Topografia - relazione tecnica

ESPERIENZE STRUMENTALI- GPS GEODETICO

L'obiettivo dell'esperienza è relazionare i punti misurati in coordinate locali, mediante l'ausilio della stazione totale, alle coordinate del sistema cartografico nazionale, utilizzando il GPS.

Lo strumento, costituito da un'asta che sorregge un'antenna e un pannello elettronico dei comandi, ha una precisione di metri (2/3 m in situazioni standard) se utilizzato senza connessione web, con dati provenienti solo dai satelliti. Nel momento in cui il dispositivo si connette online come ROVER (utilizzatore di segnale noto), la precisione passa da metri a circa 2/3 centimetri.

Il funzionamento del GPS è dovuto all'appoggio ai satelliti, i quali emettono una trasmissione modulata su un bip e un segnale orario. I ricevitori riconoscono il bip e registrano l'orario d'arrivo del segnale; si riesce così a calcolarne il tempo di percorrenza e la sua velocità, da cui si ricava immediatamente la distanza.

Come prodotto dei due. I GPS sono programmati in modo tale da conoscere istante per istante la posizione del satellite a cui fanno riferimento. Per attuare le misurazioni è stata usata la tecnologia NRTK (Network Real Time Kinematic), in appoggio alla rete trentina TPOS, costituita da stazioni permanenti, di coordinate note. Ciò risolve il problema dell'operatore di dover avere un punto noto come riferimento. Gli errori di misura sono principalmente dovuti alla differenza di tecnologia fra il dispositivo utilizzato e i satelliti, dagli ostacoli naturali e dal fatto che la velocità dell'onda non si può sempre uguagliare a quella della luce. In atmosfera, che è stratificata, il percorso dell'onda non segue una traiettoria rettilinea curva, con effetto particolarmente evidente in Ionosfera e Stratosfera. Il problema tecnologico è dovuto agli orologi. Tutto il calcolo è basato su di essi quindi devono possedere un alto grado di accuratezza.

Il dispositivo utilizzato a terra produce un segnale con velocità di circa 300'000km/s. I satelliti sono posti a circa 20'000 km dalla Terra, dunque anche un errore infinitesimo avrà la sua rilevanza.

LIVELLO

Lo scopo dell'esperienza è la determinazione del dislivello su un perimetro tramite una rete chiusa di misure di livello, composta da cinque posizioni selezionate all'interno del parco di Mesiano. La strumentazione è composta da un livello e due stadie graduate.

I metodi di misura possono essere:

1. in cui lo strumento viene posizionato a metà percorso tra le due stadie;
2. in cui il livello viene posto in prossimità di una delle due stadie e, una volta acquisiti i dati, si procede spostandolo dall'altra. Ciò è attuato in caso di ostacoli naturali o per il calcolo dell'errore di srettifica;

La preparazione dello strumento si suddivide in più fasi:

1. ...

Messa in stazione dello strumento, tramite l'aggiustamento del treppiede per le correzioni grossolane e scelta dell'altezza più comoda per l'operatore. Con l'ausilio delle viti calanti, presenti sul basamento dello strumento, si cerca renderne verticale l'asse di rotazione, con riferimento ad una livella sferica. Si noti che, con il solo ausilio di essa, non sia possibile raggiungere la totale verticalità dell'asse; per sopperire a questa mancanza un compensatore interno provvedere a rendere orizzontale l'asse di collimazione. L'effetto è visibile sottoponendo il livello ad un brusco spostamento: si noterà che guardando nell'oculare il reticolo si sposta autonomamente fino alla stabilizzazione. 32) Messa a fuoco dello strumento. Posizionato lo strumento, lo si ruota approssimativamente verso la posizione interessata al rilevamento della quota, con l'ausilio di una tacca di mira metallica presente sulla parte.superiore dell'ottica. Sul punto da collimare dovrà essere presente una stadia specifica per il livello, dotata di due scale graduate. Essa può essere tenuta in posizione verticale da un secondo operatore o tramite un piedistallo, in riferimento alla livella sferica presente su di essa. Affinché si possa effettuare la lettura dei valori cercati, devono essere messi a fuoco sia la stadia, con l'ausilio di un'apposita manovella, sia il reticolo, con il suo apparato di messa a fuoco direttamente accessibile dall'oculare dello strumento. 3) Lettura. L'acquisizione della lettura alla stadia deve essere effettuata su entrambe le scale, fornendo così, per ogni punto interessato, due letture. Da notare un particolare relativo allivello e alla sua ottica: lo strumento viene solitamente utilizzato per misurare quote tra punti lontani al massimo venti o trenta metri. I dati raccolti sono poi stati riportati su un foglio di calcolo grazie al quale sono

Stati definiti il dislivello, la media, la deviazione standard e lo scarto, come successivamente riportato.

STAZIONE TOTALE

La stazione totale è una strumentazione che, nel suo insieme, include teodolite e distanziometro. Le misure di angolo effettuate avranno una precisione all'ordine di 20*10 Gon, dato fornito a priori di fabbrica. Lo schema seguito è una poligonale chiusa, in particolare un triangolo, attorno al parco di Mesiano.

Tutte le misure verranno effettuate secondo la regola di Bessel, la quale afferma che: "Per misurare gli angoli azimutali con il teodolite si deve eseguire la prima lettura con il cerchio verticale a sinistra (prima posizione d'uso) e la seconda con cerchio verticale a destra (seconda posizione d'uso). Si ottengono così le due letture coniugate. Per ottenere la lettura corretta, cioè priva di errori di eccentricità e di orizzontalità e ortogonalità, si calcola la media delle letture."

