Gps e Cartografia Digitale Sistema e principi di funzionamento. 2 Corso ASE Popoli, 5 luglio 2015 AE Arturo Acciavatti

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1 Gps e Cartografia Digitale Sistema e principi di funzionamento 2 Corso ASE Popoli, 5 luglio 2015 AE Arturo Acciavatti

2 Carta topografica Bussola Altimetro Orientamento classico 2

3 L orientamento classico si basa sulla capacità di lettura della carta topografica congiuntamente all uso della bussola e dell altimetro. 3

4 Un adeguata conoscenza di questi strumenti e l esercizio sistematico consentono a chi pratica attività outdoor di risolvere i problemi di pianificazione, orientamento e navigazione 4

5 Possiamo infatti dare risposta alle domande fondamentali dell orientamento: 5

6 Dove sono? Dove vado e con quale percorso? Dove sono stato? Dove andrò? 6

7 Il ricevitore GPS, con tutti i limiti della strumentazione elettronica, si aggiunge agli strumenti classici, apportando uno straordinario contributo. 7

8 Con esso infatti possiamo: 8

9 Pianificare il nostro itinerario Conoscere la nostra posizione Memorizzare il nostro percorso Conoscere i dati relativi al nostro itinerario (tempi, profilo altimetrico, quota, etc.) 9

10 Va sottolineato che il ricevitore GPS, in quanto ricevitore appunto, non è un dispositivo di localizzazione 10

11 Per trasmettere i dati necessari alla localizzazione, il sistema GPS va integrato con altre tecnologie (telefonia GSM o satellitare) 11

12 Tutto questo è però subordinato ad una corretta impostazione e ad un corretto utilizzo dello strumento 12

13 In pratica occorre allineare lo strumento al modello della Terra ed al sistema di coordinate utilizzato per la realizzazione della carta 13

14 Nel linguaggio tecnico impostare Map Datum e Data Grid (sistema di riferimento) 14

15 I Map Datum più comuni con i quali ci troveremo ad operare sono: 15

16 Roma 40 (Roma 1940) ED 1950 (European Datum 1950) WGS 84 (World Geodetic System 1984) 16

17 Il sistema GPS 17

18 NAVSTAR GPS (Global Positioning System) 18

19 È un sistema messo a punto dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti a partire dal 1973, 19

20 fino a metà degli anni 90 il sistema era incompleto e non garantiva una copertura globale 20

21 successivamente il sistema fu completato ma fu introdotto volutamente un errore che riduceva la precisione a 150 m 21

22 poco per le traversate oceaniche, un enormità per l utilizzo outdoor. 22

23 Dal 1 maggio 2000, l amministrazione Clinton eliminò l errore rendendo di fatto la tecnologia disponibile a tutti. 23

24 Il sistema è suddiviso in 3 segmenti: Segmento spaziale Segmento terrestre Segmento utente 24

25 Il Segmento Spaziale è composto da 31 satelliti NAVSTAR disposti su sei piani orbitali in modo che gli utenti possano ricevere almeno il segnale di 5 satelliti in qualsiasi punto della Terra 25

26 Il Segmento Terrestre è l insieme delle stazioni di controllo e delle antenne necessario alla gestione delle orbite dei satelliti 26

27 Il Segmento Utente è composto dai ricevitori: navigatori stradali, aerei, outdoor, antifurto satellitari, smartphone, tablet, etc. 27

28 I ricevitori nelle loro memorie contengono gli almanacchi con i dati relativi alla posizione dei satelliti, le cosiddette Effemeridi 28

29 Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico (trilaterazione), che parte dalla misura del tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la distanza satellite-ricevitore. 29

30 Per aumentare la precisione si utilizzano i sistemi SBAS e GBAS, il primo utilizza satelliti ausiliari, il secondo segnali radio terrestri 30

31 I più comuni sono i sistemi SBAS WAAS (Stati Uniti) e EGNOS (Europa) 31

32 Il Sistema GPS per uso civile, oltre ad una minore precisione rispetto a quello militare (5-15 m contro pochi cm), presenta altre limitazioni relative alla quota (18 km) ed alla velocità (515 m/s) in fase di utilizzo. 32

33 Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti mantiene il controllo di tutto il sistema NAVSTAR GPS, riservandosi il diritto di disattivarlo per ragioni di sicurezza 33

34 per questo motivo vari paesi stanno mettendo a punto i propri sistemi di navigazione satellitare: 34

