FORMATTI STANDARD GPS

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1 FORMATTI STANDARD GPS

2 FORMATTI STANDARD Ogni ricevitore GPS memorizza i dati in un proprio formato binario che varia a seconda della marca e del modello del ricevitore Compatibilità di scambio

3 RINEX FORMATO RINEX Receiver Indipendent Exchange Format Formato ASCII Vers. 3.0 (Feb. 2006) adatta a GALILEO 1- File GNSS di osservazione 2- File GPS di navigazione 3- File dati meteorologici 4- File GLONASS di navigazione 5- File Broadcast SBAS PPPPDDDS.YYT Nome della stazione Num seq. File per il Giorno giorno =a,..,x dell anno 0=giorno anno Tipo file O: Glonass oss., N:GPS, M:meteo, G:Glonass nav., L: Galileo

4 Ogni file contiene un header e dei dati FORMATO RINEX Header nel file di osservazione contiene: Data contiene: nome della stazione coordinate stazione tipo di antenna, altezza strumentale, numero e tipo (pseudo-range, carrierphase, ) di osservazioni END OF HEADER Epoche, tempi di osservazioni Info orologi Esempio

5 FORMATO RINEX Per ridurre le dimensione dei file RINEX di osservazione è stato studiato un particolare algoritmo di compressione da Hatanaka che elimina l informazione ridondante. Il nuovo formato fornisce a partire dal file RINEX *.YYO un ulteriore file ASCII di dimensioni ridotte chiamato Compact Rinex (CRINEX) Esempio

6 FORMATO SP3 SP3 Standard product #3 Produzione dati orbitali precisi Sviluppato dal U.S. NGS (init SP1 in 1985) File ASCII, vers. c contiene: HEADER Data Correzioni orologi Osservazioni orbitali Esempio

7 RTCM FORMATO RTCM Studi su telecomunicazioni marittimi 1985 standard per correzione differenziale Vers. 3.0 (RTK, GPS/Glonass, ) File binary

8 RTCM Esempio FORMATO RTCM

9 RTCM Esempio FORMATO RTCM

10 FORMATO RTCM

11 Gruppo fondato in 1957 FORMATO NMEA In 1983 NMEA 0183, dispositivi elettronici marittimi $GPRMC, ,1, ,N,01537,8780,E,09,256.44,260508,,*09 NMEA trasmettitore/talker Disp. In ascolto/listener

12 FORMATO NMEA Lo standard è un documento protetto da copyright e disponibile esclusivamente presso NMEA. Molti software che forniscono le informazioni sul posizionamento in tempo reale ricevono ed elaborano i dati nel formato NMEA. Questi dati includono la soluzione PVT completa (PVT: position, velocity, time), elaborata da un ricevitore GPS. Tutti i dati sono trasmessi sotto forma di frasi Solo i caratteri ASCII stampabili sono permessi più CR (carriage return) e LF (line feed). Ogni frase inizia con il simbolo "$" e termina con <CR><LF>. Opera a a 4800 bps / 38.4 KBps

13 FORMATO NMEA Ci sono tre tipi base di frasi: frasi del trasmettitore (talker sentences), frasi proprietarie (proprietary sentences), frasi interrogative (query sentences).

14 FORMATO NMEA Frasi del trasmettitore Init Fine $ttsss,d1,d2,...*hh<cr><lf> Id. del dispositivo che trasmette Id. della frase separatori checksum Max.82 caratteri

15 FORMATO NMEA Frasi del proprietario Init Tipo proprietario Fine $PXXX,...<CR><LF> Id. produttore Es. Garmin : $PGRM" Es. Magellan : $PMGN

16 FORMATO NMEA Frasi interrogative Init Tipo query Fine $ttllq,sss,...<cr><lf> Id. disp. Invia richiesta Id. disp. In ascolta Mnemonico frase richiesta Es. $CCGPQ,GGA<CR><LF> mezzo che ha un ascoltatore per richiedere una particolare frase ad un trasmettitore

17 FORMATO NMEA: codici trasmettitori AG AP CD CR CS CT CV CX DF EC EP ER GP HC HE HN Autopilot-General Autopilot- Magnetic Communications - Digital Selective Calling (DSC) Communications - Receiver / Beacon Receiver Communications - Satellite Communications - Radio-Telephone (MF/HF) Communications - Radio-Telephone (VHF) Communications - Scanning Receiver Direction Finder Electronic Chart Display & Information Syst.(ECDIS) Emergency Position Indicating Beacon (EPIRB) Engine Room Monitoring Systems Global Positioning System (GPS) Heading - Magnetic Compass Heading - North Seeking Gyro Heading - Non North Seeking Gyro Trasmettitori