La prima operazione da compiere è la messa in stazione del supporto (treppiede). Si cerca di posizionare l'asse primario verticale in modo che sia passante per un punto noto, identificato da una vite fissata a terra, e che la base sia circa orizzontale. Fatto ciò, per identificare precisamente la verticale, la teoria prevedrebbe l'utilizzo del filo a piombo. In pratica si utilizza una vite mobile forata montata sulla base dello strumento. L'obiettivo è allinearne il centro con il chiodo rappresentante il punto noto. In caso di difficoltà in questa operazione, ci si pone come limitazione la visione dei bordi di esso in modo simmetrico. Compiute le operazioni preliminari, si procede agganciando lo strumento al supporto; per rendere tutto orizzontale ci si avvale di una livella sferica e di tre viti calanti, posizionate all'estremità della basetta tricuspide. La procedura da manuale descriverebbe di lavorare a contrasto con esse,

ma nella pratica vengono regolate principalmente le altezze delle gambe del treppiede e le viti utilizzate esclusivamente per correzioni fini. La verticale viene identificata da una seconda livella sferica. La messa in stazione termina con l'accensione della stazione totale e la regolazione dei compensatori; dal centro dello strumento è possibile visualizzare un piccolo puntino laser che, proiettato a terra, risulta utile per posizionarsi al meglio vicino al punto di interesse. Verranno utilizzati gli infrarossi nel caso sotto esame. Per funzionare, essi hanno bisogno di una superficie riflettente che, anche in caso di collimazione non perfetta, faccia rimbalzare il segnale con discreta precisione. Viene utilizzato un prisma piramidale, montato su una palina, resa verticale da una livella sferica incorporata, e sorretta da un cavalletto a due gambe.

Si procede ora all'elaborazione dei dati relativi alla livellazione, raccolti come precedentemente descritto, con

utilizzando il tag html

per ogni paragrafo, il testo formattato sarebbe il seguente:

L'ausilio di Excel. Sono stati calcolati:

1. differenza fra le letture delle due differenti scale del punto; Dislivello,
2. mediante l'utilizzo di pesi (0 o 1), utili per scartare eventuali misure errate; Media pesata dei dislivelli,
3. differenza fra la media precedente e i singoli dislivelli. Lo scarto è un indice di dispersione che descrive una distribuzione quantitativa, cioè la distanza dei valori presi in considerazione da un valore centrale (media); è una stima della variabilità della variabile casuale;
4. radice quadrata della varianza, cioè radice quadrata della media dei quadrati degli scarti. Un valore basso di essa indica buona accuratezza delle misure;
5. somma delle medie dei dislivelli; Errore di chiusura,
6. differenza medie delle due livellazioni reciproche; Valore di srettifica.

Si noti, come riportato in seguito, che fra le battute 3 e 4 è stata calcolata la media delle medie.

Gruppo C3	Tabella 1: prima	a1 battuta	battuta
Lettura avanti	106.48	408.03	106.31	408.32	106.49	408.51
Lettura indietro	76.1	377.69	76.14	378.62	75.5	377.5
Peso	1	1	1	1	1	1
Dislivello	30.38	30.34	30.17	29.7	30.99	31.01
Scarto	0.051667	0.091666667	0.261667	0.731667	-0.55833	-0.57833
Media	30.43167
Dev. Standard	0.502212

Gruppo C3	Tabella 2: seconda	a2 battuta	battuta
Lettura avanti	169.23	470.77	169.31	470.75	169.18	470.71
Lettura indietro	116.21	417.71	116.29	417.5	116.19	417.71
Peso	1	1	1	1	1	1
Dislivello	53.02	53.06	53.02	53.25	52.99	53
Scarto	0.036667	-0.00333333	0.036667	-0.19333	0.066667	0.056667
Media	53.05667
Dev. Standard	0.097707

Gruppo C3	Tabella 3: terza	a3 battuta	battuta
Lettura avanti	126.5	428.08	126.61	427.14	126.54	428.15
Lettura indietro	122.71	424.28	122.72	423.3	122.68	424.3
Peso	1	1	1	1	1	1
Dislivello	3.79	3.8	3.89	3.84	3.86	3.85
Scarto	0.048333	0.038333333	-0.05167	-0.00167	-0.02167	-0.01167
Media	3.838333
Dev. Standard

Tabella 4: quartaa4 battuta battuta gruppo C3
Lettura avanti	116.38	417.83	116.19	418.12	116.3	418.19
Lettura indietro	112.64	414.19	112.12	414.12	112.54	414.2
Peso	1	1	1	1	1	1
Dislivello	3.74	3.64	4.07	4	3.76	3.99
Scarto	0.126667	0.226666667	-0.20333	-0.13333	0.106667	-0.12333
Media	3.866667
Dev. Standard	0.175005

Tabella 5: media mediea amedia 3 -4 battuta 3,8525 terza e quarta battuta

Tabella 6: quintaa5 battuta battuta gruppo C3
Lettura avanti	75.06	376.6	75.15	376.7	75.09	376.62
Lettura indietro	162.03	463.6	162.13	463.6	162.17	463.39
Peso	1	1	1	1	1	1
Dislivello	-86.97	-87	-86.98	-86.9	-87.08	-86.77
Scarto	0.02	0.05	0.03	-0.05	0.13	-0.18
Media	-86.95
Dev. Standard	0.105451

Tabella 7: chiusura eChiusura
Chiusura	0.390833333
Srettifica gruppo C3	Srettifica	0.028333333

Gruppo A1 a1 battuta
Lettura avanti	114.21	415.76	114.21	415.76	114.21	415.77