Domande Teoria - riassunto moduli cartografia PDF

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riassunto moduli cartografia ...

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DOMANDE TEORIA

1. DESCRIVI LE MISURE DI PSEUDORANGE E DI FASE Sono entrambe due tipi di misure che possono essere eseguite sul segnale GPS. Con entrambi i metodi il risultato della misura è la distanza ricevitore-satellite (distanza tra i due punti individuati dal centro di fase dell'ʹ antenna del satellite e dal centro di fase dell’antenna del ricevitore).  Le misure di pseudorange, si eseguono sui codici PRN, sono usate per la navigazione perché i risultati in tempo reale si ottengono senza particolari elaborazioni;  le misure di fase, si eseguono sulle portanti demodulate; sono misure più precise rispetto a quelle di pseudorange.

2. DESCRIVERE IL SISTEMA GAUSS-BOAGA La proiezione di Gauss-Boaga è la proiezione cartografica proposta nel 1940 dal prof. Giovanni Boaga e che è stata adottata in gran parte della cartografia ufficiale italiana. Il sistema Gauss-Boaga definisce, oltre alla proiezione cartografica, anche il sistema geodetico di riferimento Roma 40. La proiezione cartografica definisce il metodo per proiettare sul piano cartesiano le coordinate geografiche dei punti posizionati sulla superficie dell'ellissoide. Si tratta quindi di una trasformazione matematica che a partire dalle coordinate geografiche φ (latitudine) e λ (longitudine), calcola le coordinate cartografiche x e y sul piano e viceversa. La proiezione di Gauss-Boaga è un caso particolare della proiezione di Gauss ed è caratterizzata dalle seguenti proprietà: Adotta l'Ellissoide Internazionale 1924, caratterizzato da semiasse equatoriale a = 6378388 metri e schiacciamento α = 1/297.00.  Esistono due proiezioni distinte: fuso Ovest e fuso Est, che differiscono per la scelta dei meridiani di riferimento. Essi sono posti rispettivamente a 9° e a 15° ad Est di Greenwich. Ciascuna proiezione copre una zona di longitudine ampia 6°, separate dal meridiano posto a 12°.  Per la proiezione utilizza un cilindro non esattamente tangente all'ellissoide. In questo modo la distorsione di scala viene ridotta (di un fattore 0.9996) e maggiormente distribuita. Infine il sistema proposto da Boaga definisce anche la posizione dell'ellissoide rispetto alla superficie terrestre. L'ellissoide venne orientato in modo tale che la sua normale coincidesse con la verticale (indicata dal "filo a piombo") passante per il vertice geodetico di Roma Monte Mario e al vertice stesso vennero attribuite coordinate geografiche φ = 41° 55' 25".51 e λ = 12° 27' 08".40. Questo orientamento prende il nome di datum Roma 40. 

3. DESCRIVERE I DATUM WGS84, ED50 E RM40 Il Datum è un sistema di riferimento e la sua definizione è legata alle superfici di riferimento: geoide ed ellissoide. Per definire un DATUM è necessario  Scegliere un ellissoide con ben precisi parametri  Orientare l’ellissoide nello spazio, ovvero posizionare l’ellissoide rispetto al geoide Il datum WGS84 è un sistema di coordinate geografiche geodetico, mondiale, basato su un ellissoide di riferimento elaborato nel 1984. Dal punto di vista geometrico, il WGS84 è un particolare sistema terrestre convenzionale, ovvero un sistema di riferimento cartesiano usato per descrivere la Terra. I parametri sono: semiasse maggiore: a = 6 378 137 schiacciamento: f = 1/298.257223563 Le caratteristiche sono:  Orientamento: geocentrico  origine delle longitudini: meridiano convenzionale (prossimità di Greenwich)  origine delle latitudini: equatore Il Nome ED50 sta per European Datum 1950 e definisce il sistema geodetico, riferito ai dati misurati nel 1950. L'ellissoide di riferimento associato a questo sistema è l'ellissoide internazionale Hayford. Le coordinate del punto di emanazione sono:  

Latitudine: 52°22'51,4456" Nord Longitudine: 13°03'58,9283" Est

Il meridiano fondamentale è quello di Greenwich. L’origine delle latitudini è l’equatore. Inoltre viene utilizzata in Italia per la suddivisione dei fogli dell' IGM di nuova produzione. Roma 40 è un Datum geodetico, definisce il sistema geodetico dell'Italia, riferito ai dati astronomici del 1940. L'ellissoide associato a questo sistema di riferimento è l'ellissoide internazionale di Hayford orientato a Roma Monte Mario. Il meridiano fondamentale è quello di Monte Mario. Per riferire le longitudini di un qualsiasi punto appartenente all'ellissoide al meridiano di Greenwich va sommata algebricamente alla sua longitudine quella di Monte Mario che è pari a 12°27'08,400". L'azimut è stato misurato orientandosi a Monte Soratte. La rete geodetica associata è quella dell'IGM distinta in I, II, III, IV ordine. Assieme al piano Gauss-Boaga, Roma 40 viene adottato per la cartografia nazionale e regionale e per la cartografia catastale di alcune province. Al sistema Roma 40 è associato l'ellissoide di riferimento di Hayford, descritto dai seguenti parametri:  

