4.1. Distanciómetro acoplado a horquilla
499
4.2. Distanciómetro directamente sobre anteojo
500
5. INFLUENCIA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN EN UNA MEDICIÓN CON E.D.M.
501
5.1. Curvatura del rayo
501
5.2. Error en la determinación del índice de refracción
502
5.3. Corrección del índice de refracción residente
504
6. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN
505
6.1. Instrumentos que utilizan radiaciones luminosas
505
6.2. Instrumentos que utilizan microondas
507
7. EXACTITUD DE UN E.D.M.
508
Unidad temática IX
MEDIDA ELECTRÓNICA DE ÁNGULOS
Tema XXI
MEDIDA ELECTRÓNICA DE ÁNGULOS
1. SISTEMAS ELECTRÓNICOS PARA LA MEDIDA DE ÁNGULOS
511
1.1. Clases de detectores
514
1.1.1. Detectores pasivos
514
1.1.2. Detectores activos
514
1.2. Facilidades que proporciona la medición eléctrica de magnitudes no eléctricas
515
1.3. Detectores usados en mediciones eléctricas de magnitudes no eléctricas
515
1.3.1. Detector inductivo
515
1.3.2. Detector capacitivo con superficie de electrodo variable
516
1.4. Transductores para magnitudes mecánicas rotativas
517
1.4.1. Transductores de ángulos de giro —Tipos—
517
1.4.2. Transductor de revoluciones y velocidad angular
517
1.4.3. Transductor de oscilación giratoria y de aceleración de revolución
518
1.4.3.1. Transductores de ángulos oscilatorios
518
1.4.3.2. Transductores de aceleración angular
518
1.4.4. Transductor de momento de giro y medición de potencia
519
1.5. Convertidor óptico-eléctrico
520
1.5.1. Resistencias fotoeléctricas
520
1.5.2. Células fotoeléctricas
521
1.5.3. Fotoelementos
522
1.6. Cadena de medida
523
1.7. Medición a distancia
524
2. CODIFICADORES ANGULARES
525
2.1. Clasificación de los codificadores angulares
526
2.1.1. Absolutos
526
2.1.1.1. Funcionamiento
528
2.1.1.2. Ambigüedad
529
A) Utilización de códigos continuos cíclicos
529
B) Utilización de dos juegos de lectura desplazados una magnitud
530
2.1.1.3. Características
530
2.1.1.4. Precisiones
530
2.1.2. Ópticos incrementales
531
2.1.2.1. Funcionamiento
533
A) Codificadores increméntales con electrónica incorporada
533
B) Codificadores increméntales sin electrónica incorporada
534
2.1.2.2. Sentido de giro
535
2.1.2.3. Características de la subescala
537
A) Explicación al marcado de 180 líneas en el diseño de la graduación
537
B) Explicación a la necesidad de usar 4 juegos de ventanas
537
2.1.2.4. Resolución
538
A) Utilización de las dos rejillas de la subescala
538
B) Franjas de difracción de Moiré
538
C) Método de Interpolación
539
2.1.2.5. Posición del cero
540
A) Limbo horizontal
540
B) Limbo vertical
540
2.1.2.6. Características
540
2.1.2.7. Errores
542
A) Error en la señal de ángulo
542
B) Error de excentricidad en la escala principal
542
C) Error en la subdivisión de la escala
543
D) Error de graduación
543
2.1.2.8. Precisión en teodolitos electrónicos
544
2.1.3. Dinámicos
545
2.1.3.1. Funcionamiento
545
2.1.3.2. Sistemas de medición
546
A) Medición aproximada
547
B) Medición precisa
547
2.1.3.3. Errores
547
A) Error en la graduación del círculo
547
B) Error de excentricidad
547
C) Error de puntería y del índice de alturas
548
2.1.3.4. Precisiones
548
2.1.3.5. Características
548
2.2. En función del tipo de magnitud a medir
548
2.3. En función de los elementos de medida
548
2.3.1. De contacto o escobillas
548
2.3.2. Magnéticos
549
2.3.3. Ópticos o fotoeléctricos
549
2.3.3.1. Método de Transparencia
550
2.3.3.2. Método de Reflexión
550
Unidad temática X
EMISIÓN Y RECEPCIÓN DE LA ONDA: LA ESTACIÓN TOTAL
Tema XXII
REFLECTORES, REPETIDORES Y ANTENAS
1. INTRODUCCIÓN
555
2. DEVOLUCIÓN DE LA SEÑAL
557
2.1. Reflectores pasivos
557
2.1.1. Prismas de reflexión total
558
2.2. Reflectores activos o repetidores
560
2.2.1. Repetidores de microondas
560
2.2.2. Repetidor óptico
561
3. RECEPCIÓN DEL RETORNO
561
