Sistemi di Posizionamento Satellitare

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Basilio Motta
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Sistemi di Posizionamento Satellitare GNSS Global Navigation Satellite System indica il complesso di tutti i sistemi di navigazione satellitare GPS GLONASS GALILEO COMPASS Global Positioning System

1 Sistemi di Posizionamento Satellitare GNSS Global Navigation Satellite System indica il complesso di tutti i sistemi di navigazione satellitare GPS GLONASS GALILEO COMPASS Global Positioning System (U.S.A.) GLObal NAvigation Satellite System (Russia) Progetto della Comunità Europea Progetto della Repubblica Popolare Cinese I sistemi, indipendenti, possono essere integrati per migliorare le prestazioni in vari ambiti, in termini di: disponibilità dei satelliti; precisione nel posizionamento; ridondanza. Rappresentano una vera e propria rivoluzione nel mondo del rilevamento; Rispetto al rilievo con metodi tradizionali (uso di stazioni totali e livelli) apporta notevoli benefici in termini di estensione dell area rilevabile e tempi di esecuzione del rilievo; Mentre con i metodi tradizionali si eseguono misure in un sistema di riferimento locale che dopo vengono inquadrate in un sistema a più ampia estensione (livello nazionale), con il GPS le misure sono riferite ad un sistema di riferimento globale.

NAVSTAR GPS Il NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System è un sistema di radionavigazione satellitare globale, sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli U.S.A. Concepito inizialmente per scopi esclusivamente militari, è stato reso accessibile all utenza civile nel 1990.

2 NAVSTAR GPS Il NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System è un sistema di radionavigazione satellitare globale, sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli U.S.A. Concepito inizialmente per scopi esclusivamente militari, è stato reso accessibile all utenza civile nel Servizi SPS PPS Standard Positioning Service è un servizio di posizionamento e sincronizzazione disponibile con continuità, copertura globale e gratuitamente a tutti gli utenti GPS. Precise Positioning Service è un servizio di posizionamento e sincronizzazione ad uso militare, disponibile solo ad utenti militari autorizzati a decriptare il codice (forze armate e il governo federale degli U.S.A.) Precisione a priori (95% osservazioni) 100 m in planimetria; 156 m in quota. Precisione a priori (95% osservazioni) 22 m in planimetria; 27,7 m in quota. Segmenti Spaziale Controllo Utente Costellazione satellitare Stazioni terrestri per la gestione del sistema Utilizzatori del servizio di posizionamento

3 Segmento Spaziale La costellazione è costituita da 24 satelliti disposti su 6 piani orbitali, spaziati in longitudine di 60 e inclinati di 55 rispetto al piano equatoriale. Le orbite sono quasi circolari con raggio di circa km (altitudine di circa km sulla superficie terrestre). Il periodo orbitale è di circa 11h 58m. Da qualsiasi punto della superficie terrestre sono sempre visibili almeno 4 satelliti ad un angolo di elevazione di 15. Blocco Numero/attivi Periodo lancio Orologio di bordo Massa Vita I 11 / oscillatori al Cesio kg 5 anni II 9 / oscillatori al Rubidio 1500 kg 6 anni IIA 19 / IIR 13 / Maser Idrogeno 2000 kg 10 anni IIR-M 8 / IIF 2 / kg 12 anni IIIA 0 / IIIB 0 / 0 IIIC 0 / 0

4 Segmento di Controllo (1/2) Effettua il monitoraggio della costellazione satellitare in modo da controllare le effemeridi (coordinate del satellite lungo la sua orbita) e predire le orbite con maggiore precisione SEGMENTO DI CONTROLLO Elaborazione dei dati raccolti nell ultima settimana Effemeridi di Riferimento Stima delle orbite della settimana successiva Accuratezza di circa 50 m Dati raccolti nelle ultime ore Satelliti AGENZIE PER IL TRATTAMENTO DATI GPS (IGS, NGS, CODE, ) Elaborazione dei dati raccolti negli ultimi 8 giorni Effemeridi precise Accuratezza di circa 3-5 cm Effemeridi Predette (Broadcast) Accuratezza di circa: 1 m (componente radiale) 7 m (componente tangente) 3 m (componente normale) Tempo Reale Utenza Latenza giorni

5 Segmento di Controllo (2/2) Effemeridi Predette (Broadcast) Effemeridi precise TABLE A6 GPS NAVIGATION MESSAGE FILE - EXAMPLE Example 1. SP3-c file with Position and Clock Record used at each epoch #cp ORBIT IGS97 HLM IGS ## N: GNSS NAV DATA G: GPS + RINEX 26 VERSION G01G02G03G04G05G06G07G08G09G10G11G13G14G17G18G20G21 / TYPE XXRINEXN V3 AIUB UTC + PGM / RUN G23G24G25G26G27G28G29G30G31 BY / DATE EXAMPLE OF VERSION 3.00 FORMAT + COMMENT GPSA.1676D D D D-06 + IONOSPHERIC 0 CORR GPSB.1208D D D D+06 + IONOSPHERIC 0 CORR GPUT D D TIME SYSTEM 7 CORR LEAP SECONDS END OF HEADER G D D D D D D D D D D-05 %c G D+04 cc GPS ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc d D D+00 %c D-07 cc cc ccc ccc cccc cccc cccc cccc ccccc ccccc ccccc ccccc d d d+01 %f D D D D+04 %f d D D D+00 %i d D D+00 %i G D D-11 /* ULTRA D+00 ORBIT COMBINATION FROM WEIGHTED AVERAGE OF: D D D-08 /* cou d+01 esu gfu jpu siu usu D D D-05 /* REFERENCED D+04 TO cou CLOCK AND TO WEIGHTED MEAN POLE: D D D+01 /* D-07 CLK ANT Z-OFFSET (M): II/IIA 1.023; IIR D D D+01 * D D D D+04 PG D D D D+00 PG D M D D+00 PG PG PG ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/rinex301.pdf PG ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/sp3c.txt

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