Diseño de base para calibración de instrumentos M.E.D

Abstract

El objetivo de este trabajo es diseñar una base de calibración para instrumental M.E.D. (Medición Electro-Óptica de Distancias), y analizar la bondad del método para el cálculo de los errores a partir de las observaciones realizadas. La calibración consiste en determinar los errores sistemáticos y la incertidumbre de este tipo de medidas, a partir de la medición de distancias conocidas. Una base de calibración consiste en un conjunto de pilares alineados, fijos en el terreno, y dispuestos de modo que las distancias entre ellos obedezcan a un patrón de diseño en particular. La norma ISO 17.123-4 permite la evaluación de estos instrumentos mediante la determinación del llamado error de offset con el cálculo de la correspondiente incertidumbre. No obstante, para poder realizar la calibración de estos instrumentos, se deben obtener además del mencionado error, los errores de escala y de ciclo. Para poder determinar estos últimos, es necesario contar con distancias entre pilares conocidas. Una base de calibración de estas características, en conjunto con un procedimiento adecuado para la obtención y análisis de los datos, puede ser utilizada también para la verificación y calibración de otro tipo de instrumental topogeodésico como: receptores GNSS, LIDAR y vehículos aéreos no tripulados (Drones). En el diseño de una base de calibración M.E.D. inciden factores como la unidad de medida de los distanciómetros, la longitud total deseable de la base y el número de pilares a utilizar. Una característica específica de los instrumentos M.E.D. basados en el método de la diferencia de fase es la unidad de medida (U). Dicha unidad es la medida de referencia que emplea el instrumento al realizar una observación, y depende de la longitud de la onda medidora que emite. Una base de calibración solo puede ser diseñada para un valor de U en particular. Si este valor es seleccionado adecuadamente, la base así diseñada será apta para equipos con valores diversos de U. La aptitud de los diferentes diseños de base de calibración se estudió mediante análisis numéricos y gráficos generados en el desarrollo de este trabajo. Esta metodología permite conocer la compatibilidad de una base diseñada para un valor de U específico, con equipos que funcionan con otros valores distintos, y así cubrir el mayor número de posibilidades. Una vez definido el diseño de la base se estudió un método de cálculo para constatar las bondades del mismo utilizando conjuntos de datos representativos de las medidas que realizan estos instrumentos y adoptando diversos errores supuestos, tanto sistemáticos como aleatorios. Luego, mediante la aplicación de un ajuste por mínimos cuadrados se determinaron los correspondientes errores sistemáticos y sus incertidumbres, los que comparados con los valores originarios permiten validar el método.