ANNO ACCADEMICO 2009-2010 CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Riconoscimento elettronico, management informatizzato e tracciabilità in zootecnia (ReMiTrack) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

Lezione introduttiva su GPS ANNO ACCADEMICO 2009-2010 CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Lezione introduttiva su GPS Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

Elementi di base del GPS

Orbite alte per: 24 Satelliti (29) Sicurezza Copertura Precisione IL SEGMENTO SPAZIALE 24 Satelliti (29) 6 piani orbitali elevazione 20200 km 1 rivoluzione in ~12 ore 5 ore al di sopra dell’orizzonte Orbite alte per: Sicurezza Copied from “GPS Navstar User’s Overview” prepared by GPS Joint Program Office, 1984 Copertura Precisione

IL SEGMENTO DI CONTROLLO Riceve informazioni Trasmette informazioni

IL SEGMENTO DI CONTROLLO

PERCHE’ USIAMO I SATELLITI? Linea di vista Condizioni di luce Nessuna interferenza meteorologica Satellite Ranging

I SEGNALI GPS In realtà oltre a questi esistono anche i codici Y (criptato dai militari) e D (navigazione), altre 2 frequenze a 1783,74 MHz e 2227,5 MHz e una detta L3 a 1381,05 MHz (per il rilievo delle esplosioni nucleari)

Sezione spaziale

Struttura del segnale

COME FUNZIONA? 1 satellite 2 satelliti Triangolazione possibile: conoscenza della posizione Minimo 3 satelliti I ricevitori gps hanno più di 3 canali

Misura con pseudoranges

Misura di fase

Risoluzione dell’ambiguità di fase (RTK)

Ulteriori tecnologie Ricevitori che eseguono misure con impiego integrato di pseudoranges e fase portante Utilizzo filtri Kalman HANNO RAPPORTO PRESTAZIONI/PREZZO MOLTO INTERESSANTE

GLI ERRORI DEL GPS ERRORE ASSOLUTO PUNTO STIMATO DAL GPS PUNTO REALE

Errori Imprecisione efemeridi fino a 2 m Ritardo ionosferico fino a 4 m Ritardo troposferico fino a 0.7 m Precisione orologi fino a 2 m Riflessione (edifici, montagne, ecc.) fino a 1.4 m Tipo ricevitore fino a 0.5 m

RITARDO IONOSFERICO E TROPOSFERICO Ionosfera Troposfera

LE OSTRUZIONI Multipath

IL MULTIPATH Review Questions

Coordinate note = errori noti LA CORREZIONE DIFFERENZIALE T1 DM1 DR1 T2 DM2 DR2 Coordinate note = errori noti DM1 DM2 DR1 = DR2 RIFERIMENTO NOTO CALCOLO DELL’ERRORE UNIONE DATI DEI DUE RICEVITORI

Coordinate note = errori noti LA CORREZIONE IN REAL-TIME T1 T2 Coordinate note = errori noti MAGGIOR COMPLESSITA’ DEL SISTEMA NECESSITA’ DI TRASMETTERE IN TEMPO REALE LA TRASMISSIONE PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE: RTCM 104 NORMALMENTE RISULTATI MENO PRECISI RISPETTO AL POST-PROCESSING

SISTEMI DI TRASMISSIONE DELLA CORREZIONE ?

VIA RADIO DA STAZIONE DI TERRA RADIO-MODEM RICEVITORE PREDISPOSTO CANONE ANNUO

VIA GSM DA STAZIONE DI TERRA GSM-MODEM RICEVITORE PREDISPOSTO TARIFFA TELEFONICA

VIA SATELLITE PRIVATO (OMNISTAR) RICEVITORE PREDISPOSTO CANONE ANNUO

SISTEMA WASS-EGNOS VIA SATELLITE PUBBLICO RICEVITORE PREDISPOSTO COMPLETAMENTE GRATUITO

Accuratezza e precisione

Parametri statistici con cui si valuta la precisione

Prova statica ricevitore Accuratezza = 0,51 m Errore medio = 0,24 m CEP = 0,19 m 95% = 0,50

Ricevitori singoli senza correzione differenziale

Ricevitori singoli con correzione differenziale

GPS : CRITERI DI SCELTA Bassa Media Alta ACCURATEZZA PRECISIONE Identificazione luoghi lavoro o posizione animali Rilievo tracciati lavori Applicazioni logistiche Mappature Automazione distribuzione sito-specifica fattori Navigazione flotta Guida assistita Sistemazione terreni Trapianto Guida automatica

I SISTEMI DI RIFERIMENTO