¡Bienvenidos un domingo más a este rincón dedicado a la geomática!
Hoy es el último domingo del mes y estrenamos sección, cada último domingo de mes tendremos en el blog un trabajo realizado por algún estudiante o profesional de la geomática, ¿te lo vas a perder?
Inaugurando esta nueva sesión de blog os presento a continuación mi trabajo final de grado, no te lo pierdas y no te olvides de ver el vídeo al final de la entrada. ¡Empezamos!
Título: Distanciometría GNSS para metrología y control de deformaciones
Autor: Raquel Luján García-Muñoz
Tutor: Luis García-Asenjo Villamayor
Tipo de trabajo: Trabajo fin de grado
La determinación absoluta de distancias al aire libre con una incertidumbre de décimas de milímetro es objeto de creciente interés en campos como la metrología, proyectos de ingeniería singulares o monitorización de deformaciones en sitios críticos.
Para ello, se han empleado tradicionalmente distanciómetros electrónicos de alta precisión como el Kern ME5000. Debido a que este tipo de instrumentos ya no se fabrica, es necesario buscar otras vías para la obtención de distancias al aire libre de alta precisión, como el uso de GNSS. En el este trabajo se plantea la posibilidad de utilizar para este fin la tecnología GNSS, junto con software ya existente, realizando un estudio comparativo entre resultados obtenidos mediante el ME500 y observaciones GNSS en la base de calibración de la UPV.
Es decir, en este trabajo se intenta probar el potencial de la tecnología GNSS para la determinación de distancias de alta precisión.
Para ello, en la base de calibración de la UPV (ya hablaremos de qué es una base de calibración más adelante en el blog) se realizaron dos observaciones, una por métodos clásicos y otra mediante tecnología GNSS para posteriormente comparar los resultados.
En la imagen siguiente se muestra un esquema de los distintos procesos seguidos.
A continuación se describen brevemente ambas metodologías empleadas:
Distanciometría clásica
La observación con distanciómetro consiste básicamente en la utilización de un aparato que emite una onda que se hace rebotar en un prisma y volver al mismo, obteniendo así la distancia entre los dos puntos.
Se utilizó un Kern Mekometer ME5000, que es un instrumento de alta precisión perteneciente a la UCM. Además se tomaron datos atmosféricos para corregir las mediciones realizadas, ya que en función de la temperatura, la presión y la humedad la onda tiene un comportamiento distinto. En la siguiente imagen se muestran los instrumentos utilizados.
Se realizaron 4 series de medidas dobles y tras aplicar las correcciones atmosféricas pertinentes se obtuvieron tanto las distancias geométricas (con las que vamos a trabajar) como la constante instrumental obtenida mediante un procedimiento indicado en la norma ISO 17123-4.
Tecnología GNSS
Por otro lado se realizó una observación GNSS. Se realizaron observaciones nocturnas de 12 horas los mismos días que se realizaron las medidas mediante la otra metodología.
Como el objetivo es obtener una incertidumbre por debajo del milímetro se utilizaron antenas calibradas individualmente y con un diseño pensado para mitigar el efecto multipath y conseguir mejores precisiones. Además, a cada una de las antenas se conectaron dos receptores distintos, por un lado para poder observar si los receptores introducen ruido y por otro para garantizar la observación en caso de que uno de los dos fallase.
La determinación absoluta de distancias al aire libre con una incertidumbre de décimas de milímetro es objeto de creciente interés en campos como la metrología, proyectos de ingeniería singulares o monitorización de deformaciones en sitios críticos.
Para ello, se han empleado tradicionalmente distanciómetros electrónicos de alta precisión como el Kern ME5000. Debido a que este tipo de instrumentos ya no se fabrica, es necesario buscar otras vías para la obtención de distancias al aire libre de alta precisión, como el uso de GNSS. En el este trabajo se plantea la posibilidad de utilizar para este fin la tecnología GNSS, junto con software ya existente, realizando un estudio comparativo entre resultados obtenidos mediante el ME500 y observaciones GNSS en la base de calibración de la UPV.
Es decir, en este trabajo se intenta probar el potencial de la tecnología GNSS para la determinación de distancias de alta precisión.
