cap 6 conceptos telemetria aea

5/14/2018 Cap 6 Conceptos Telemetria AEa - slidepdf.com

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Telecomunicaciones y Telemetría Introducción Telecomunicaciones Telemetría

CAPITULO VI

Conceptos y Elementos de Telemetría

Docente: Álvaro Sánchez Martínez




Presentación

La necesidad de medir es tan antigua como el hombre, sin embargo, realizar mediciones adistancia con éxito, no supera los 100 años; y si además, se procesan y se analizan esas medidaspara lograr resultados que permitan actuar remotamente, reduce aún mucho más su antigüedad, nomás de 30 o 40 años.

El estudio del tema se inicia con un recorrido histórico de algunas mediciones e instrumentosque se utilizaron por los sabios de la antigüedad hasta llegar a nuestros días. El autor no haencontrado evidencias de usos de la telemetría, aunque sí de la teleinformación, antes del siglo XX.Para los inicios de ese siglo, los medios de telecomunicación estaban dedicados a transmitir solamente información de datos y voz mediante los dos sistemas más importantes desarrolladoshasta ese momento: la Telegrafía y la Telefonía. El mantenimiento de las líneas de transmisión serealizaba mediante cuadrillas de operarios recorriendo las redes, por lo que para el año de 1905 seempieza a gestar la idea de utilizar las mismas líneas de telecomunicaciones para Supervisarlas ymejorar el mantenimiento.

Y todo el bla y bla que se les ocurra después que terminen el trabajo.





Introducción

Las telecomunicaciones, utilizando la energía eléctrica, aparecen con la invención de laTelegrafía en 1944 y la Telefonía en 1978, sin embargo, inicialmente solo se enviaba información por estos sistemas: datos por la telegrafía y voz por las redes de telefonía. La obtención de información através de estos sistemas nace con la automatización de las redes telefónicas por parte del señor

Edmond Strowger en 1889. A partir de este momento, el sistema telefónico empieza a obtener información a través de las redes y a actuar de acuerdo a la información que se recibía, cuando elteléfono al que se llama enviaba una señal de ocupado (mediante tonos de corta duración) o de quela llamada se estaba realizando (tonos de duración más larga); de acuerdo a esto, el llamantecolgaba el teléfono para realizar la llamada más tarde o esperaba a que el teléfono llamadocontestara. Claro que en este caso no se hacía una medición a distancia sino que se tendría quehablar de una señalización de un estado de un elemento que se encontraba a una distanciaimportante para la persona que realizaba la llamada.

Y sigan…





Antecedentes de la Telemetría

Si nos atenemos al concepto de Telemetría como la ciencia de realizar mediciones a distancia,resulta interesante hacer una reseña de las primeras mediciones e instrumentos más primitivos pararealizar las primeras orientaciones y mediciones sobre la superficie de la tierra.

El criterio de que la Tierra es redonda, se tuvo desde la antigüedad cuando destacados filósofos yastrónomos, así, lo concibieron. Incluso, Eratóstenes, 200 años antes de Cristo, midió lacircunferencia de nuestro planeta, con un error de menos del 2%. Pero claro, fue con Galileo y susobservaciones de los planetas y, luego, el descubrimiento de América, confirmaron la redondez de laTierra.

Una esfera armilar

La esfera armilar es una representación del sistema solar. Está formada por anillos de cobre

graduados que representan los círculos celestes esenciales, tales como el ecuador, el meridiano, lostrópicos y los polos. Este instrumento fue inventado hacia el 255 a.C. por el astrónomo griegoEratóstenes. Las esferas armilares se utilizaron hasta el siglo XVII.

Gnomon

El gnomon es la pieza triangular de este reloj de sol.

En origen, la palabra gnomon (en griego: guía o maestro) hacía referencia a un objeto alargadocuya sombra se proyectaba sobre una escala graduada para medir el paso del tiempo.


http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Sundial_Taganrog.jpg




Tolomeo: otro cartógrafo griego es Tolomeo, que vivió en el siglo I y II d. C. y cuya obra marca, a lavez, el apogeo de la cartografía antigua y el final del gran impulso investigador de los alejandrinos enese campo.

