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GPS
Orbite ellittiche – leggi di Keplero(valide per masse a simmetria sferica – soddisfatte approssimativamente)
Terza legge di Keplero 23 kTa
luna
satellitigeostazionari
satelliti GPS
satelliti pertelerilevamento
a T
~400000km ~29giorni
~42000km 23h56’ (giorno sidereo)
~26000km 11h58’
~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: portanticm42 MHz1200
19cm MHz1500
f
f
modulate da codice binario pseudo-casuale (non periodico)0 portante lasciata invariata
1 portante cambiata di segno
frequenza MHz101 f
Misura: sfasamento fra segnale in arrivoe copia del segnale prodotta dal ricevitore(nominalmente sincrono con quello del satellite)
uso portantemodulata da codice(non periodica)
tempo di percorrenza pseudorange cp
errore casuale di misura 30cm
uso portantenon modulata sfasamento
(in frazioni di ciclo)
errore casuale di misura pochi mm(ma c’è l’incognita del numero intero di cicli)
0 1 2 3 4 5 6 7-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Misure di distanza stazione-satellite
determinazione della posizione della stazione(3 coordinate spaziali)
+ sincronizzazione orologi della stazione e del satellite
osservazioni di almeno4 satellitiper ogni acquisizione
tempo di percorrenzasatellite-ricevitore
c velocità della luce
In una sessione di misureacquisizioni discretea intervalli regolari
da 1 seccinematico
stazione in movimento
coordinate diversead ogni acquisizione
fino a 30 secstatico
stazione fissa sempre le stesse coordinate
per tutte le acquisizioni
NOTA: Nelle misure di differenza di fasedurante 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
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 doppie2 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 Qbisogna conoscere la posizione di P
Punti noti
IGM95 rete nazionale 1200 vertici(distanza 20km)
raffittimenti regionali(distanza 7km)
capisaldi da occupare con ricevitori
Stazionipermanenti
ricevitori sempre accesidati acquisibili per via telematica(reti regionali – distanza: qualche decina di km)
Oppure…. GPS differenziale
posizionamento puntualecon correzioni degli errori atmosfericifornite 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
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