Paniere completo (multiple e aperte) Geomatica

Calcolo del dislivello ortometrico

ΔHAB sempre diverso al dislivello ortometrico misurato con un livello153. Sapendo che il dislivello fra due punti A e B è stato ricavato da misure GPS ed è pari a ΔhAB=111.046 m e che l'ondulazione del geoide nel punto A è pari a N A=40.033 m e che l'ondulazione del geoide nel punto B è pari a NB=40.101 m, il dislivello ortometrico ΔHABSi potrebbe determinare se si conoscesse almeno la quota di un punto154. Le coordinate (X,Y,Z) fornite da un ricevitore GPS sono coordinate cartesiane geocentriche.155. Come è definito il sistema di riferimento delle misure GPS? L'origine della terna cartesiana è posta nel centro di massa della Terra (sistema geocentrico), comprendendo gli oceani e l'atmosfera; asse z parallelo alla direzione dell'asse di rotazione terrestre definita dal BIH nel 1984.0; asse x è dato dall'intersezione del piano equatoriale ortogonale all'asse z col piano meridiano di

Greenwich; l'asse y completa la terna cartesiana destrorsa.156. Che quota si può ottenere dalle misure GPS? Motivare la risposta.

Dalla misura GPS si ottengono le coordinate spaziali in un punto, quali x,y,z, quindi latitudine,longitudine e altitudine. Questa però con un errore di 40-50m relativo al fatto che in alcune zone dellaterra l'ellissoide sta sopra il geoide ed in altre succede il contrario.

LEZIONE 44157. Nel messaggio (codice) D del GPS sono contenute tutte le informazioni suLa posizione dei satelliti.

158. Nel posizionamento GPS in tempo realePossiamo utilizzare le orbite trasmesse con il messaggio D.

159. La lunghezza d'onda delle due portanti L1 e L2 del segnale GPSE di circa 20cm.

160. La portante L1 del segnale GPS èmodulata dai codici pseudo casuali P e C/A.

161. Un ricevitore GPS osserva contemporaneamente 4 satelliti, con quale tipo di osservazione sipuò determinare la sua posizione in tempo reale?osservazioni di fase.

162. I

sono causati da diversi fattori, tra cui errori di orologio del ricevitore, errori di propagazione del segnale, errori di rifrazione atmosferica e errori di multipath. Questi errori possono influenzare la precisione delle misure GPS.

Gli strumentali sono derivanti dalle modalità di funzionamento dei satelliti e dei ricevitori e sono: lo sfasamento degli orologi del satellite, l'errore dell'orologio del ricevitore, lo stato di cattiva salute del satellite, e il "rumore" del ricevitore.

168. Che cosa è l'ambiguità iniziale di fase nelle misure GPS? È un valore costante nel tempo, che però si può risolvere prendendo in considerazione osservazioni effettuate in epoche diverse.

169. Che cosa sono i cycle-slips nelle misure GPS di fase? I cycle slip si verificano ogni qual volta il ricevitore perde l'aggancio con il satellite a causa di ostacoli lungo la congiungente satellite-ricevitore (alberi, edifici, veicoli) o per il basso rapporto segnale-rumore. Questo fa iniziare nuovamente il conteggio dei numeri di cicli interi.

170. Come sono modulate le portanti GPS? Le portanti sono generate moltiplicando la frequenza fondamentale f0 per opportuni coefficienti.

Si utilizzano più portanti per eliminare diverse cause di errore, prima fra tutte l'effetto del ritardo dovuto al passaggio per la ionosfera. Il GPS è stato progettato per avere due portanti (L1 e L2), ma i nuovi satelliti messi in orbita prevedono anche un'altra portante L5 per scopi civili.

Portante L1 f1 = 154⋅f0 λ1 19 cm

Portante L2 f2 = 120⋅f0 λ2 24 cm

Portante L5 f5 = 1176 MHz

171. Cosa è una misura di codice o pseudo-range?

Si basano sulla misura del tempo di volo del segnale, ovvero l'intervallo di tempo Δt fra la trasmissione del segnale da parte del satellite e la ricezione da parte del ricevitore. Conoscendo la velocità di propagazione del segnale e misurando l'intervallo Δt, la distanza satellite-ricevitore è data da: d = c⋅Δt.

Tale misura viene effettuata correlando due segnali: il segnale del satellite arrivato al ricevitore e l'identico segnale (replica).

172. Un ricevitore GPS può inviare informazioni ai satelliti? No, poiché il GPS è un sistema one-way ranging system, cioè che il segnale è trasmesso solo dai satelliti mentre gli utenti non possono inviare informazioni ai satelliti.

173. Cosa è una misura di fase? È la distanza satellite-ricevitore misurata sulle portanti L1 e L2 demodulate.

LEZIONE 45

174. Nel rilievo con la tecnica GPS il disturbo prodotto dal multipath richiede l'impiego di antenne GPS in grado di schermare parte di questo effetto.

