GPS - Schemi slide topografia. PDF

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Schemi slide topografia....

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IL SISTEMA GPS GPS NAVSTAR (= Global Positioning System, NAVigation uSing Timing And Ranging)        

Cos’è il GPS: E’ un sistema satellitare basato sul radio posizionamento. E’ gestito dai militari USA. Serve per la navigazione e per il posizionamento. Garantisce la copertura su tutta la Terra. E’ un sistema passivo a disposizione di un numero infinito di utenti senza costo. Può essere usato per rilievi topografici. Può dare precisioni superiori ad altri sistemi.

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Struttura del GPS: SEGMENTO SPAZIALE  costellazione di 27 satelliti GPS su 6 orbite inclinate di 56° sull’equatore. SEGMENTO DI CONTROLLO  stazioni di controllo per tracciare e gestire i satelliti. SEGMENTO UTENTE  ricevitori progettati per ricevere, decodificare e processare i dati dei satelliti.

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SEGMENTO SPAZIALE

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SEGMENTO UTENTE

SEGMENTO DI CONTROLLO

SEGMENTO DI CONTROLLO

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5 STAZIONI DI CONTROLLO: - 4 STAZIONI DI MONITORAGGIO (Hawaii, Ascension, Diego Garcia, Kwajalein). - 1 STAZIONE MASTER - MCS (Colorado Springs).

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FUNZIONI: - Controllo degli orologi a bordo dei satelliti per eventuali correzioni. - Calcolo delle orbite dei satelliti - effemeridi predette ed effemeridi precise. - Manovre di correzione d’orbita. - Monitoraggio dello stato di salute della costellazione dei satelliti.

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I dati registrati sono mandati alla STAZIONE MASTER. La Master Control Station (MCS) è situata alla base dell’aeronautica a Falcon, in Colorado Springs. La MCS processa i dati insieme alle informazioni di tempo e i parametri terrestri provenienti da altri laboratori ufficiali. La MCS genera il messaggio di navigazione da aggiornare (per es. le effemeridi e le correzioni degli orologi) ed è la sola stazione che manovra i satelliti.

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EFFEMERIDI: - PREDETTE  indicano la rotta teorica che ogni satellite dovrebbe seguire. - PRECISE  indicano la rotta effettiva che ogni satellite ha seguito.

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SEGMENTO SPAZIALE 24 satelliti, 3 riserve attive. 6 piani orbitali inclinati di 56° sull’equatore. 4 satelliti su ogni orbita. Orbite quasi circolari con periodo di 11h 58m. Distanza dalla Terra di circa 20.100 km. I satelliti sono nominati con il codice PRN (Pseudo-Random Noise).

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La distribuzione delle orbite e dei satelliti è stata scelta con il preciso obiettivo di far si che in ogni punto del pianeta e ad ogni ora, sia sempre possibile ricevere il segnale di un numero di satelliti compreso tra 5 e 8 a partire da un’elevazione di 15° sull’orizzonte.

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FUNZIONE: - Trasmettere informazioni agli utilizzatori tramite segnali radio modulati. - Mantenere un riferimento di tempo accurato. - Ricevere e memorizzare le informazioni dal SEGMENTO DI CONTROLLO. - Eseguire manovre di CORREZIONI d’ORBITA.

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STAZIONE UTENTE Il SEGMENTO UTENTE osserva e registra i dati trasmessi dai numerosi satelliti e applica algoritmi matematici per ottenere una posizione tridimensionale con il tempo e la velocità.

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FUNZIONI: - Ricevere il segnale tramite l’antenna. - Analizzare, modulare e demodulare il segnale. - Elaborare il segnale. - Memorizzare i dati.

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TIPI DI RICEVITORI GPS: - DA NAVIGAZIONE (registrano solo posizioni). - SOLO CODICE (registrano solo pseudoranges): Acquisisce solo codice C/A. Strumento di piccole dimensioni. Posizionamento: » Assoluto  +/- 10 m. » Differenziale  metrica. - SINGOLA FREQUENZA (ricevono solo L1): Acquisisce codice C/A e portante L1. Possibilità di memorizzare i dati in una memoria interna. Posizionamento con misure di codice e di fase su L1. Posizionamento assoluto, relativo e differenziale. Posizionamento statico o cinematico, anche di precisione su basi limitate a 15-20 km. - DOPPIA FREQUENZA (ricevono L1 e L2): Acquisisce tutte le parti del segnale (L1, L2, C/A, P). Possibilità di memorizzare i dati in una memoria interna. Posizionamento con misure di codice e di fase. Posizionamento assoluto, relativo o differenziale. Posizionamento di precisione statico o cinematico senza limiti di lunghezza delle basi.

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RICEVITORE C/A CODE

TIPI DI RICEVITORI PRECISIONE +/- 100 m +/- 1-5 m Diff.

P/Y CODE (Militare)

+/- 10-20 m +/- 0,5-2 m

L1, C/A

0,5 cm +/- 1 ppm

L1, L2, C/A Pcode

0,5 cm +/- 1 ppm

APPLICAZIONE Navigazione. Precisa navigazione, Hydrographic, GIS, Real-Time Differential. Precisa navigazione, Hydrographic Survey. Real-Time Differential Militare. Rilievo geodetico < 15/20 km, Statico, Cinematico, RTK. Rilievo geodetico Statico, Cinematico, RTK....