Le Applicazioni e i Servizi della Navigazione Satellitare. Ing. Mario Caporale

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1 Le Applicazioni e i Servizi della Navigazione Satellitare Ing. Mario Caporale

2 Per Applicazioni principali 4,000 Numero di Utenti (milioni) 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, Year Localizzazione personale Veicoli commerciali (guida assistita ecc.) Altro Automobili (guida assistita ecc.) Veicoli pubblici La Navigazione Satellitare è un mercato con potenziale di 3.6 Miliardi di Utenti per il Si stima che la vendita annuale dei terminali Galileo aumenterà da 100m.ni nel 2010 a 875m.ni nel 2020 un aumento della penetrazione del mercato da 13% a 52%

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4 10,000 9,000 8,000 Miliardi di Euro 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, Localizzazione personale Veicoli commerciali (guida assistita ecc.) Altro Automobili (guida assistita ecc.) Veicoli pubblici Il Ritorno economico globale dei Servizi GALILEO è stimato in circa 9 M.di di Euro per il

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6 Aree di innovazione SIS (Signal In Space) Multipath Reiezione Runore Wide Band receiver Software Radio Inerziali Loran-C Odometri Wireless Satlinks UWB navigation output GNSS Rx Altri Sensori Comms Posizione, velocità, tempo, Availability & Integrity Navigation/ Comms System Interfaccia Utente (display, map etc) Utente MMI S/W Mapping Sintesi Vocale 6 6 6

7 La Navigazione satellitare è usata attualmente nella navigazione aerea di rotta e per le fasi di approccio a non elevata precisione L uso della navigazione satellitare consentirà di: 165 km 165 km 110 km 610 m 110 km Ridurre sicurezza la separazione spaziale Navigare attraverso le coordinate e non più attraverso i punti di via di 610 m London London Volume 88,572 km 2; Flight International (19-25 June 1991) Los Angeles Los Angeles (4% saving) (4% saving) Hong Kong Hong Kong (12% Saving) (12% Saving) by Coordinates by Waypoints 7 7 7

8 Supporto in tutte le fasi del viaggio aereo Sorveglianza in area aeroportuale Guida senza pilota Volo Libero (Free flight) 8 8 8

9 La popolazione dei veicoli (privati e commerciali) in continua crescita in ambito europeo e mondiale. In Europa Km di autostrade Più del 85 % delle merci viene transportato sulla strada! 9 9 9

10 Guida in rotta (incluso informazioni sul traffico in tempo reale) Servizi di assistenza in emergenza Gestione Flotte Trasporto materiali pericolosi Recupero veicoli rubati Informazione sul traffico nel Trasporto Pubblico

11 Registrazione del comportamento (scatola nera) Anti - Collisione Controllo velocità Gestione dei Parcheggi Pedaggio autostradale e stradale Controllo del traffico urbano

12 Navigazione Pesca Ispezioni e sopralluoghi Drenaggi e posa cavi Costruzioni marittime Operazioni di emergenza e salvataggio Posizionamento di boe di navigazione

13 Aiuti alla navigazione Servizi di Controllo del Traffico marittimo Controllo idrografico e oceanografico Approccio ai porti

14 Navigazione Satellitare Localizzazione Treni L uso del GNSS a bordo dei treni consente di creare procedure alternative per la localizzazione dei treni. Attualmente, la localizzazione è ottenuta da dispositivi montati a livello delle rotaie (contatori assiali, relè, contatti a interruttore). Gestione Automatica e Sorveglianza dei Treni Le posizioni dei treni vengono determinate e trasmesse ai siti centrali di processamento, ad intervalli predeterminati. Le distanze fra i treni sono monitorate e le deviazioni dalla tabella di marcia vengono rilevate e riportate al personale addetto al controllo del traffico

15 Identificazione e tracciamento delle Carrozze Un piccolo sensore montato sulle carrozze riporta la posizione attraverso mezzi di comunicazione tipo GSM-R (SMS) o altri mezzi di comunicazione (VHF, UHF,.ecc.) al centro di gestione. Con questo mezzo le carrozze possono essere monitorate anche quando lasciano il territorio nazionale. Manutenzione delle Linee ferroviarie Le linee ferroviarie richiedono manutenzione ad intervali regolari. Questo viene realizzato usando delle speciali carrozze. Esempi di attività manutentive sono: ingrassaggio delle ruote delle carrozze e dei binari (specialmente gli scambi) o pulitura dei binari stessi

16 Geodesia Costruzioni Ingegneria e applicazioni scientifiche Sincronizzazione di reti Agricoltura (mappatura raccolti) Protezione ambientale Tempo libero Applicazioni spaziali (determinazione orbite e assetto) Integrazione sinergica con altre tecnologie (Internet, WAP, UMTS, Osservazione da satellite..) supporteranno molte altre applicazioni

17 EMERGENZA e SICUREZZA Ambulanze Polizia Vigili del Fuoco Operazioni di Ricerca e Soccorso Protezione personale

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24 Scavi minerari Ricerche di giacimenti minerali Agricoltura di precisione Sistemi Informativi Territoriali

25 Mappatura della Superficie degli oceani Studi dell atmosfera Applicazioni che richiedono Tempo di precisione Servizi di Localizzazione personale

26 L USO DEL SEGNALE DI NAVIGAZIONE Nelle Applicazioni meteorologiche La distribuzione del vapor d acqua cambia in maniera significativa nel tempo e nello spazio, rendendo difficile l osservazione e la predizione delle precipitazioni. Il fatto che un elemento di variabilità del segnale di Navigazione satellitare deriva dal vapore d acqua nella bassa atmosfera, fa si che questo fenomeno possa essere considerato un sistema di osservazione innovativo. Il suo impatto è fortemente correlato con il numero di stazioni di rilevazione

27 SCHEMA DI ELABORAZIONE DATI DI NAVIGAZIONE SATELLITARE OSSERVAZIONI SEGNALE DI NAVIGAZIONE ORBITE EFFEMERIDI POSIZIONE SITO SOFTWARE GEODETICO RITARDO TROPOSFERICO DATI METEO (P Sfc, Tm) VAPORE ACQUEO VALUTAZIONE RADIOSONDE RADIOMETRI MODELLI UTENTI

28 IONOSPHERE NASA Space Applications of GPS: Probing the Earth OCEANS SOLID EARTH ATMOSPHERE High resolu tion 3D ionospheric imaging Significant Ionospheric struc- wave height ture & d ynamics Ocean geoid and Iono/thermo/atmo- global circulation spheric i nteractions Onset, Short-term eddy evolu tion & scale circulation prediction of Space stor ms Earth rotation Polar motion Deformation of the crust & lithosphere Location & motion of the geocenter Gross mass distribution Climate change & weather modeling Global profiles of atmos density, pressure, temp, and geopotential height Structure, evolu tion of the tropopause Atmospheric w inds, waves & turbulence TIDs and global energ y transport Surface winds and sea state Structure, evolution of the deep interior Tropospheric water vapor distribution Precise ion cal for OD, SAR, altimetry Shape of the earth Structure & evolution of surface/atmosphere boundary layer

29 Seamless reference and timing based on GPS technology, from the Earth to the Moon and beyond Example: Mars Network - Integrated Navigation and Telecommunications Develop an in situ navigation capability to enable more precise targeting and location information on approach and at Mars - GPS-like system at Mars * (*) concept architecture