175. La posizione del centro di fase di una antenna GPS è fisso.

176. Il centro di fase di una antenna GPS è diverso per le due portanti GPS L1 e L2.

177. Il centro di fase di una antenna GPS è il punto in cui arriva il segnale GPS proveniente dai satelliti.

178. Nel rilievo GPS con misure di fase si chiama soluzione "floating" quando non è possibile determinare la posizione.

centro di fase di una antenna GPS. Nessuna delle altre risposte è corretta. 180. Nel rilievo GPS con misure di fase si chiama soluzione "fixed" la soluzione ottenuta fissando il valore dell'ambiguità iniziale ad un numero intero. 181. Alle frequenze del segnale GPS (onde radio in banda L), la ionosfera è un mezzo dispersivo, per cui le onde elettromagnetiche del segnale GPS che si propagano in essa hanno velocità che dipende dalla loro frequenza. 182. Qual è l'equazione dell'osservabile GPS iono-free L3L = n L + n L n n, dove e sono due opportuni coefficienti. 183. Il disturbo troposferico nelle misure GPS è dovuto principalmente alla componente umida dell'atmosfera. 184. Nelle misure GPS il disturbo troposferico può essere ridotto se la baseline fra due ricevitori è inferiore a 30 km circa. 185. Nell'osservazione GPS il disturbo ionosferico può essere eliminato calcolando la

combinazione lineare iono-free con le osservazioni L1 e L2.

Le effemeridi precise dei satelliti GPS possono fornite al ricevitore attraverso il messaggio D.

Descrivere che cosa è il disturbo ionosferico nelle misure GPS

La ionosfera è la parte dell'atmosfera che si estende approssimativamente fra i 50 e i 100 km di altitudine, nella quale la radiazione solare ultravioletta proveniente dal Sole provoca la dissociazione e la ionizzazione delle molecole gassose presenti, determinando uno strato di elettroni liberi.

Come viene rimosso il disturbo ionosferico se si utilizza in un ricevitore GPS a doppia frequenza

Utilizzando due frequenze è possibile effettuare a rimozione dell'effetto al primo ordine. In alcuni periodi, quando l'attività solare è molto intensa, gli effetti di ordine superiore sono trascurabili.

Descrivere gli errori di modello nel GPS

Gli errori di rifrazione, detti biases atmosferici, sono dovuti alla propagazione

del segnale attraverso l'atmosfera. La distanza tra satellite e ricevitore, misurata con segnali elettromagnetici, differisce dalla distanza geometrica rettilinea a causa di tre fenomeni atmosferici: curvatura del segnale, bias ionosferico, bias troposferico. 190. Descrivere gli errori di osservazione nel GPS Gli errori di osservazione possono essere di diverse tipologie e possono essere: multipath, cycle slip, configurazione geometrica dei satelliti. 191. Come si riduce l'errore ionosferico? Il metodo più efficace è l'impiego di segnali con frequenze differenti ed è per questo motivo per cui il segnale GPS ha due onde portanti, L1 e L2. 192. Come di può ridurre l'errore troposferico? È possibile ridurre l'errore troposferico si fissa un angolo di taglio (cut-off) dove vengono osservate o elaborate solo le osservazioni provenienti da satelliti che si trovano ad un angolo di elevazione superiore a 10-15°. 193. Come viene ridotto ilrete GPS, il numero massimo di basi linearmente indipendenti è 5. Per ridurre l'effetto ionosferico nel ricevitore GPS a singola frequenza, è necessario utilizzare un ricevitore a doppia frequenza. Questo è il motivo principale per cui il GPS ha due portanti. Utilizzando la doppia frequenza e combinandole linearmente, è possibile ridurre l'errore ionosferico. L'osservazione GPS ricavata dalle differenze doppie è l'osservabile più utilizzato per la stima dei parametri incogniti. Il posizionamento GPS relativo viene effettuato per migliorare la precisione del posizionamento. L'osservabile di differenza singola fra ricevitori GPS permette di eliminare gli errori di orologio dei ricevitori. L'osservabile GPS di differenza tripla viene utilizzato per correggere i cycle-slips. Nel caso in cui si debbano rilevare le coordinate di M vertici di una rete GPS, il numero massimo di basi linearmente indipendenti è M-1. Ad esempio, se si devono rilevare 6 vertici di una rete GPS, il numero massimo di basi linearmente indipendenti è 5.

rete a quadrilateri trilaterati che distano in media 3 km eavendo a disposizione 4 GPS, il tempo medio previsto per il rilievo, sapendo che per ogni spostamentooccorrono 15 minuti, è: 2 ore e 15 minuti

La differenza singola fra satelliti ci permette di eliminarel'errore dell'orologio del ricevitore

LEZIONE 47

1. Data una rete di 8 vertici e 4 ricevitori GPS, quante sessioni occorrono per rilevare la rete usandolo schema a quadrilateri trilaterati? 2

2. Data una rete GPS la compensazione multi-base è Rigorosa

3. Un rilievo GPS nel quale si misurano diversi vertici in modalità relativa può essere compensato in modalità single e/o multi base

4. Dovendo rilevare 6 vertici di una rete a quadrilateri trilaterati che distano in media 18 km eavendo a disposizione 4 GPS, il tempo medio previsto per il rilievo, sapendo che per ogni spostamentooccorrono 45