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ESTACIONESTOTALES
GIROSCÓPICAS
Tte. Gral. Perón 1948 - 3º "F"(C1040AAD) Capital Federal
República Argentina(54-11) 4953-8288(54-11) 4951-3894
www.mertind.com/[email protected]
PorJerónimo Luis Dalla Via
23.03.2010
EL PROBLEMA DE ORIENTACIÓN
El problema de la determinación de la orientación en áreas de trabajo aisladasdonde no se dispone de puntos derivados suficientes para orientar en formaprecisa, constituye un obstáculo que sólo puede sortearse de manera exitosamediante el empleo de estaciones totales giroscópicas. La orientacióngiroscópica pendular, a diferencia de otros métodos, no tiene limitaciones y esaltamente rápida, precisa y confiable. No tiene restricciones de lugar, decondiciones ambientales ni de horario, por lo que resulta el método ideal pararesolver el problema.
Superficie
Túnel
PRINCIPIOS DEL GIRÓSCOPO
Básicamente, un giróscopo es una rueda rotando rápidamente con un granmomento de inercia. Cuando el momento de inercia angular del rotor essuficientemente grande y el giróscopo gira libremente suspendido en sus 3 ejes,la dirección del eje de rotación permanece invariante en el tiempo y en elespacio debido a la conservación del momento angular.
Rotor
Eje de rotación
Suponiendo un giróscopo rotando en un punto A del ecuador de la Tierra, éstemantendrá la dirección inicial de su eje de rotación invariante en el tiempo peseal movimiento de rotación de la Tierra.Un observador ubicado inicialmente en el punto A, verá cambiaraparentemente la dirección del eje de rotación del giróscopo a medida queocupe las sucesivas posiciones B, C y D debido al movimiento de rotación de laTierra. Un giróscopo rotando de esta manera no puede utilizarse en navegación,por lo que se requiere algún mecanismo auxiliar que aplique un par de girocuando el eje de rotación del giróscopo no señale el norte geográfico.
PRINCIPIOS DEL GIRÓSCOPO
RotorEje de
rotación
6 horas después
12 horas después
18 horas después
La Tierra
Además de la curiosa propiedad de mantener invariante en el tiempo y en elespacio la dirección inicial del eje de rotación, un giróscopo posee otraimportante propiedad. Cuando se aplica un momento de fuerza para cambiar ladirección del eje de rotación de un giróscopo, éste comienza a girar en ladirección del vector del momento debido al movimiento de precesión.
PRINCIPIOS DEL GIRÓSCOPO
Dirección de rotación
ExtremoN del eje
GIRÓSCOPO PENDULAR
Si el eje del rotor de un giróscopo pendular es rotado en el sentido de la agujasdel reloj (con referencia a su extremo sur), el extremo norte del eje de rotacióncomenzará a alinearse en la dirección del norte verdadero geográfico (meridianodel lugar) debido al movimiento de precesión generado por el par de girocausado por la gravedad terrestre. La velocidad de precesión es máxima en ladirección del norte geográfico y una vez que el eje norte del rotor pasa ladirección del norte geográfico, la velocidad de precesión disminuye. Comoresultado se produce un movimiento rotatorio pendular alrededor del meridianoterrestre. La dirección del norte geográfico es la dirección de energía potencialmínima, por lo que es la única dirección para la que el giróscopo puedepermanecer sin ser forzado a cambiar. Esto se puede aprovechar para laorientación.
Eje de rotación
Rotor
Par de giro
Tierra
ESTACIÓN TOTAL GIROSCÓPICA
Tubo protector
Iluminación
Ocular
Escala
Índice flotante
Índice cero
Encastre del giróscopo
Encastre de la estación total
Freno horizontal
Tornillo de pequeños movimientos
Estación total
Freno del índice
Freno
ESTACIÓN TOTAL GIROSCÓPICA
Cable de 5 pines
Inversor
Cable de 3 pines
Giróscopo
Estacióntotal
Batería
ORIENTACIÓN INICIAL MAGNÉTICA
Se puede realizar una orientación inicial hacia el nortegeográfico valiéndose de la brújula declinatoria magnéticay del valor de la declinación magnética del lugar.
Freno de la declinatoria magnética
MODOS DE DETERMINACIÓN DEL MERIDIANO
MÉTODO DE SEGUIMIENTO
Es un método rápido para obtener la dirección delmeridiano.El método funciona aún cuando la dirección inicial delinstrumento no es muy cercana a la del norte geográfico.Este método requiere movimientos de rotación de laalidada del instrumento, por lo que si no se hacen conextremo cuidado, pueden incidir en la determinación de ladirección del meridiano.El método consiste en indicarle al instrumento los puntosde retorno izquierdos y derechos del índice flotante debidoal movimiento de precesión del giróscopo pendular.Cuantos más puntos de retorno se observen, mejor será laprecisión del resultado final (mínimos cuadrados).
MODOS DE DETERMINACIÓN DEL MERIDIANO
MÉTODO POR TIEMPO
Es un método preciso para obtener la dirección delmeridiano que puede utilizarse luego de realizar elmétodo de seguimiento para mejorar los resultados.El método requiere una dirección inicial delinstrumento muy cercana a la del norte geográfico.Este método no requiere movimientos de rotación dela alidada del instrumento, por lo que es más seguro.El método consiste en indicarle al instrumento elinstante en que el índice flotante cruza la marca de 0debido al movimiento de precesión del giróscopopendular.Cuantos más instantes de cruce se observen, mejorserá la precisión del resultado final (mínimoscuadrados).
ORIENTACIÓN FINAL
NORTEGEOGRÁFICO(MERIDIANO)
NORTEDE CUADRÍCULA
a
Utilizando siempre como referencia la dirección del meridiano(norte geográfico o verdadero) se puede determinar la orientaciónde cualquier sistema de coordenadas plano de trabajo.
