GPS Orbite ellittiche leggi di Keplero valide per
GPS
Orbite ellittiche – leggi di Keplero (valide per masse a simmetria sferica – soddisfatte approssimativamente)
Terza legge di Keplero a T luna ~400000 km ~29 giorni satelliti geostazionari ~42000 km 23 h 56’ (giorno sidereo) satelliti GPS ~26000 km 11 h 58’ satelliti per telerilevamento ~7000 km ~1 h 1/2
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 1 portante lasciata invariata 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) errore casuale di misura uso portante non modulata errore casuale di misura tempo di percorrenza pseudorange 30 cm sfasamento (in frazioni di ciclo) 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 fino a 30 sec statico stazione in movimento coordinate diverse ad ogni acquisizione 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 statico 3 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 IGM 95 rete nazionale (distanza 20 km) 1200 vertici raffittimenti regionali (distanza 7 km) 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
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