Risposte a tutte le domande di teoria di Topografia - Primo esonero

L'equazione di fase e le misure GNSS

L'equazione di fase può essere applicata a diverse portanti del segnale GNSS, ottenendo misure con precisioni diverse in base alla lunghezza d'onda del segnale. Tuttavia, non è possibile ottenere precisioni elevate a causa di errori che influenzano le misure.

È possibile definire una configurazione base in funzione del numero di satelliti (n) visibili dal singolo ricevitore R e del numero di epoche di osservazione (n) acquisite dal ricevitore per uno specifico satellite.

Le condizioni di orientamento di un ellissoide includono:

• Ondulazione del geoide nulla nel punto P (H=h)
• Coincidenza della normale all'ellissoide con la tangente alla verticale in P, cioè deviazione dalla verticale nulla
• Asse di rotazione dell'ellissoide parallelo all'asse di rotazione medio terrestre

Inoltre, sul territorio italiano sono presenti diversi datum, tra cui:

• WGS84
• ED50
• ETRS89

L'orientamento nel punto si basa sull'ondulazione del geoide, mentre l'orientamento medio utilizza una serie di punti distribuiti sul territorio.

territorio d’interesse (Es.Europa). Viene resa minima la somma dei quadrati dei valori dell’ondulazione del geoide su una serie di osservatoridistribuiti sul territorio d’interesse.

ELLISSOIDE GEOCENTRICO: centro dell’ellissoide coincidente con il centro di massa della terra, Asse di rotazionedell’ellissoide coincidente con l’asse di rotazione terrestre ad una determinata epoca.

DATUM IN ITALIA: Roma40 (basato su ellissoide internazionale Hayford, origine longitudini Monte Mario, latitudiniEquatore) , ED50 (basato su ellissoide internazionale Hayford, origine longitudini meridiano di Greenwich, latitudiniEquatore)e WGS84-ETRF89 (basato su ellissoide geocentrico GRS80, l’origine delle longitudini è il meridiano diGreenwich e l’origine delle latitudini è l’equatore). E’ presente un quarto Datum, il Bessel Genova usato per lacartografia catastale e le prime carte IGM con tre orientamenti: Genova, Roma, Castanea delle

Furie.GPS: posizionamento relativo e posizionamento assoluto Il GPS è un sistema molto flessibile e consente diverse modalità di rilievo in funzione di esigenze, precisioni, tempi e costi. Il posizionamento del GPS può essere eseguito in tre modalità: Il posizionamento Assoluto è quello dove le coordinate di un vertice sono determinate in un sistema di riferimento globale, ed è eseguito con un solo ricevitore basandosi solo sui segnali ricevuti dai satelliti GNSS. In questo posizionamento viene determinata la posizione del ricevitore nel sistema di riferimento geocentrico WGS84 senza alcuna possibilità di eliminazione degli errori sistematici insiti nel sistema. Per il posizionamento mediante pseudorange è sufficiente un ricevitore dei tipi più semplici come un navigatore satellitare per auto (anche se non tutti forniscono coordinate) un ricevitore palmare e un ricevitore più evoluto in grado di acquisire anche messaggi di

augmentation (EGNOS) e a volte la fase L1 permettendo dilisciare le misure di codice. Nella modalità Statica si utilizza un solo ricevitore che viene mantenuto in una posizione fissa per tutta la sessione, da qui si ottengono delle precisioni molto scarse, che dipendono dal tipo di Rx usato (mono o doppia frequenza) perché il segnale GPS ricevuto è soggetto a quasi tutte le sorgenti di errore e solo alcune possono essere parzialmente rimosse, infatti questo metodo è raramente usato.

Il posizionamento Relativo dove vengono determinate le componenti del vettore base-line che unisce due vertici. In questa maniera si eliminano o si riducono gli errori sistematici (bias) da cui sono affette le misure nelle stazioni. In questo posizionamento viene determinata la posizione di un ricevitore rispetto ad un altro. Il posizionamento relativo viene eseguito con l'utilizzo del metodo differenziale che consente l'eliminazione di gran parte degli errori sistematici.

cosicché si presta alle applicazioni geotopocartografiche. La modalità di rilievo statica prevede che durante la ricezione del segnale il sistema ricevitore-antenna sia fermo rispetto alla terra. Le applicazioni geodetiche richiedono generalmente rilievi in modalità statica con misure di fase e posizionamento relativo; in tal caso, l'elaborazione dei dati acquisiti viene eseguita a posteriori. In questo caso c'è l'esecuzione contemporanea delle osservazioni di almeno due stazioni, sulle quali Rx restano fisse per tutta la sessione. Si misura la baseline congiunta delle due stazioni, e questa procedura garantisce massima precisione e infatti viene normalmente utilizzata per la determinazione dei punti di appoggio o la costituzione di reti di inquadramento. Il tempo di osservazione è 45 minuti - 1 ora per basi fino a 15 km. Il sistema catastale italiano e la proiezione Cassini-Soldner. Questo sistema è stato adottato dal catasto.