3.1. Caso de microondas
561
3.2. Caso de ondas luminosas
562
3.2.1. Fotodiodos
563
3.2.2. Fotomultiplicadores
563
4. ANTENAS
564
4.1. Sistema de radiación longitudinal
565
4.2. Sistema de radiación colineal
566
4.3. Antenas parabólicas
568
4.4. Factores de efecto útil de las antenas
569
4.5. Reflectores primarios
570
4.5.1. Reflector diédrico o angular
572
Tema XXIII
ESTACIÓN TOTAL
1. INTRODUCCIÓN
575
2. TAQUÍMETROS ELECTRÓNICOS
577
3. LA ESTACIÓN TOTAL. CLASIFICACIÓN
578
4. CARACTERÍSTICAS DE UNA ESTACIÓN TOTAL
580
4.1. Características generales
580
4.2. Medición de distancias
581
4.3. Medición de ángulo
583
4.4. Plantilla y teclado
583
4.5. Programas de trabajo
584
4.6. Equipamiento especial
588
4.6.1. Compensador de doble eje
588
4.6.2. Sistema “Lumi-guide”
588
5. ALMACENAMIENTO Y TRATAMIENTO DE DATOS
590
5.1. Sistemas para almacenar datos
591
5.2. Tarjetas de registro
591
5.3. Colectores de datos
592
5.4. Libretas electrónicas
593
Unidad temática XI
INTRODUCCIÓN AL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL GPS
Tema XXIV
DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS: TÉCNICAS DE MEDICIÓN Y POSICIONAMIENTO
1. INTRODUCCIÓN
597
2. CONSTITUCIÓN DE LOS SISTEMAS GPS
598
2.1. Sector espacial
598
2.1.1. Constelación
600
2.1.2. Satélites
601
2.1.3. Relojes y osiladores
602
2.1.4. Tiempo
603
2.1.5. Portadoras
604
2.1.6. Códigos y modulación
605
2.1.7. Mensaje
607
2.2. El sector de control
608
2.3. Sector usuario
610
2.3.1. La antena
610
2.3.2. Información en el receptor
612
2.3.3. Tipos de receptores existentes
614
2.3.3.1. Placas
614
2.3.3.2. Navegadores
615
2.3.3.3. Cartográficos
616
2.3.3.4. Topográficos y geodésicos
617
2.3.3.5. Científicos
620
2.3.4. Tipos de programas de cálculo existentes en el mercado
620
2.3.4.1. Programas comerciales
621
2.3.4.2. Programas científicos
621
2.3.4.3. Programas especiales a medida
622
3. CÓMO FUNCIONA EL GPS
622
3.1. Principio básico del funcionamiento del GPS
623
3.2. Sistemas de medida
625
3.2.1. Pseudodistancias
625
3.2.2. Medida de fase
628
4. PLANIFICACIÓN DE LA OBSERVACIÓN
629
5. MÉTODOS DE POSICIONAMIENTO
630
6. APLICACIONES DEL SISTEMA GLOBAL DE POSICIONAMIENTO
632
Unidad temática XII
PRÁCTICA Y CÁLCULO TAQUIMÉTRICO
Tema XXV
MÉTODO DE RADIACIÓN
1. MÉTODO DE RADIACIÓN
637
2. TRABAJOS DE CAMPO
638
3. ORIENTACIÓN DE UN INSTRUMENTO
639
4. TRANSPORTE GRÁFICO
640
5. TRANSPORTE POR COORDENADAS CARTESIANAS
641
6. ELIPSE DE TOLERANCIA
641
7. DISTANCIAS MÁXIMAS DE RADIACIÓN
642
8. ELECCIÓN DE INSTRUMENTOS
645
Tema XXVI
MÉTODO ITINERARIO
1. MÉTODO DE ITINERARIO O POLIGONAL
649
2. ITINERARIO CON INSTRUMENTOS REPETIDORES
650
3. ITINERARIO CON INSTRUMENTOS REITERADORES
651
4. ITINERARIO CON BRÚJULA
652
5. INFLUENCIA DE LOS ERRORES ANGULARES EN LOS ITINERARIOS CON TAQUÍMETRO
653
6. ERROR ANGULAR EN LOS ITINERARIOS CON BRÚJULA
654
7. COMPARACIÓN DE LOS ITINERARIOS CON TAQUÍMETRO Y CON BRÚ-JULA
655
8. ERROR LINEAL
655
9. ERROR TOTAL
656
10. UTILIZACIÓN DEL EQUIPO DE POLIGONACIÓN
656
11. UTILIZACIÓN DE DISTANCIÓMETROS ELECTRÓNICOS
656
12. PRÁCTICA DE LA POLIGONACIÓN
656
Tema XXVII
LA TRIANGULACIÓN TOPOGRÁFICA
1. INTRODUCCIÓN
661
2. MÉTODOS DE INTERSECCIÓN
661
3. INTERSECCIÓN DIRECTA SIMPLE
662
3.1. Error máximo en la intersección directa simple
664
3.2. Longitud máxima de las visuales
665
3.3. Cálculo numérico de la intersección directa
665
3.4. Trilateración
666
4. INTERSECCIÓN INVERSA
667
4.1. Solución gráfica
667
4.2. Solución numérica
669
4.3. Problema de Hansen
670
5. CONCEPTO DE TRIANGULACIÓN
672
5.1. Forma de los triángulos y polígonos
675
5.2. Proyecto de triangulación
676
5.2.1. Base de una triangulación
678
5.2.2. Ampliación de bases
679
5.2.3. Reducción de bases
681
5.3. Observación de la triangulación
681
5.4. Cálculo de la triangulación
682
Bibliografía
691
??
??
??
??
8
ÍNDICE
15
ÍNDICE