Esercizi di Topografia

C2: TECNICA DELLA LIVELLAZIONE TRIGONOMETRICA DA UN ESTREMO

Descrivi la tecnica delle livellazioni trigonometriche da un estremo esplicando:

- Le operazioni eseguite;

- Lo strumento adoperato e gli accorgimenti operativi. Per ottenere la massima precisione;

- La formula;

- Il grado di precisione raggiungibile.

è una livellazione a visuale libera. Si fa stazione su un punto di quota nota con la stazione totale. Sul

punto da rilevare si pone una mira. Si effettua la misurazione collimando sulla mira.

Questa tecnica si può adoperare per distanze fino ad alcuni km la precisione è di circa 1-2 cm per

1 km di distanza e cresce con il quadrato della distanza.

C3: SEZIONE DI CONTROLLO DEL GPS

-Descrivere come è composta la sezione di controllo del sistema GPS, quali sono i suoi compiti e in

che modo si svolge:

la sezione di controllo del sistema gps è costituita da:

- 2 stazioni di UPLOAD che trasmettono ai satelliti un segnale di sincronizzazione degli orologi e le

future orbite previste dalla stazione master.

- stazione MASTER collocata a Colorado Spirng, ha un orologio all’idrogeno che fornisce l’ora gps

sincronizzata con utc e un software che gli permette di aggiornare le vecchie orbite dei satelliti e

prevedere le future.

- 5 stazioni di TRACKING che tracciano le orbite dei satelliti tramite un cannone laser, e ricevono gli

orari degli orologi atomici satellitari. Inviano i dati di tracking e degli orologi della stazione Master.

- i ricevitori, che acquisiscono i dati orbitali dei satelliti e forniscono posizionamento tridimensionale

in tempo reale. C4:GPS

-Spiegare in che modo viene ottenuto il posizionamento di un punto con il sistema GPS e perché è

necessaria la visibilità di 4 satelliti.

METODO DELLE PSEUDO RANGE:

Il tempo di viaggio del segnale viene calcolato moltiplicando il tempo di viaggio per la velocità

della luce ottenendo così il range (o distanza) tra satellite e ricevitore.

Volendo ricavare le coordinate di un punto servono i segnali di 4 satelliti in contemporanea poiché

le incognite sono:

- le coordinate del punto (x, y, z)

- l’errore di sincronizzazione dell’orologio del ricevitore con gli orologi dei satelliti

Più satelliti sono visibili maggiore sarà la precisione.

C5:GPS

-Descrivere la composizione del sistema GPS e indicare le precisioni ottenibili con un singolo

ricevitore e in modalità differenziale. Elencare le principali fonti d’errore.

GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)

è un sistema di navigazione basato sulla trasmissione a terra di segnali radio emessi dai satelliti.

è composto da tre sezioni:

1. Sezione spaziale: composta da 24 a 32 satelliti di cui una parte sono operativi e un’altra parte di

riserva. Tutti questi satelliti sono disposti su sei orbite che contengono sia i satelliti operativi che quelli

di riserva.

2. Sezione di controllo: è costituita da stazioni fisse dette di tracking situate in posizioni note che

definiscono il sistema di riferimento nel quale vengono calcolate le orbite, stazione principale di

controllo nella quale vengono elaborati i dati come coordinate, parametri e orbitali, e stazioni di

trasmissione che ricevono i dati corretti dalla stazione principale di controllo e li trasmette

periodicamente ai satelliti.

3. Sezione dell’utenza: composta da tutti gli strumenti capaci di ricevere segnali dai satelliti.

Le principali fonti di errore sono: segnali riflessi, errori nella misura del tempo da parte degli orologi

satellitari, errori orbitali, numero limitato di satelliti visibili, degradazione del segnale, l’imperfetta

conoscenza della velocità di transizione del segnale a causa della densità atmosferica.

Per ottenere un grado di precisione elevato si usa la tecnica di differenza di fase. E’ una tecnica di

misura diversa da quella pseudorange. Agisce sull’onda radio portante; la misura consiste nel

confrontare la fase dell’onda portante trasmessa dal satellite con quella di un segnale di pari

frequenza generata dal ricevitore. E’ più precisa poiché si agisce su un segnale di lunghezza

d’onda molto inferiore. C6: FOTOGRAMMETRIA

-Elencare e descrivere i parametri d’orientamento interno ed esterno in fotogrammetria.

- la fotogrammetria è la tecnica di rilievo che consente di ottenere informazioni metriche di oggetti

e del territorio (forma e posizione) mediante interpretazione e misura di immagini fotografiche

(tradizionali e digitali)

Ogni fotogramma sarà caratterizzato da:

- parametri d’orientamento interno (riferiti alla fotocamera) parametri di distorsione, distanza

principale o facale p, le due coordinate del punto principale pp

- parametri d’orientamento esterno (indicano la posizione della fotocamera nello spazio) sono 6

parametri, 3 sono le coordinate del centro di presa O e 3 sono i coseni direttori oppure angoli di

rollio, baccheggio e sbandamento. C7: PIANO DI VOLO

-Schematizzare un piano di volo per la realizzazione di una cartografia in scala 1:2000, supponendo

di utilizzare una fotocamera con distanza principale di 150 mm ed ipotizzando una velocità

crociera dell’aereo di 360 km/h. Ricavare: -L’altezza di volo; -L’intervallo di scatto.