Para ello, en la base de calibración de la UPV (ya hablaremos de qué es una base de calibración más adelante en el blog) se realizaron dos observaciones, una por métodos clásicos y otra mediante tecnología GNSS para posteriormente comparar los resultados.
En la imagen siguiente se muestra un esquema de los distintos procesos seguidos.
Distanciometría clásica
La observación con distanciómetro consiste básicamente en la utilización de un aparato que emite una onda que se hace rebotar en un prisma y volver al mismo, obteniendo así la distancia entre los dos puntos.
Se utilizó un Kern Mekometer ME5000, que es un instrumento de alta precisión perteneciente a la UCM. Además se tomaron datos atmosféricos para corregir las mediciones realizadas, ya que en función de la temperatura, la presión y la humedad la onda tiene un comportamiento distinto. En la siguiente imagen se muestran los instrumentos utilizados.
Se realizaron 4 series de medidas dobles y tras aplicar las correcciones atmosféricas pertinentes se obtuvieron tanto las distancias geométricas (con las que vamos a trabajar) como la constante instrumental obtenida mediante un procedimiento indicado en la norma ISO 17123-4.
Tecnología GNSS
Por otro lado se realizó una observación GNSS. Se realizaron observaciones nocturnas de 12 horas los mismos días que se realizaron las medidas mediante la otra metodología.
Como el objetivo es obtener una incertidumbre por debajo del milímetro se utilizaron antenas calibradas individualmente y con un diseño pensado para mitigar el efecto multipath y conseguir mejores precisiones. Además, a cada una de las antenas se conectaron dos receptores distintos, por un lado para poder observar si los receptores introducen ruido y por otro para garantizar la observación en caso de que uno de los dos fallase.
Fuente imagen receptor:www.sccssurvey.co.uk
A partir de la observación se obtuvieron, en primer lugar, las coordenadas aproximadas de cada punto, mediante la técnica PPP (también hablaremos de esto más adelante en el blog). Una vez conocidas las coordenadas aproximadas de los extremos se realizó un procesamiento relativo, es decir, se procesó el vector que une ambos puntos para obtener la distancia entre ellos.
Resultados
Realizando el proceso de cálculo pertinente de cada una de las metodologías obtenemos para cada un de ellas un valor de distancia, su desviación típica asociada y su incertidumbre, tal y como se muestran en la siguiente tabla.
Resultados
Realizando el proceso de cálculo pertinente de cada una de las metodologías obtenemos para cada un de ellas un valor de distancia, su desviación típica asociada y su incertidumbre, tal y como se muestran en la siguiente tabla.
Distancia geométrica (m)
|
Desviación típica (mm)
|
Incertidumbre (mm)
|
|
EDM
|
94,40092
|
0,07
|
0,22
|
GNSS
|
94,40143
|
0,07
|
0,67
|
Como se puede apreciar, con ambas metodologías obtenemos una incertidumbre por debajo del milímetro. Además, la diferencia entre ambas distancias obtenidas es de tan solo medio milímetro.
Podemos concluir, por tanto, que la tecnología GNSS es una herramienta que presenta un gran potencial para la determinación de distancias al aire libre de alta precisión.
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Y hasta aquí el primer trabajo mostrado en este blog. Se ha tratado de explicar muy brevemente en qué consistió el trabajo y los resultados obtenidos. No se ha profundizado mucho en el tema, pero espero que haya sido suficiente para transmitir la esencia del trabajo: se ha conseguido obtener, mediante GNSS distancias de alta precisión, lo cual es fundamental en algunos proyectos de ingeniería singulares y en control de deformaciones.
¿Qué os ha parecido? ¿Sabíais que, con el instrumental y la metodología adecuados, podemos obtener distancias tan precisas utilizando la tecnología GNSS?
Si tienes cualquier duda no dudes en dejar un comentario o ponerte en contacto conmigo.
👇 Te dejo el vídeo de esta entrada, una forma más visual de entender este trabajo 👇
Y tu, ¿has realizado algún trabajo en el ámbito de la geomática y quieres que aparezca en el blog? No dudes en decírmelo, cuantos más seamos más lejos llegará todo lo que la geomática es capaz de hacer.
¡Hasta el próximo domingo!