semiasse maggiore: a = 6 378 388 m eccentricità: e² = 6,722670022 x 10-3

4. DESCRIVERE I POSSIBILI ERRORI DI RETTIFICA CHE INFLUENZANO LE LETTURE AZIMUTALI DEL TEODOLITE; SPECIFICARE INOLTRE I METODI PER ELIMINARE TALI ERRORI Nelle operazioni di misura con il teodolite è possibile commettere errori di vario tipo:  sistematici (errori di rettifica, vedi tabella precedente)  grossolani (errata individuazione del punto da collimare, spostamenti indesiderati dello strumento durante le misure)  accidentali (errori di collimazione, la collimazione dipende dalle capacità dell’operatore; piccoli movimenti del dello strumento dovuti ad es. ad effetti termici o ad assestamenti del terreno) Si dimostra che alcuni errori sistematici sull’ angolo azimutale, e cioè:  errore residuo di inclinazione (2^ condizione di rettifica)  errore residuo di collimazione (3^ condizione di rettifica)  errore di eccentricità del cannocchiale (condizione di costruzione)

5. DESCRIVERE LA LIVELLAZIONE GEOMETRICA DAL CENTRO La tecnica per misurare il dislivello tra due punti A,B è: ΔHAB = HB – HA Ossia il dislivello AB significa quota ORTOMETRICA di B meno quota ORTOMETRICA di A. Il livello è lo strumento topografico attraverso il quale è possibile effettuare la misura diretta dei dislivelli. È uno strumento a cannocchiale che permette di collimare un’asta graduata detta stadia realizzando una linea di mira orizzontale. Considero la superficie equipotenziale passante per il centro dello strumento e passante per l’A, l’B sulle stadie. Per l’ipotesi della distanza AB ～100m posso:  approssimare la superficie equipotenziale con una sfera  considerare la superficie equipotenziale parallela al geoide La livellazione geometrica dal centro è ancora oggi la tecnica topografica più accurata per la determinazione dei dislivelli. La misura del dislivello effettuata con questa tecnica non è influenzata da un’eventuale errore � di rettifica dell’asse di collimazione. Il dislivello viene misurato due volte: in andata e ritorno. La differenza tra ΔH AB,andata e ΔHAB,ritorno deve risultare inferiore ad una tolleranza prestabilita. Il dislivello finale sarà: ΔHAB = (ΔHAB,andata + ΔHAB,ritorno)/2 La precisione della livellazione geometrica: σ= k√D dove k≤ 1 mm livellazione di alta precisione k≤ 3 mm livellazione di precisione k≤ 20-30 mm mm livellazione tecnica

6. DESCRIVERE LE OPERAZIONI DI MESSA IN STAZIONE DELLA STAZIONE TOTALE La stazione totale è uno strumento integrato composto da teodolite e distanziometro. Può effettuare sia le misure angolari (come il teodolite) che le misure di distanza. La messa in stazione del teodolite consiste nell’eseguire tutte quelle operazioni che consentono di ottenere misure precise di angoli e di distanze. Inizialmente si pone il treppiede sulla verticale del punto a terra utilizzando un filo a piombo che viene collegato ad un apposito gancio. Successivamente si collega lo strumento al treppiede e mediante la livella sferica e il piombino ottico si procede al suo centramento sul punto di stazione. Dopo queste operazioni l’asse principale del teodolite risulta approssimativamente verticale: con la livella torica si affina la sua verticalità e si ricontrolla il centramento del punto a terra.

7. DESCRIVERE LA LIVELLAZIONE GEOMETRICA ASIMMETRICA

8. DESCRIVERE IL SISTEMA CARTOGRAFICO UTM E I DATUM AD ESSO ASSOCIATI E una rappresentazione di Gauss con fattore di contrazione k=0.9996 (cilindro secante), e quindi una rappresentazione conforme. Viene usata per rappresentare le zone dell’ellissoide comprese tra le latitudini di 80° sud e 80° nord. L’ellissoide è suddiviso in 60 fusi di ampiezza Δλ=6° numerati dall’anti-meridiano di Greenwich in verso antiorario. L’ellissoide è suddiviso in 20 fasce di ampiezza Δϕ=8°, sono 10 fasce per ogni emisfero. In Italia il sistema UTM si basa su due Datum: Datum ED50 sistema cartografico UTM-ED50 Datum WGS84 sistema cartografico UTM-WGS84

