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Introduzione al GPS 2

Componenti del Sistema GPS Mapping

Esiste una vasta gamma di prodotti progettati specificamente per il geographic mapping e le applicazioni GIS. Questi possono, velocemente ed accuratamente, acquisire dati per creare e mantenere database geografici. I prodotti mapping includono ricevitori GPS, registratori dati e pacchetti software. Questa sezione tratta ognuno di questi componenti.

Ricevitori I ricevitori GPS calcolano, normalmente, una posizione al secondo e forniscono una accuratezza che varia, attraverso il processo di correzione differenziale, da un centimetro ai cinque metri. I ricevitori variano in dimensione, peso, numero di posizioni che possono acquisire e numero di canali utilizzati per tracciare satelliti. Mentre fisicamente attraversate o stazionate su un sito, il ricevitore riceve segnali dai satelliti GPS e quindi calcola una posizione. La posizione calcolata viene visualizzata in coordinate sul display del registratore dati. I ricevitori GPS calcolano inoltre velocità e direzione, permettendo di navigare tra le diverse posizioni.

Palmari GPS I palmari GPS sono computer palmari sui quali vengono installati software di acquisizione. Alcuni palmari GPS registrano dati da attribuire ad una posizione mentre alcuni registrano solo posizioni. Il software di acquisizione dati controlla il ricevitore GPS. Le impostazioni controllano quanto spesso e in che quantità i dati GPS vengono memorizzati. I palmari GPS variano a secondo della dimensione, peso, tipo di dati che possono acquisire, tipo di ambiente a cui sono destinati e ammontare di informazioni che possono immagazzinare. Alcuni registratori dati devono essere connessi ad un ricevitore GPS separato. Alcuni uniscono il palmare ed il ricevitore GPS in un singolo corpo macchina.

Software di elaborazione GPS I software di elaborazione GPS, come il software GPS Pathfinder® Office, permettono di pianificare la sessione di acquisizione dati, il trasferimento dati GPS acquisiti dal registratore dati verso il PC, aumentandone l’accuratezza dei dati (correzione differenziale) e di rivederli prima di trasferirli verso il GIS. Alcuni programmi permettono di manipolare, regolare, cancellare e plottare le posizioni e i dati di attributo. I pacchetti software variano a secondo del numero di caratteristiche editabili e la gamma di opzioni di esportazione. Il GPS aiuta ad acquisire caratteristiche geografiche ed informazioni su attributi per l’inserimento in un GIS o in altri database. Il software di elaborazione GPS esporta i dati verso un pacchetto GIS dove potranno essere uniti ad informazioni provenienti da altre sorgenti per ulteriori mappature ed analisi.

Correzione Differenziale

La correzione differenziale è una tecnica che incrementa sensibilmente l’accuratezza delle posizioni GPS acquisite. Un ricevitore GPS su un punto noto (stazione base o master) acquisisce dati GPS che vengono comparati con quelli di un registratore dati acquisiti su una posizione sconosciuta con un altro apparato GPS (rover o remoto).

La Figura 2.10 mostra i componenti di un sistema GPS Differenziale (DGPS).

Figura 2.10Componenti di un sistema DGPS

I dati acquisiti su un punto noto vengono usati per determinare quali errori sono contenuti nel dato satellitare. Il dato della stazione base viene quindi applicato ai dati acquisiti dai rover e la differenza di sfasamento viene usata per rimuovere gli errori dalle posizioni rover2 . E’ necessario conoscere, con molta precisione, la posizione della stazione base dato che l’accuratezza della posizione determinata tramite la correzione differenziale dipende dall’accuratezza delle coordinate della stazione base. Esistono due metodi per effettuare la correzione differenziale: in tempo reale e post elaborata. Correzione Differenziale in Tempo Reale La correzione differenziale in tempo reale fornisce la migliore accuratezza durante l’acquisizione dei dati GPS. Durante la correzione GPS in tempo reale, la stazione base calcola e trasmette, attraverso segnali radio, le correzioni per ogni satellite durante la ricezione dei dati. Questa correzione viene ricevuta dal rover ed applicata alla posizione da calcolare. Come risultato, la posizione visualizzata sulla cartografia in background ed acquisita nel file di dati è una correzione differenziale corretta. Queste posizioni corrette possono essere salvate su un file del palmare GPS. Le correzioni in tempo reale sono generalmente elaborate usando le raccomandazioni dell’RTCM SC-1043. Tutti gli attuali prodotti GPS mapping della Trimble possono effettuare correzioni differenziali in tempo reale.

Correzione Differenziale Post Elaborata Nella post elaborazione GPS differenziale, la stazione base registra la correzione da ogni satellite direttamente su un file. Anche il rover registra le sue posizioni su un file. Appena completata l’acquisizione, i due file vengono elaborati dal software di elaborazione GPS ed il risultato è un file rover corretto differenzialmente. Tutti i sistemi GPS mapping della Trimble vengono abbinati ad un software che può effettuare la correzione differenziale post elaborata. Una caratteristica unica dei sistemi GPS mapping Trimble è che sia la tecnica di correzione in tempo reale sia quella post elaborata possono essere utilizzate unitamente. Quando si utilizza il tempo reale e si perde il collegamento radio (ad esempio, fuori portata radio), il ricevitore continua a registrare posizioni non corrette che possono essere corrette successivamente usando la tecnica di correzione post elaborata.

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Risorse Internet per l’approfondimento del GPS

Per ulteriori informazioni, compendi o pubblicazioni sul mondo dei sistemi GPS mapping, contattare l’importatore nazionale Trimble MGIS presso:

CRISELSRL Clivo di Cinna, 196 - 00136 Roma tel. +39.06.35498681 - fax +39.06.35498686 email: supporto@crisel.it www.crisel.it

Note a supporto e FAQ Le note a supporto e le FAQ (Frequently Asked Questions) includono le informazioni sul prodotto, istruzioni sulla risoluzione dei problemi e risposte su quesiti comuni. Trimble raccomanda di controllare le note a supporto e le FAQ prima di contattare direttamente l’assistenza. Per visionare o scaricare i documenti di supporto disponibili per il prodotto in questione, andare alla pagina del Support sul sito web di Trimble (www.trimble.com/support.html)e cliccare quindi il nome del prodotto.

1. Ogni satellite GPS trasmette due segnali radio, L1 a 1575,42 MHz e L2 a 1227,60 MHz. Il segnale L1 è modulato con due codici pseudorandomici (PRN), il codice P ed il codice C/A. il codice di Precisione, o codice P, può essere criptato per uso militare. Il codice di Acquisizione Grossolana, o codice C/A, non è criptato. Il segnale L2 è modulato solo con il codice P. Molti ricevitori civili usano il codice C/Aper ottenere informazioni dal sistema GPS. 2. Le possibili sorgenti di errore includono gli orologi dei satelliti, gli orologi dei ricevitori, la posizione satellitare ed i ritardi ionosferici e troposferici. Per ulteriori informazioni, vedere Passo 5: Correzione degli errori, pagina 17. 3. Radio Technical Commission for Maritime Services Special Committee Foglio n°104. Questo standard raccomanda un metodo di codifica del segnale GPS differenziale per utilizzare ricevitori GPS remoti.