Applicazioni GNSS per il monitoraggio dell'atmosfera e della superficie terrestre  N. Pierdicca , F.S. Marzano, P. Ferrazzoli, L. Guerriero, P. Ciotti, P. Basili , S. Bonafoni, G. Perona , R. Notarpietro , M. Gabella, C. Capsoni, A. Bosisio, M. Migliaccio

Contenuti Progetto di realizzazione di un sistema “passivo” che utilizza i segnali dei satelliti per la navigazione (GNSS) a scopi di telerilevamento della superficie terrestre e dell’atmosfera Concetto ed obiettivi Team (aperto) Mercato R&D Competitors i.e., scenario internazionale Competenze/risorse del team

Riflettometria e occultazione GNSS TX TX RX atmosferic refractivity surface s°, height Ground receiver Occulting GPS

Gruppo di progetto Dip. Ingegneria Elettronica – Univ. La Sapienza di Roma  (N. Pierdicca , F.S. Marzano)  Dip. di Informatica, Sistemi e Produzione – Univ. di Tor Vergata (P. Ferrazzoli, L. Guerriero)  Dip. di Ingegneria Elettrica – Univ. dell'Aquila  (P. Ciotti) Dip. di Ingegneria Elettronica – Univ. di Perugia  (P. Basili , S. Bonafoni) Dip. di Elettronica -  Politecnico di Torino  (G. Perona , R. Notarpietro , M. Gabella)  Dip. di Elettronica e Informazione - Politecnico di Milano / CNR-IEIIT (C. Capsoni, A. Bosisio) Dip. per le Tecnologie – Univ. Parthenope (M. Migliaccio)

“Competitors” i.e. scenario Starlab, Barcelona: GNSS-R per altimetria costiera Univ. of Colorado: GNSS-R da aereo Copertura giornaliera su mare GPS+LEO (Hajj & Zuffada, 2002)

Il mercato (R&D) ROSA PARIS SABRINA GMES: Global Monitoring for Environment and Security SAF: Satellite Application Facilities Eumetsat Polar System Satellites PARIS: PAssive Reflectometry and Interferoemtry System

L’impatto socio-economico Informazione meteo e meteomarine a supporto gestione delle emergenze (alluvioni, frane, etc.) Informazione meteo a supporto servizi telecomunicazione satellitare Monitoraggio a scala locale (stato e livello del mare, umidità del terreno, etc.) Potenziale supporto ad altre misure (es. misure InSAR) Potenziale posizionamento nei programmi ESA (programmi Galileo, Paris, etc.).

Mappe di vapore integrato   April 27, 2001, 0838 UTC Mappa di IPVW: integrazione dati GPS e radiometro a microonde SSM/I P. Basili, et al., IEEE TGRS, 2004 Integrazione dati GPS e radiometrici per generazione mappe di vapore integrato (su terra e mare) Uso di tecniche geostatistiche  

Radio occultazione GPS-LEO Temperatura Stima da GPS-LEO Misura da ECMWF Umidità relativa the occulting data is taken at a rate of 50 Hz. In order to calibrate the LEO clock, one more GPS transmitter is tracked by the LEO at the same high rate (labeled as link 2 on the figure). In addition, in order to calibrate the GPS clocks, a ground receiver tracks both GPS satellites at 1 Hz (labeled as links 3 and 4). One can interpolate the lower rate GPS clock solutions to 50 Hz, due to the greater clock stability (of order 10^12 sec/sec, as opposed to 10^9 sec/sec for the LEO clock), and the smoothness of the DoD Selective Availability dithering

Rifrattività 3-D: errori % Tomografia atmosfera Nj Errori: rete on ground Errori: ground+limb Rifrattività 3-D: errori %

Misure umidità terreno Rapporto s°HH/ s°VV suolo nudo per diverse rugosità e umidità

Biomassa vegetale Sensibilità s° speculare di foreste decidue alla biomassa (banda L) s° bistatico del mais in funzione angolo azimutale per diverse altezze piante (banda L)

Capacità sperimentali Nefo-ipsometro Dati meteo Radar meteo Radiometri a microonde multicanale Utilizzando i dati del sito ARM, in collaborazione con il NOAA, per lo sviluppo Utili per Per la generazione di database statistici di parametri atmosferici, database per lo sviluppo di algoritmi di stima ; Calibrazione di sensori Sito sperimentale Spino d’Adda

Conclusione Individuato un gruppo (aperto) con competenze omogenee ma complementari nel campo della propagazione e del telerilevamento atmosferico Individuata una idea progettuale in grado di aggregare tali competenze (ed altre sul fronte del sistema) e competere in un “mercato” di elevato interesse applicativo e potenzialità di collocazione in programmi internazionali