GPS - Rilievo con GPS

Metodi di rilevamento tramite GPS (Global Positioning System)

Alla fine degli anni sessanta il Dipartimento della Difesa degli Usa ha deciso di sviluppare un sistema di posizionamento tridimensionale in tempo reale su tutto il globo basato su una costellazione di satelliti artificiali; tale sistema era chiamato NAVSTAR GPS e doveva consentire un posizionamento con accuratezze dell’ordine delle decine di metri. In ambito geodetico e topografico il sistema GPS ha avuto un maggiore utilizzo dai primi anni ’90.

Il GPS è basato sulla ricezione di segnali radio emessi da satelliti artificiali posti su orbite quasi circolari con raggio di circa 26500 km. Per una maggiore comprensione del funzionamento si usa distinguere tre segmenti: segmento spaziale; segmento di controllo; segmento di utilizzo.

Segmento spaziale

Il segmento spaziale identifica la costellazione satellitare, che nella sua configurazione finale, è costituita da almeno 24 satelliti posti su 6 piani orbitali ugualmente spaziati in longitudine di 60° e inclinati di 55° rispetto al piano equatoriale. Essi sono distanti dalla superficie terrestre 20200 km ed il loro periodo di rivoluzione è di 11 ore e 58 minuti. Tale geometria orbitale consente ad un generico utente posto sulla superficie terrestre di osservare a qualsiasi ora, da qualsiasi punto e contemporaneamente un numero di 4-8 satelliti con una elevazione di almeno 15° sull’orizzonte.

Le funzioni svolte da un satellite GPS sono molte ma fondamentalmente esso trasmette segnali codificati verso gli utenti (dotati di un ricevitore) con una temporizzazione molto accurata. Per assolvere tali funzioni i satelliti montano a bordo oscillatori atomici (orologi) molto stabili e apparecchi di ricezione e trasmissione. Oltre a questi sono presenti memorie, unità di calcolo, il sistema di autoalimentazione costituito da pannelli solari, un apparato di navigazione basato su propulsori che consente di correggere in continuazione il movimento lungo l’orbita.

Generazione di satelliti in orbita

I satelliti GPS fino ad ora utilizzati sono divisi in cinque classi chiamate Blocco I, Blocco II, Blocco IIA, Blocco IIR, Blocco IIR-M, Blocco IIF e Blocco III (A,B e C). Quelli del Blocco I sono stati rimpiazzati dal Blocco II e così via fino a raggiungere un continuo aggiornamento della costellazione con i satelliti di ultima generazione del Blocco III. Pertanto in orbita si trovano sempre satelliti di generazione e caratteristiche differenti.

Metodi di rilevamento tramite GPS (Global Positioning System)

Alla fine degli anni sessanta il Dipartimento della Difesa degli Usa ha deciso di sviluppare un sistema di posizionamento tridimensionale in tempo reale su tutto il globo basato su una costellazione di satelliti artificiali; tale sistema era chiamato NAVSTAR GPS e doveva consentire un posizionamento con accuratezze dell’ordine delle decine di metri. In ambito geodetico e topografico il sistema GPS ha avuto un maggior utilizzo dai primi anni ’90.

Il GPS è basato sulla ricezione di segnali radio emessi da satelliti artificiali posti su orbite quasi circolari con raggio di circa 26500 km. Per una maggiore comprensione del funzionamento si usa distinguere tre segmenti: segmento spaziale; segmento di controllo; segmento di utilizzo.

Segmento spaziale

Il segmento spaziale identifica la costellazione satellitare, che nella sua configurazione finale, è costituita da almeno 24 satelliti posti su 6 piani orbitali ugualmente spaziati in longitudine di 60° e inclinati di 55° rispetto al piano equatoriale. Essi sono distanti dalla superficie terrestre 20200 km ed il loro periodo di rivoluzione è di 11 ore e 58 minuti. Tale geometria orbitale consente ad un generico utente posto sulla superficie terrestre di osservare a qualsiasi ora, da qualsiasi punto e contemporaneamente un numero di 4-8 satelliti con una elevazione di almeno 15° sull’orizzonte.

Le funzioni svolte da un satellite GPS sono molte ma fondamentalmente esso trasmette segnali codificati verso gli utenti (dotati di un ricevitore) con una temporizzazione molto accurata. Per assolvere tali funzioni i satelliti montano a bordo oscillatori atomici (orologi) molto stabili e apparati di ricezione e trasmissione. Oltre a questi sono presenti memorie, unità di calcolo, il sistema di autoalimentazione co