18 FORMATO NMEA: codici trasmettitori II IN LC P RA SD SN SS TI VD DM VW WI YX ZA ZC ZQ ZV Integrated Instrumentation Integrated Navigation Loran C Proprietary Code RADAR and/or ARPA Sounder, Depth Electronic Positioning System, other/general Sounder, Scanning Turn Rate Indicator Velocity Sensor, Doppler, other/general Velocity Sensor, Speed Log, Water, Magnetic Velocity Sensor, Speed Log, Water, Mechanical Weather Instruments Transducer Timekeeper - Atomic Clock Timekeeper - Chronometer Timekeeper - Quartz Timekeeper - Radio Update, WWV or WWVH

19 FORMATO NMEA: frase AAM - Waypoint Arrival Alarm ALM - Almanac data APA - Auto Pilot A sentence APB - Auto Pilot B sentence BOD - Bearing Origin to Destination BWC - Bearing using Great Circle route DTM - Datum being used.(formato non conosciuto) GGA - Fix information GLL - Lat/Lon data GSA - Overall Satellite data GSV - Detailed Satellite data MSK - send control for a beacon receiver MSS - Beacon receiver status information. (formato non conosciuto) RMA - recommended Loran data RMB - recommended navigation data for gps RMC - recommended minimum data for gps RTE - route message VTG - Vector track an Speed over the Ground WCV - Waypoint closure velocity (Velocity Made Good) WPL - Waypoint information XTC - cross track error (formato non conosciuto) XTE - measured cross track error ZDA - Date and Time ZTG - Zulu (UTC) time and time to go (to destination) Frasi comuni

20 FORMATO NMEA: GGA GGA (Global Positioning System Fix Data). Misura del tempo, posizione e validità dei dati (fix data) del ricevitore GPS $GPGGA,hhmmss.ss, ,a,yyyyy.yy,a,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,x.x,xxxx*hh 1. ora (UTC) 2. latitudine 3. orientazione della latitudine: N o S (Nord o Sud) 4. longitudine 5. orientazione della longitudine: E o W (Est o Ovest) 6. indicatore qualità del fix: 0 = non disponibile, 1 = fix GPS, 2 = fix GPS differenziale 7. numero di satelliti in vista: HDOP (Horizontal Dilution of Precision) 9. altitudine dell'antenna rispetto al livello medio del mare (geoide) 10. unità di misura dell'altitudine dell'antenna, metri 11. altezza (separazione) del geoide. Differenza tra l'ellissoide WGS-84 e il livello medio del mare (geoide) 12. unità di misura della separazione del geoide, metri 13. tempo in secondi dall'ultimo aggiornamento DGPS. Campo nullo quando GPS differenziale non è usato 14. identificatore della stazione di riferimento differenziale: checksum

21 FORMATO NMEA: GLL GLL (Geographic Position - Latitude/Longitude ) Misura della posizione e validità dei dati (fix data) del ricevitore GPS $GPGLL, ,a,yyyyy.yy,a,hhmmss.ss,A*hh 1. latitudine 2. orientazione della latitudine: N o S (Nord o Sud) 3. longitudine 4. orientazione della longitudine: E o W (Est o Ovest) 5. ora (UTC) 6. status: A = Valido, V= Non valido 7. checksum

22 FORMATO NMEA: RMC RMC (Recommended Minimum Navigation Information) Misura del tempo, posizione, velocità e minimo relativo alla qualità della rilevazione $GPRMC,hhmmss.ss,A, ,a,yyyyy.yy,a,x.x,x.x,ddmmyy,x.x,a*hh 1. ora (UTC) 2. status: A = valido, V = warning del ricevitore 3. latitudine 4. orientazione della latitudine: N o S (Nord o Sud) 5. longitudine 6. orientazione della longitudine: E o W (Est o Ovest) 7. velocità al suolo, in nodi 8. direzione di movimento, in gradi reali 9. data 10. variazione / declinazione magnetica, in gradi 11. verso della variazione / declinazione magnetica: E o W (Est o Ovest) 12. checksum