35 GALILEO (Europa) GLONASS (Russia) BEIDOU e COMPASS (Cina) IRNSS (India) 35

36 i ricevitori di ultima generazione sono predisposti al ricevimento del segnale di altri sistemi, ad esempio GALILEO e GLONASS 36

37 il GPS controllando istantaneamente la propria posizione, ci guida verso una meta verificando la coerenza con il nostro percorso 37

38 Sì, ma quale GPS? 38

39 Ai GPS per outdoor classici, si sono affiancati anche smartphone e tablet, che tramite antenne integrate ed APP dedicate, assolvono alla funzione di navigazione 39

40 Gli Smartphone utilizzano il sistema A-GPS (GPS assistito), parte dei dati vengono gestiti dalle celle telefoniche e non dagli apparecchi. 40

41 I GPS classici, con tastierino o touchscreen, hanno dalla loro le caratteristiche di robustezza, affidabilità e autonomia 41

42 Smartphone e tablet, hanno dei limiti di utilizzo derivanti dalla loro scarsa robustezza e da problemi di autonomia 42

43 La nostra trattazione riguarderà esclusivamente gli apparecchi dedicati, anche se tablet e smartphone presentano interfacce di utilizzo simili 43

44 Una volta acceso il nostro apparecchio noteremo che è possibile navigare tra le sue funzionalità con delle schermate chiamate pagine 44

45 Le pagine, anche di apparecchi di marche diverse, hanno caratteristiche simili, quasi a formare uno standard 45

46 Passiamo ad analizzare le caratteristiche e le funzionalità delle pagine principali 46

47 La pagina satelliti ci da i dati sullo stato di ricezione del segnale dei satelliti: ci dice quanti satelliti sono disponibili e la qualità del segnale stesso 47

48 La pagina chartplotter o mappa è quella dedicata alla cartografia di base dello strumento (non tutti ne sono muniti) 48

49 La pagina trip computer è relativa ai dati del nostro percorso: distanza dal punto successivo, distanza percorsa, tempi di marcia ed altri campi personalizzabili 49

50 La pagina bussola integra tutte le funzionalità di una bussola magnetica, i modelli più recenti sono dotati di bussole elettroniche a più assi 50

51 La pagina altimetro nei modelli muniti di altimetro barometrico ci da i dati relativi alla quota, come tutti gli altimetri barometrici va tarato continuamente ad ogni quota nota 51

52 Altre pagine sono relative ai settaggi dello strumento e alla gestione di waypoint, rotte e tracce 52

53 Waypoint, rotte e tracce sono la base per l utilizzo sul campo del GPS 53

54 I Waypoint, sono punti fissati manualmente con coordinate ben precise, possono essere inseriti direttamente dallo strumento con il tasto MARK o importati da programmi cartografici 54

55 WP 55

56 Ie Rotte sono percorsi rettilinei generati dall unione di waypoint, hanno il limite di non tener conto degli ostacoli che si frappongono tra noi e la nostra meta 56

57 Rotta 57

58 Ie tracce rappresentano il nostro reale percorso sul terreno, possono essere acquisite nel corso di precedenti escursioni o generate con programmi cartografici (tenendo conto della minore precisione di questo metodo) 58

59 Traccia Rotta WP 59

60 Computer e GPS 60

61 L utilizzo del GPS unitamente ad un computer ne aumenta notevolmente le potenzialità 61

62 Infatti, con l ausilio di programmi cartografici, possiamo creare e gestire waypoint, rotte e tracce, creare la nostra cartografia personalizzata da importare sul GPS o stampare 62

63 Non è propriamente un programma cartografico, ma Google Earth può essere utile per muovere i primi passi con waypoint e tracce 63

64 Carta importata in formato.kmz (elaborata con OkMap) 64

65 Okmap è un ottimo programma gratuito, oltre alla gestione di waypoint, rotte e tracce, possiamo creare mappe personalizzate per gli apparecchi Garmin 65

66 Tra i programmi a pagamento uno dei più completi e funzionali è CompeGPS 66

67 67

68 Mentre, tra le APP per smartphone Android, Oruxmaps è sicuramente tra i più completi e funzionali 68

69 GeoResq è un servizio di Geolocalizzazione per Smartphone gestito dal CNSAS, 69

70 Foglio Excel per calcolo tempi 70

71 Foglio Excel per calcolo tempi 71

72 Bibliografia: GPS La guida satellitare per l outdoor M. Ravara, L.Sannazzari, M. D Eramo (HOEPLI) Orienteering E. Maddalena (HOEPLI) Wikipedia - CAI - SVI Corso di Cartografia digitale e uso del GPS 72

73 Grazie per l attenzione 73