- Per effettuare le prese aeree è importante indicare: la quota di volo, la rotta e l’intervallo di

scatto. Ogni punto viene ripreso da una coppia di foto con riprese di volo andata e ritorno a

strisciata. Conoscendo la posizione della pellicola si risale alla posizione del terreno rappresentato

dal fotogramma. C8: TEODOLITE

1)Indicare quante e quali sono le condizioni di esattezza del teodolite e per ognuna di esse gli

errori derivanti dalla mancata rettifica.

il teodolite è uno strumento ottico a cannocchiale per la misurazione degli angoli azimutali e

zenitali, usato per rilievi geodetici e topografici. È costituito da una base, un’alidada e da un

cerchio graduato orizzontale ed uno verticale. La base è dotata di una livella e tre viti calanti per

regolare la verticalità dell’asse principale dello strumento. L’alidada è montata sulla base in modo

da poter ruotare attorno all’asse verticale ed a sua volta è munita di un cannocchiale che ruota su

un asse orizzontale.

le condizioni di esattezza del teodolite sono:

1. Asse primario (o verticale) deve essere perpendicolare al cerchio orizzontale

2. Asse primario deve passare per il suo centro

3. L’asse secondario (o orizzontale) deve essere perpendicolare al cerchio verticale.

4. Gli assi devono essere ortogonali a due a due, l’asse primario deve essere perpendicolare

all’asse secondario, l’asse secondario deve essere perpendicolare all’asse di collimazione.

5. I tre assi, primario, secondario e di collimazione si incontrano in un punto detto centro

strumentale.

6. I cerchi devono avere esatta graduazione

7. L’indice zenitale deve essere corretto, ovvero che collimando allo zenit l’angolo deve essere

nullo.

REGOLA DI BESSEL

Per misurare correttamente gli angoli azimutali e zenitali con il teodolite si deve eseguire una prima

lettura con il cerchio verticale a sinistra e una seconda con cerchio verticale a destra. Si ottengono

così le due letture coniugate: la misura sarà ottenuta dalla media delle letture.

In tal modo si compensano quasi tutti gli errori dovuti al non perfetto rispetto delle condizioni di

esattezza. Non si compensano l’errore dovuto alla non perfetta perpendicolarità tra asse generale

e piano del cerchio e quello dovuto alla non perfetta costruzione garantita dalle case produttrici.

Per il secondo, si eseguono letture in vari settori del cerchio e se ne fa la media,

C9: FOTOGRAMMETRIA DIGITALE

1)Spiegare brevemente i vantaggi della fotogrammetria digitale rispetto a quella tradizionale

(analitica e analogica).

La fotogrammetria digitale permette di imprimere l’immagine non su un supporto fisico (lastra o

pellicola) ma bensì su dispositivi di tipo elettronico/digitale, avendo appunto l’uso di immagini

digitali.

è rappresentabile attraverso una matrice dimensionale di cui ogni elemento prende il nome di

pixel. Le coordinate sono date dal numero di colonna e il numero di riga. Con l’avvento della

fotogrammetria digitale i computer hanno sostituito l’uso del restitutore fotogrammetrico. Dal

punto di vista concettuale quella digitale è simile a quella analitica poiché anch’essa adotta il

principio di effettuare l’operazione di misura sulle immagini e di ricavare per via analitica le

coordinate dei punti ad oggetto.

- fotogrammetria analitica la ricostruzione degli oggetti si ottiene elaborando numericamente con

gli strumenti di calcolo opportune misure effettuate direttamente sui fotogrammi.

- fotogrammetria analogica si ricostruisce la geometria di presa materializzando i raggi luminosi

provenienti dall’oggetto attraverso proiettori o aste. Il restitutore è collegato ad un pantografo che

traccia i movimenti effettuati dall’operatore.

il raddrizzamento consente di trasformare la fotografia di un oggetto piano in una proiezione

ortogonale dell’oggetto stesso. Lo scopo del raddrizzamento è quello di trasformare le coordinate

immagine di un punto nelle coordinate oggetto.

C10: CANNOCCHIALE

1)Descrivere il cannocchiale topografico esplicando il numero di lenti e la loro funzione. Spiegare

la funzione del reticolo.

il cannocchiale topografico è un apparato ottico impiegato sugli strumenti topografici per

consentire di osservare in dettaglio e collimare attraverso una linea di mira, punti e riferimenti di

segnali.

Il cannocchiale topografico è composto da:

- un corpo metallico tubolare;

- un obiettivo che è una lente convergente;

- una lente interna detta collettiva (divergente) che scorre per mezzo di una ghiera e permette di

la messa a fuoco dell’immagine (adattamento alla distanza)

- un reticolo, una lastrina di vetro con incisa una crocetta per collimare in modo preciso il punto;

- una lente convergente a piccola distanza focale detta oculare; permette la messa a fuoco del

reticolo (adattamento alla vista)

- un prima per il raddrizzamento dell’immagine

l’obbiettivo e la collettiva devono avere i propri centri allineati formando così l’asse ottico del

cannocchiale.

La funzione del reticolo è quella di ingrandire l’oggetto e considerare la misura solo quando

l’oggetto è centrato perfettamente in esso, avvero l’area di intersezione tra i due tratti del reticolo

che formano la crocetta.

C11: DESCRIVERE I PUNTI FIDUCIALI E IL TRIANGOLO FIDUCIALE

I punti fiduciali sono punti a cui fare riferimento per ogni rilievo topografico di aggiornamento

catastale. L’ubicazione dei punti deve formare una serie di triangoli ben conformati e aventi lati di

lunghezza 250-300 metri.