23 FORMATO NMEA: GSA GSA (GPS receiver operating mode) Indica i veicoli spaziali (SV) usati e valori DOP $GPGSA,M,m,a,yyyyy.yy,a,x.x,x.x,ddmmyy,x.x,a*hh $GPGSA,A,3,19,28,14,18,27,22,31,39,,,,, p,h,v*35 1. Mode: M=Manual, forced to operate in 2D or 3D A=Automatic, 3D/2D 2. Mode 1=not available 2=2D 3=3D = IDs dei SVs usati in posizione fix (null per non usati) 15. PDOP 16. HDOP 17. VDOP

24 Esempio GPS Informazione $GPGGA, , ,N, ,E,1,9,0.89,48.9,M,39.4,M,,*6E $GPGSA,A,3,23,11,20,25,31,32,04,17,13,,,,1.66,0.89,1.40*00 $GPGSV,3,1,11,23,78,244,52,20,68,034,46,32,44,067,45,11,42,165,50*79 $GPGSV,3,2,11,13,42,228,39,37,38,171,41,17,30,266,33,31,19,046,49*71 $GPGSV,3,3,11,04,19,314,22,25,17,178,48,07,01,187,37*4C $GPRMC, ,A, ,N, ,E,0.01,118.29,180509,,,A*68 $GPGGA, , ,N, ,E,1,9,0.89,48.9,M,39.4,M,,*6F $GPGSA,A,3,23,11,20,25,31,32,04,17,13,,,,1.66,0.89,1.40*00 $GPGSV,3,1,11,23,78,244,52,20,68,034,46,32,44,067,46,11,42,165,51*7B $GPGSV,3,2,11,13,42,228,39,37,38,171,41,17,30,266,32,31,19,046,49*70 $GPGSV,3,3,11,04,19,314,19,25,17,178,48,07,01,187,35*46 $GPRMC, ,A, ,N, ,E,0.00,118.29,180509,,,A*68 $GPGGA, , ,N, ,E,1,9,0.89,48.9,M,39.4,M,,*67

25 Esempio GPS Informazione NMEA 0183

26 FORMATO di Scambio GPX Formatto standard di interscambio di dati GPS tra ricevitori, desktop, dispositivi mobili e servizi Web_based GPX è in formatto XML Waypoints (points) Routes (linee) Tracks (multilinee)

27 GPX GPX o GPS exchange Format è uno schema XML permettendo lo scambio di dati GPS tra applicazioni Waypoint ( punti di interesse) Route (serie di waypoints ordinati) Track serie di punti ordinati che formano un percorso)

28 GPX Garmin GPX-View GDAL/OGR GPXBase Google Earth GPS Visualizer Le applicazioni permettono di convertire da GPX o verso GPX. GPX può essere trasmesso verso ricevitori GPS (Garmin, Trimble, )

29 Formato GPX GPX o GPS exchange Format è uno schema XML permettendo lo scambio di dati GPS tra applicazioni Waypoint Route Track

30 GPX - waypoint Elevazione (m) Nome del waypoint commenti descrizione symbol Type (classifica) Metodo acquisizione GPS 12/06/13

31 GPX- route Lista dei route

32 Format della lista dei punti GPX - track

33 GPX - esempi

34 Ricevitori GPS

35 Tipi di ricevitori GPS GPS Mice Ricevitore solo senza schermo, connesso con un computer (Pocket-PC o Palm PDA) con un programma per la visualizzazione della posizione attuale del. Connessione via bluetooth o cavo.

36 Tipi di ricevitori GPS

37 Tipi di ricevitori GPS GPS integrati Ricevitore contengono uno schermo con possibilità di visualizzare la posizione calcolata.

38 Tipi di ricevitori GPS GPS professionali Telefoni con GPS integrato. Usato per rilievo topografico per esempio. Calcoli in modo relativo.

39 CLASSIFICA DEI RICEVITORI GPS Classifica secondo i servizi: Ricevitori Misura di codice (pseudorange) possono acquisire il codice C/A. hanno dimensioni ridotte, per cui sono detti "palmari". forniscono le coordinate su un display e molti modelli non prevedono la possibilità di memorizzare i dati grezzi. tecnica DGPS con protocollo RTCM su alcuni (dati sub m) Ricevitori Singola frequenza possono acquisire il codice C/A e la portante L1. posizionamento con misure codice o fase in relativo o differenziale memorizzazione dei dati grezzi. validi per linea di base inferiore a 20km (una frequenza), aldilà disturbo ionosferico

40 CLASSIFICA DEI RICEVITORI GPS Ricevitori Doppia Frequenza possono ricevere il segnale completo, L1 e L2 e codice C/A e P. seconda i modelli, si può effettuare tutti i tipi di rilevamento, statici, cinematici, in tempo reale o in post-processing.