GPS

Orbite ellittiche – leggi di Keplero (valide per masse a simmetria sferica – soddisfatte approssimativamente)

Terza legge di Keplero luna satelliti geostazionari satelliti GPS satelliti per telerilevamento a T ~400000km~29giorni ~42000km23h56’ (giorno sidereo) ~26000km11h58’ ~7000km~1h1/2

GNSS – Global Navigation Satellite System - GPS – Global Positioning System (USA) - GLONASS (Russia) - GALILEO (Unione Europea)

Le 4 alternative pseudorange – differenze di fase point positioning – baselines (o punti con correzioni differenziali) statico - cinematico tempo reale – post-elaborazione

pseudorange – differenze di fase segnale: portanti modulate da codice binario pseudo-casuale (non periodico) 0 portante lasciata invariata 1 portante cambiata di segno frequenza Misura:sfasamento fra segnale in arrivo e copia del segnale prodotta dal ricevitore (nominalmente sincrono con quello del satellite)

uso portante modulata da codice (non periodica) tempo di percorrenza pseudorange errore casuale di misura 30cm uso portante non modulata sfasamento (in frazioni di ciclo) errore casuale di misura pochi mm (ma c’è l’incognita del numero intero di cicli)

Misure di distanza stazione-satellite determinazione della posizione della stazione (3 coordinate spaziali) + sincronizzazione orologi della stazione e del satellite osservazioni di almeno 4 satelliti per ogni acquisizione

tempo di percorrenza satellite-ricevitore c velocità della luce

In una sessione di misure acquisizioni discrete a intervalli regolari da 1 sec cinematico stazione in movimento coordinate diverse ad ogni acquisizione fino a 30 sec statico stazione fissa sempre le stesse coordinate per tutte le acquisizioni

NOTA:Nelle misure di differenza di fase durante una sessione (ricevitore acceso e collegato con il satellite) si tiene memoria della variazione del numero intero di cicli l’incognita è una sola per ogni satellite (ambiguità iniziale) per tutte le acquisizioni di una sessione se c’è un’interruzione del collegamento (cycle slip) Bisogna introdurre una nuova incognita

Calcolo della ridondanza - si osservano n satelliti - si fanno m acquisizioni osservazioni

Calcolo della ridondanza Incognite: caso statico3 coordinate m sincronizzazioni (1 per ogni istante di acquisizione) n incognite numero intero di cicli

Errori sistematici errore di orologio del ricevitore cancellato nelle differenze di distanza 1 stazione – 2 satelliti errori atmosferici significativamente ridotti nelle differenze di distanza 2 stazioni (vicine) – 1 satellite

Osservazioni di differenze doppie 2 stazioni – 2 satelliti determinazioni molto imprecise della posizione puntuale determinazioni accurate di baselines ( vettori congiungenti 2 stazioni P e Q) per determinare la posizione di Q bisogna conoscere la posizione di P

Punti noti IGM95rete nazionale 1200 vertici (distanza20km) raffittimenti regionali (distanza7km) capisaldi da occupare con ricevitori Stazioni permanenti ricevitori sempre accesi dati acquisibili per via telematica (reti regionali – distanza: qualche decina di km)

Stazione permanente PIN Prato - Antenna

Oppure…. GPS differenziale posizionamento puntuale con correzioni degli errori atmosferici fornite da stazioni permanenti vicine o da reti di stazioni permanenti - in post-elaborazione dati della stazione permanente scaricati nel computer ed elaborati insieme con quelli acquisiti dal ricevitore dell’utente - in tempo reale collegamento telematico (ad es. con cellulare) fra il ricevitore e la stazione permanente RTK: Real Time Kinematic

Frame

Stazioni IGS e EPN IGS = International GNSS Service (GNSS = Global Navigation Satellite System GPS+GLONASS+GALILEO) EPN = EUREF Permanent Network (EUREF commissione dell’Associazione Internazionale di Geodesia)

Reti di stazioni permanenti sul territorio italiano

Rete Dinamica Nazionale