Geodesia aplicada. Historia de la industria

El contenido del artículo

• Un poco de historia
• Sistema coordinado
• Herramientas y equipos utilizados para la producción de trabajo.

Los trabajos geodésicos acompañan la construcción de cualquier objeto desde la etapa de elección de un terreno hasta la puesta en servicio de una estructura completa. Esta industria ha recorrido un largo camino en el desarrollo desde instrumentos de medición primitivos hasta equipos modernos de alta precisión capaces de determinar en tiempo real la posición espacial del punto de levantamiento con precisión milimétrica. Le informaremos sobre los hitos en el desarrollo de la geodesia y su lugar en un sitio de construcción moderno en una serie de artículos dedicados a este campo de la actividad humana..

Un poco de historia

Desde la antigüedad, la humanidad ha experimentado la necesidad de determinar las distancias reales entre los objetos y su posición espacial entre sí. Además, la construcción de estructuras a gran escala era imposible sin cálculos precisos. Por ejemplo, para la construcción de sistemas de riego en el antiguo Egipto en el siglo VI a. C. utilizó los levantamientos geodésicos más sencillos, porque para que el cauce llegara al río, y no a los matorrales con cocodrilos, había que calcular y marcar en el suelo la dirección y pendiente de la zanja. Esto impulsó el desarrollo de la agricultura y, con él, la prosperidad del estado egipcio. Los antiguos griegos aumentaron el conocimiento de los egipcios, pero la ciencia que determina la forma y el tamaño de la Tierra recibió un amplio desarrollo con la expansión de las relaciones comerciales y la navegación, cuando se requería trazar un rumbo exacto de un punto del planeta a otro..

En Rusia, las primeras menciones de mediciones de distancia datan de 1068, cuando, por orden del príncipe de Tmutarakan Gleb, se midió el ancho del estrecho de Kerch mediante escalones en el hielo, una piedra conmemorativa sobre este evento todavía se conserva en el Hermitage. La geodesia ganó un desarrollo más amplio durante la «ventana a Europa» de Pedro I, cuando los navegantes y viajeros necesitaban tener a mano planes detallados de movimiento. Este trabajo fue realizado por los oficiales de la Unidad de Intendencia. La guerra con Napoleón en 1812 reveló la falta de precisión y provisión de materiales cartográficos, principalmente militares, que fue la señal para la creación del Cuerpo de Topógrafos Militares en 1822..

El desarrollo de la geodesia soviética comenzó con la firma por VI Lenin el 15 de marzo de 1919 del decreto del Consejo de Comisarios del Pueblo «Sobre el establecimiento de una administración geodésica superior». Esta fecha se convertirá durante muchos años en la fecha de las vacaciones profesionales de los topógrafos y especialistas involucrados en la industria. En mayo de 1967, el departamento de geodésica se transformará en la Dirección Principal de Geodesia y Cartografía (abreviada como GUGK), que estará directamente subordinada al Consejo de Ministros de la URSS, que enfatizó el estatus especial de esta industria. Tras el colapso de la Unión, se organizó el Servicio Federal de Geodesia y Cartografía de Rusia, que posteriormente fue reasignado al Ministerio de Desarrollo Económico, y luego sus funciones fueron transferidas al Servicio Federal de Registro Estatal, Catastro y Cartografía. De modo que observamos con pesar que los «años dorados» de la geodesia rusa como ciencia caen precisamente en el período soviético..

Sistema coordinado

Para mediciones de alta precisión es necesario utilizar el mismo sistema de coordenadas y elevación para evitar problemas con la «superposición» más adelante. Si se realiza un levantamiento para la construcción, entonces el límite de la obra suele ser la intersección de las principales carreteras de transporte y los puntos de enlace de comunicaciones, que deben mostrarse esquemáticamente en el anexo a los términos de referencia. Por lo general, el levantamiento topográfico de las carreteras públicas en las ciudades ya se ha realizado en el sistema de coordenadas local, los datos se almacenan en archivos y, para calcular correctamente las pendientes en el sitio de construcción, el levantamiento para la construcción debe llevarse a cabo en un sistema similar.

El inicio de los trabajos de un sistema de coordenadas unificado en nuestro país se remonta a 1928, cuando el propuesto por F.N. Krasovsky, el programa para el desarrollo de un sistema de triangulación – un método para crear una red geodésica de referencia basada en la determinación de coordenadas midiendo los ángulos de triángulos, y en la triangulación de clase 1 la longitud de los lados de estos «triángulos» alcanzó los 25 km. Los puntos cuyas coordenadas fueron determinadas por este método se denominaron puntos de triangulación. Luego, la red de triángulos se dividió en redes de 2 a 4 clases, que, respectivamente, tenían distancias más pequeñas dentro de la línea de visión entre los puntos. El cuarto grado se dividió en categorías 1 y 2, la distancia entre los puntos ya era de 200-500 metros. Las coordenadas de los puntos fueron determinadas por el método poligonométrico, es decir Además de los ángulos, con la ayuda de un teodolito, las distancias entre puntos también se midieron con una cinta métrica o un telémetro óptico. Son los puntos de poligonometría de 4a clase y los puntos de poligonometría de celosía los que utilizan principalmente los topógrafos para trabajos urbanos..