italiano per rappresentare le mappe catastali. La formazione del Catasto è durata circa 70 anni (1886 ÷ 1956). La necessità di rispondere alle indicazioni sintetizzate nel primo comma dell'art. 3 della legge Messedaglia, hanno portato l'Amministrazione catastale ad adottare, nei diversi periodi di formazione delle mappe catastali, e questa fu utilizzata per creare gran parte delle attuali mappe catastali (circa l'80% dell'intero patrimonio cartografico). Nel 1886, venne adottata in Italia per la formazione della Mappa del Catasto italiano, dando seguito a nuovi studi e ricerche. Per coprire tutto il territorio nazionale furono adottate complessivamente 849 origini, 31 con grandi estensione e 818 con piccole estensioni. La rappresentazione è quindi policentrica, ogni centro è di solito un vertice trigonometrico di ordine superiore (I o II ordine); l'estensione massima della zona che si riferisce ad un centro di proiezione è

di circa 70 km dall'origine in direzione Est-Ovest e 100 km in direzione Nord-Sud. Orientamento: Genova all'osservatorio dell'istituto Idrogeografico della Marina Militare, definizione 1902

Coordinate geografiche: fi=44° 25' 08.235'' - Lamda=0° (8°55'15,709'') Est di Greenwitch

Azimut della direzione a: Monte del Telegrafo 117°31'08''91

La carta di Cassini-Soldner può dirsi derivata da una proiezione cilindrica inversa. L'ellissoide di riferimento è quello di BESSEL. Fu G. Cassini che propose di scegliere le sue coordinate geodetiche ortogonali rettificate; esse sono, in ordine, l'arco di meridiano compreso tra un'origine arbitraria e il piede della perpendicolare a tale arco passante per P (sezione normale principale) e il segmento di quest'ultima. La

La carta è equidistante sul meridiano di riferimento (asse delle x), nonché nelle direzioni ad esso

normali.squadratura è parallela agli assi x, y della rappresentazione e riporta gli inviti del reticolato Cassini-Soldner

In tutte le altre direzioni occorre applicare un modulo di deformazione.

GPS: descrivere le differenze prime, seconde e terze

Il sistema di posizionamento satellitare globale GNSS, che si basa sull'emissione di segnali elettromagnetici dei satelliti per avere la posizione tridimensionale del ricevitore a terra, è composto da tre componenti. Il Segmento spaziale, di controllo e utente. Questo tipo di sistema ha il vantaggio di semplicità dell'esecuzione delle misure, la velocità nel fare i rilievi, il fatto che ci sia un unico sistema di riferimento per la planimetria e altimetria (anche se la precisione non è uniforme), consente di lavorare anche di notte, non ci sono limiti di distanza tra i punti e la precisione delle misure è buona. Gli svantaggi però sono che è necessaria la visibilità dei satelliti,

la sensibilità ai disturbi elettromagnetici, la differenza tra il datum nazionale e quello GNSS. Questo tipo di segnale si crea partendo dalla frequenza fo, che viene prodotta dagli orologi atomici del segmento spaziale sopra citato, ed è un segnale formato da: Componenti messaggio: sono i codici della navigazione e contiene tutte le informazioni fondamentali, per esempio lo stato di salute dei satelliti o i parametri di correzione degli orologi. Componenti Impulsive: anche detti PRN, sono proprio i codici e sono le onde formate da una sequenza di impulsi. I valori di questi impulsi vanno da meno 1 a più uno e si ripetono ad intervalli stabiliti. Componenti portanti: sono le onde sinusoidali che si creano moltiplicando la fo per alcuni coefficienti. Di norma si usano almeno due componenti portanti per cancellare le perturbazioni causate dalla propagazione del segnale nella ionosfera che in base alla frequenza del segnale cambiano. GPS: Descrivere le modalità diposizionamento statico e cinematico La modalità statica: è la più precisa, consentendo di raggiungere precisioni sub-centimetriche, ma anche la più lenta, a causa dei lunghi periodi in cui i ricevitori vengono lasciati in acquisizione. Si basa su un posizionamento statico relativo con osservazioni di fase. Le sue caratteristiche principali sono: - Su ciascun punto viene collocato un ricevitore (eccezione per stazioni permanenti); - i ricevitori acquisiscono dati contemporaneamente; - le osservazioni continue vengono memorizzate con un assegnato intervallo di campionamento (generalmente da 5 s per statico rapido a 30 s per rilievi statici di diverse ore); - la sessione di misura ha durata dipendente dalle precisioni richieste e dalla lunghezza della base; - i dati acquisiti sono trasferiti su calcolatore, se necessario vengono scaricate effemeridi precise, e, mediante programmi dedicati, vengono elaborati. - Il tempo di misura si aggira tra mezz'ora eun'ora per basi di 10/20 km e ¾ ore per basi sopra i 100 km. - Precisione tra 10 alla meno 6 e 10 alla meno 8 La modalità cinematica: consiste nel tenere fisso uno dei due ricevitori (base) e nel trasportare il secondo (rover) lungo un percorso da determinare muovendosi con continuità. Il tracciato seguito viene determinato per punti, a intervalli di tempo regolari corrispondenti all'intervallo di campionamento fissato nei due ricevitori. Il metodo stop and go è una variante operativa del metodo cinematico con cui i punti da determinare vengono occupati successivamente dal rover tenendolo fermo per un certo tempo. Tale metodo consente di ottenere maggiori precisioni del precedente grazie ad un numero maggiore di epoche in cui si occupa il punto e con cui si determinano le ambiguità per ogni satellite. Si impiega però maggiore tempo. La tecnica cinematica è molto più produttiva di quella statica a fronte di una perdita diaccuratezza(che rimane comunque centimetrica, quindi compatibile con le applicazione tecniche). Problema: calcolo dell'ambiguità intera iniziale: In passato, e oggi in misura minore, si seguiva una procedura di inizializzazione del rilievo, di d