Tolomeo, uno de los primeros astrónomos reconocidos, creó el Almagesto, del cual se derivó elcuadrante (es decir, la cuarta parte de una circunferencia de 360º). Cuarta parte del círculo limitadapor dos radios. Reloj solar trazado en un plano. Cada una de las 4 partes en que se divide la rosanáutica. Rosa de los vientos o náutica, círculo que tiene marcado los 32 rumbos en que se divide el

Luego vinieron:

• Rosa de los vientos

• El sextante

• El octante• El astrolabio,

• la ballestilla,

• el cuadrante de Davis,

• el quintante,

• el faro

• la boya• la sonda

• el Giroscopio

• La brújula.

• El reloj: el hombre empezaría a medir el tiempo ¿desde cuándo?...quién sabe! Se empezócon el Sol y la noche, luego el reloj de arena (creo que es el instrumento de medida deltiempo más antiguo), hasta llegar a los relojes atómicos actuales. A estos se le dedicatiempo, a los anteriores solo se hace referencia como una reseña histórica muy breve.


http://mgar.net/var/astrolab.htm

http://mgar.net/var/astrolab.htm




Hacer una descripción de estos instrumentos y relacionarlos de acuerdo a su antigüedad,partiendo del más antiguo.





La Tierra

Movimientos de la tierra

Rotación, traslación y precesión. Explicación de cada uno de ellos (estaciones, solsticios y

equinoccios).

Antes de centrarnos en los movimientos y las coordenadas celestes, es importante tener claro lo queocurre aquí, en la Tierra. La Tierra tiene tres movimientos fundamentales:

• Rotación: Es el movimiento que realiza la Tierra al girar sobre sí misma y provoca lasucesión de días y noches. Se completa una vuelta cada 23 h 56 min y 3.5 s. Este períodose denomina día sidéreo.

• Traslación: Es el movimiento que hace la Tierra en su camino alrededor del Sol,describiendo una elipse que tiene al Sol en uno de sus focos. Este movimiento, junto con lainclinación del eje terrestre, es el que provoca las estaciones, y se completa una vuelta cada365 días, 6 horas y 9 minutos. Las 6 horas y 9 minutos que exceden de los 365 días de

nuestro año oficial, son las que hacen que cada 4 años se añada un día al calendario,denominándose ese año año bisiesto. Aún así, este ajuste cuatrianual no es perfecto, por loque, cada 100 años, uno de los años que debería ser bisiesto no lo es. En concreto, el últimoaño de cada siglo sólo es bisiesto si es divisible entre 400 (1900 no fue bisiesto, pero 2000sí). Esto permite un buen ajuste del calendario oficial al solar.

• Precesión: es un movimiento de giro del eje de rotación de la Tierra alrededor de un ejeperpendicular a su plano de traslación, manteniéndose siempre entre ambos un ángulo de23.5o. El giro se completa cada 26,000 años, por lo que su movimiento no es apreciable por el ser humano.

Movimientos de la Tierra





Parámetros en que se ha divido la Tierra para la orientación sobre ella.

Los meridianos, los paralelos, meridianos, los nortes que existen, etc.

Clases de Nortes

A efectos de orientación se toma como punto cardinal base el Norte y con arreglo a él se establecen

los demás puntos cardinales. Pero como veremos más tarde para utilizar la brújula y el plano hay que recurrir a tres tipos de Norte:

a) Norte Geográfico

b) Norte Magnético

c) Norte Lambert

Meridiana Geográfica

Meridiana Magnética

Meridiana Lambert

Ángulo de Convergencia

Ángulo de Declinación:

Es el ángulo formado por la desviación de la aguja de la brújula (que siempre apunta al Polo Nortemagnético), con respecto al Polo Norte Geográfico.


http://www.terra.es/personal2/luis.g/Orientaci%C3%B3n.htm#metodos%20de%20orientacion

http://www.terra.es/personal2/luis.g/Orientaci%C3%B3n.htm#metodos%20de%20orientacion




Dicho de otro modo, es el ángulo que forma la meridiana geográfica y la meridiana magnéticarespecto del punto donde nos hallamos.

Ángulo de Convergencia:

Es el ángulo que forman la meridiana geográfica y la meridiana Lambert. Es tanto más mayor cuanto

más al Oeste o al Este de Madrid se hallen las meridianas, geográfica y Lambert entre las que sequiere determinar el ángulo de convergencia, esto es muy importante.