El primer sistema de coordenadas de alta precisión en el territorio de la URSS se considera el sistema de coordenadas y altitud de 1942 (SK-42), aprobado en abril de 1946, y el nivel del agua en la cámara instrumental del puerto de Kronstadt (cero del pie de apoyo de Kronstadt), adoptado en 1913, se utilizó como cero en altura. Este momento todavía lo utilizan algunos «expertos» a la hora de disparar en un sistema convencional de coordenadas y alturas, tomando el borde de cualquier embalse como cero en altura..

El estado mesurado de las cosas en la industria fue violado por GRU coronel Oleg Penkovsky, quien, por la bondad de su alma, vendió, entre otras cosas, materiales cartográficos en SK-42 a los servicios especiales occidentales. El gobierno soviético, propenso a la paranoia, dio la orden de corregir el sistema de coordenadas para que el enemigo no pudiera usar mapas secretos para lanzar un ataque nuclear, y nació un nuevo sistema de coordenadas: SK-63, que era una versión distorsionada de SK-42. A partir de este sistema se desarrolló la poligonometría urbana que, a su vez, fue una versión distorsionada del SK-63. Queriendo confundir a los enemigos, los propios funcionarios se confundieron como resultado. En SK-63, se hicieron grandes conjuntos de mapas, el catastro de la tierra se mantiene parcialmente y en las uniones de las zonas del mapa, son posibles grandes superposiciones e inconsistencias. El SK-63 fue cancelado por el Decreto del Comité Central del PCUS y el Consejo de Ministros de la URSS en marzo de 1987, pero continuó usándose en el futuro «como una excepción»..

Actualmente en Rusia para las necesidades de la geodesia espacial existe un sistema de coordenadas espaciales PZ-90.02, que a su vez es un análogo de WGS84 – un sistema de coordenadas único para todo el planeta, y para el trabajo geodésico y cartográfico utilizan el sistema de coordenadas geodésicas de 2011 (GSK-2011), un derivado de sus predecesores – SK-95 y SK-63. Como comprenderá, las diferencias entre los sistemas de coordenadas y la pérdida de precisión durante la transición de un sistema a otro no añaden precisión general a los trabajos topográficos y geodésicos realizados. En el sitio de construcción, para facilitar su uso, se realiza un desglose en un sistema de coordenadas condicional que tiene una conexión con los sistemas locales o regionales, porque los valores numéricos de las coordenadas en los sistemas estatales pueden alcanzar números de siete dígitos en metros, excluyendo centímetros y milímetros..

Herramientas y equipos utilizados para la producción de trabajo.

Junto con la acumulación de conocimientos sobre la forma y el tamaño de la Tierra por parte de la humanidad, cambiaron las herramientas con las que realizaba el trabajo geodésico. Inicialmente fueron:

1. Teodolito: este instrumento es el principal instrumento topográfico que se utiliza para medir ángulos horizontales y verticales. Estructuralmente, el teodolito consiste en un círculo horizontal y vertical, que también se llama «extremidad» y tiene divisiones para tomar lecturas, y una parte giratoria, «alidada», en la que se fija el telescopio. Esta herramienta es indispensable para trabajos de ingeniería, geodésicos y astronómicos..
2. El nivel es un instrumento óptico-mecánico que le permite determinar la diferencia de alturas de puntos en la superficie terrestre. La diferencia entre los números que son visibles en el nivel en dos barras verticales con divisiones es igual a la diferencia de alturas de los puntos en los que se instalan las barras – vigas de madera de 3-4 metros de altura con divisiones para lectura.
3. Level es una herramienta de control indispensable para todos los constructores. Este es un dispositivo con una ampolla de vidrio llena de líquido para determinar la superficie horizontal y medir pequeños ángulos de inclinación..
4. Kipregel: esta herramienta se utiliza al realizar levantamientos topográficos y le permite construir gráficamente una situación directamente en el campo, midiendo ángulos, distancias y elevaciones. Se usa junto con un vaso de precipitados: una mesa de dibujo de campo.
5. Pantómetro: se usaba para estudiar pantanos y bosques en los casos en que no se requería una alta precisión de las mediciones.
6. Cinta métrica: generalmente una cinta de acero con una escala para medir la distancia horizontal de los puntos..
7. El telémetro es un dispositivo para determinar la distancia entre puntos; en construcción, su función se realiza con éxito mediante una cinta métrica láser.
8. Boussol: este instrumento se utilizó para determinar el rumbo magnético en el suelo.
9. Medidor de longitud: una herramienta utilizada en la topografía de minas hizo posible medir distancias utilizando una rosca flexible y un bloque de medición..

Naturalmente, el progreso no se detiene y los «veteranos» están siendo reemplazados por modernos equipos geodésicos, con los que solo pueden trabajar los especialistas. Sin embargo, al conocer los conceptos básicos de la ciencia, no es necesario llamar a los topógrafos para todo tipo de trabajo, puede realizar algunas operaciones simples usted mismo sin la ayuda de herramientas complejas y software costoso..

Al tener una cinta métrica de 20 metros en la granja, puede romper fácilmente los ejes de la casa de campo o calcular el área aproximada del sitio, y con la ayuda de dispositivos simples incluso es posible realizar un estudio geodésico simplificado del sitio para la construcción individual..

Los siguientes artículos de nuestro ciclo sobre geodesia y su papel en un sitio de construcción le informarán sobre las características de la elección del equipo geodésico y la posibilidad de una solución independiente de los problemas geodésicos más simples..