9. DESCRIVERE LE CARATTERISTICHE DALLA PROIEZIONE CASSINI-SOLDNER Per il Nuovo Catasto Geometrico Particellare fu adottato il sistema di rappresentazione di CASSINI-SOLDNER. Le coordinate cartesiane piane Cassini-Soldner sono: Coordinate Geodetiche Ortogonali o Rettangolari (X, Y) O = origine X = lunghezza dell’arco di meridiano OQ Y = lunghezza dell’arco di geodetica QP ortogonale in Q al meridiano per O Considerando il cilindro tangente all’ellissoide lungo il meridiano principale otteniamo che:  le geodetiche perpendicolari al meridiano principale sono riportate in vera lunghezza  il sistema di assi di riferimento è formato dalla trasformata piana del meridiano principale e della retta perpendicolare alla trasformata piana e passante per l’origine. L’estensione massima del territorio rappresentato in una una mappa catastale nel sistema Cassini-Soldner:  70 Km nella direzione est-ovest  100 Km nella direzione nord-sud

10. DESCRIVERE LE CARATTERISTICHE DEL PIANO DI GAUSS E DEL PIANO DI GAUSS CONTRATTO È una rappresentazione cartografica:  conforme (non sono presenti deformazioni angolari)  proiezione per sviluppo cilindrica trasversa Proiezione per sviluppo cilindrica trasversa (o inversa): il cilindro è tangente all’ellissoide lungo un meridiano detto meridiano di tangenza (o meridiano centrale). Per ridurre le deformazioni della carta è spesso utilizzata la stessa proiezione di Gauss con un cilindro secante invece che con il cilindro tangente.  Le due linee di secanza saranno simmetriche rispetto al meridiano centrale  Le deformazioni introdotte saranno sia in dilatazione (come il caso del cilindro tangente) che in contrazione. In pratica si inserisce un coefficiente di contrazione k che per un fuso di 6° è k=0.9996 modulo di deformazione lineare risulta compreso tra 0.9996 e 1.0004.

11. DESCRIVERE LE CONDIZIONI DI RETTIFICA DEL TEODOLITE, SPECIFICANDO ANCHE LE CONDIZIONI DI RETTIFICA DELLE LIVELLE SFERICA E TORICA. La struttura del teodolite può essere schematizzata individuando tre assi fondamentali:  asse principale/primario (a1): asse di rotazione per l’alidada; a1 deve coincidere con la verticale nel punto  di stazione (l’asse è reso verticale usando le livelle)  asse secondario/di rotazione (a2): asse di rotazione per il cannocchiale; deve essere perpendicolare ad a1  asse di collimazione (a3): coincide con l’asse ottico del cannocchiale; deve essere perpendicolare ad a2. Le condizioni di rettifica di un teodolite rappresentano le condizioni fondamentali che devono essere verificate per poter misurare correttamente letture azimutali e angoli zenitali con il teodolite e sono:

l’asse principale (a1) deve essere reso verticale tramite le livelle sferica e torica l’asse secondario (a2) deve essere perpendicolare al primario (a1 perpendicolare a2) l’asse di collimazione (a3) deve essere perpendicolare al secondario (a2 perpendicolare a3) i tre assi del teodolite si devono incontrare in un punto (centro dello strumento) il cerchio orizzontale deve essere perpendicolare all’asse a1 il cerchio verticale deve essere perpendicolare all’asse a2 l’asse a1 deve passare per il centro del cerchio orizzontale l’asse a2 deve passare per il centro del cerchio verticale la graduazione dei cerchi deve essere uniforme (le tacche incise nel cerchio devono essere distanziate in modo identico)  quando l’asse del cannocchiale coincide con l’asse primario, si deve leggere zero sulla graduazione del cerchio verticale (angolo zenitale nullo) La livella sferica è posizionata sulla basetta ed è costituita da una fiala di vetro riempita quasi totalmente da un liquido a bassa viscosità. La superficie interna è a forma di calotta sferica dove è tracciato un cerchio di riferimento ovviamente la livella sferica risulta messa in bolla quando la bolla è al centro del cerchio di riferimento. Quando la condizione di perpendicolarità tra il piano di fede della livella sferica e l’asse primario è rispettata si dice che la livella sferica è rettificata. La messa in bolla della livella, quindi, serve per rendere verticale l’asse principale solo se la livella è rettificata. La livella torica è posizionata sull’alidada ed è costituita da una fiala di vetro a forma di toro riempita quasi totalmente da un liquido a bassa viscosità. Sulla superficie della livella torica è tracciata una graduazione che risulta simmetrica rispetto al punto centrale della livella stessa. La rettifica della livella torica può essere controllata con una facile procedura operativa; si ricorda che la livella torica, essendo posizionata sull’alidada, può ruotare rispetto al basamento quindi:  si mette in bolla la livella nella posizione 1  si porta la livella nella posizione 2 ruotando l’alidada di 180_  si controlla la posizione della bolla: se nella posizione due la bolla resta centrata allora la livella è rettificata.         ...