Cómo nos orientamos sobre la Tierra.

Por indicios.Por los mapasDurante el díaDurante la noche.Las estrellas que ayudan en la orientación.Con la ayuda del relojCon la ayuda de la lunaCon la ayuda de la sombra que proyecta el sol.

El efecto DOPPLER

El Tiempo sidéreo

La combinación de los movimientos de rotación y traslación produce una aparente paradoja: la

medida del día es distinta si se mira respecto al Sol o respecto a las otras estrellas, que al estar muchísimo más lejos, pueden ser consideradas como fijas.

El período de rotación de la Tierra, como hemos visto, es de 23 horas, 56 minutos, 3.5 segundos.Éste es el tiempo que tarda un determinado punto de la Tierra en volver a su posición respecto a lasestrellas fijas, y es a lo que se llama día sidéreo.





Coordenadas celestes

Si alguien nos dice "mira esa estrella en el cielo", le pediremos que nos indique de alguna maneradónde está esa estrella. Es difícil orientarse en un sitio donde no hay aparentemente referencias.

Quizá nos pueda decir que la estrella está a una cierta altura sobre el horizonte, y a una ciertadistancia a la derecha de un árbol. Pero es evidente que para determinar realmente la posición de unobjeto en el firmamento, necesitaremos definir unas coordenadas, de la misma manera que se haceen la Tierra.

Coordenadas altacimutales

Sistema de coordenadas altacimutal

Las coordenadas altacimutales siguen las indicaciones que alguien nos daría al señalar una estrella.La altura o elevación es el ángulo que forma la posición del objeto con el horizonte. Y el acimut es elángulo que forma la posición del objeto con un punto de referencia, que por convenio es el Norte. Deesta forma, en el Este el acimut será 90 grados, en el Sur 180 y en el Oeste 270 grados.

El problema que tienen estas coordenadas es que no son fijas para cada objeto en el cielo, sino quevarían dependiendo de la posición del observador. Por ejemplo, un observador en el Polo Norte,





tendría la estrella polar justo encima de su cabeza, en el punto denominado cénit , por tanto, paraeste observador, la estrella polar estaría a una elevación de 90 grados. Sin embargo, un observador que estuviese en el ecuador, apenas alcanzaría a ver la estrella polar, ya que ésta se encontraría enel horizonte, es decir, a una elevación de 0 grados.

Otro problema que tiene este sistema de coordenadas, es que las estrellas van variando su posición

en el cielo a lo largo de la noche. Como sabemos, debido al movimiento de rotación de la Tierra, lasestrellas aparecen en el cielo por el este y parecen describir un círculo alrededor de la estrella polar,hasta que se ponen por el oeste. Esto supone que a lo largo de la noche, el acimut y la elevación deuna estrella va cambiando, pasando por un punto de elevación máxima que es donde se dice que elobjeto culmina.

Vemos por tanto, que este sistema de coordenadas no es verdaderamente útil para definir la posiciónde un objeto en el firmamento, pero sí que puede serlo, por ejemplo, para indicar la posición de unradiotelescopio con montura altacimutal, ya que da una idea muy clara de hacia dónde se estáobservando.

Coordenadas ecuatoriales

Para poder determinar la posición de las estrellas de una manera clara y con unascoordenadas fijas independientemente del lugar de observación, los astrónomos inventaronun sistema de coordenadas denominado sistema de coordenadas ecuatorial. Para tener unaidea clara de qué significan estas coordenadas, vamos a imaginarnos que la Tierra está en el centrodel universo, rodeada por una esfera que contiene al Sol y todas las estrellas.

Sistema de coordenadas ecuatorial

La eclíptica es la trayectoria aparente que describe el Sol respecto a las estrellas fijas a lo largo delaño. Como sabemos, son la Tierra y el resto de los planetas los que giran alrededor del Sol, y todoslo hacen aproximadamente en el mismo plano, denominadoplano de la eclíptica. Esto quiere decir

que, desde la Tierra siempre veremos al Sol y al resto de los planetas moviéndose respecto alas estrellas fijas en la zona del cielo donde se encuentra la eclíptica.


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