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rilievi GPS

topografia

Il Global Positioning Satellite System (GPS) NAVSTAR (NAVigation system using Timing and Ranging) è stato istituito dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DoD) allo scopo di fornire un sistema di navigazione in tempo reale ai militari U.S.A. L’uso del GPS è cresciuto al punto da fornire non solo un sistema di navigazione su tutto il globo e in ogni condizione meteo, ma anche precise determinazioni di posizione disponibili ad ogni categoria di utenti. La precisione risultante supera quella ottenibile con altri metodi senza largo dispendio di tempo e risorse.

Il sistema si compone di tre “segmenti”, chiamati Segmento di Controllo, Segmento Spaziale e Segmento Utente. Dalla corretta operatività di ciascuno di questi segmenti dipende l’affidabilità di tutto il sistema.

Il Segmento di Controllo è composto da un centro di controllo principale situato nella Falcon Air Force Base di Colorado Springs, negli U.S.A., più diverse stazioni di monitoraggio e controllo sparse in tutto il mondo. Queste stazioni effettuano il monitoraggio della costellazione, comunicano i dati alla stazione principale e ritrasmettono ai satelliti i segnali di controllo da questa originati. Le stazioni del Segmento di Controllo sono le sole che trasmettono verso i satelliti.

Il Segmento Spaziale è composto da una costellazione di satelliti orbitanti a circa 20.000 km di altezza. La costellazione completa e’ formata da 24 satelliti, ma ne possono essere attivi qualcuno in più o in meno (uso di satelliti di riserva). I satelliti sono schierati in sei orbite separate, ciascuna ospitante 4 satelliti. Le orbite sono percorse in circa 12 ore. Con la costellazione completa, la maggior parte del globo ha da 6 a 12 satelliti visibili contemporaneamente.

Il termine “Segmento Utente” indica qualsiasi ricevitore in ascolto dei satelliti in un certo istante. Non c’è alcuna organizzazione in questo Segmento, per ogni utente esso consiste nei suoi ricevitori attualmente in uso e nelle relative antenne. I ricevitori degli utenti sono strumenti passivi, si limitano ad ascoltare i segnali dei satelliti senza ritrasmettere nulla ad essi. Il sistema è così accessibile ad un qualsiasi numero di utenti in ogni momento.

Il sistema funziona con i satelliti orbitanti attorno alla Terra che trasmettono la loro posizione e l’ora corrente. Il ricevitore “traccia” i satelliti visibili in quel momento e riproducendo lo stesso codice (codice C/A) generato dai satelliti calcola la distanza da ciascun satellite a questo punto con una trilaterazione determina la propria posizione.

La posizione così ottenuta e’ detta posizione assoluta in quanto calcolata da un singolo ricevitore. L’errore (alcuni metri) della suddetta posizione però non la rende utilizzabile per applicazioni riguardanti la misura del territorio. Per abbattere l’errore si usa il cosiddetto metodo differenziale cioè si utilizzano contemporaneamente due o più ricevitori in modo tale da eliminare l’errore che e’ uguale per tutti i ricevitori che lavorano nella stessa area. Con il metodo differenziale sulla distanza le precisioni che si ottengono sono 3mm ±1 ppm.

I campi di applicazione del gps sono  tanti: -Rilievi di reti e poligonali geodetiche, -Controlli di deformazione (frane, dighe...), -Rilievo di dettaglio, -Rilievo catastale, -Picchettamenti e riconfinamenti  (RTK), -Formazione e manutenzione di GIS, -Batimetria, etc.

Rispetto all’utilizzo della strumentazione classica (teodolite + distanziometro) ci sono notevoli vantaggi: Elevata produttività,

Libertà di lavorare senza visibilità tra i punti, Possibilità di lavorare con qualsiasi condizione metereologica ed orario, Nessun limite sulle distanze da misurare, Facilità di utilizzo in campagna, Più operatori possono usare una unica stazione base, Possibilità di picchettamento (RTK), Maggior precisione ottenibile  specialmente su lunghe distanze.

Se il gps non ha bisogno di intervisibiltà tra i punti battuti però ha bisogno di visibilità verso i satelliti e quindi non si può lavorare all’interno di capannoni, si ha difficoltà a lavorare in vie urbane strette, nei boschi, etc.

La tecnica più recente di rilievo GPS  e’ la modalità RTK (Real Time Kinematic) che consente di ottenere già sul campo i risultati (nella modalità in post-elaborazione i dati devono essere elaborati in ufficio).

 
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