Reti GNSS per il monitoraggio del territorio e per i servizi di posizionamento

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1 Reti GNSS per il monitoraggio del territorio e per i servizi di posizionamento Prof. Stefano Gandolfi DICAM - Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali, Università di Bologna stefano.gandolfi@unibo.it

2 Introduzione A partire dalla fine degli anni 80 la tecnologia GPS (ora GNSS) è diventata sempre più uno strumento quasi indispensabile per: Il comune cittadino (LBS) i tecnici che operano sul territorio i ricercatori

3 Introduzione Nell ambito tecnico e/o scientifico dalla fine degli anni 80 ad oggi molte cose sono cambiate: riduzione dei costi dei ricevitori Miglioramento nella stima dei modelli di correzione: dei segnali in atmosfera degli orologi dei satelliti e delle orbite miglioramento delle infrastrutture di telecomunicazione Introduzione di nuovi algoritmi di stima delle ambiguità iniziali di fase anche on-the-fly tali cambiamenti hanno contribuito alla diffusione della tecnologia e al miglioramento delle performance..

4 Nell ambito degli studi rivolti alla misura di piccoli o piccolissimi movimenti (geodinamica, monitoraggio di frane, monitoraggio di strutture, definizione dei sistemi di riferimento), si è passati da campagne di misura saltuarie su vertici tridimensionali tradizionali a reti di stazioni permanenti. Introduzione e gradualmente Nell ambito delle applicazioni di natura tecnica dalla classica rete costituita da baseline acquisite in campagna al posizionamento i precisione in tempo reale (RTK) e successivamente alle Reti NRTK o CORS (Continuously Operating Reference Stations).

5 Per lo studio di fenomeni in evoluzione

6 Introduzione Attualmente il globo è ricoperto da decine di migliaia di stazioni GNSS permanenti istituite da: Istituti di ricerca, Università Ditte private, Scuole Enti pubblici e privati A differenti scale di copertura: Globale, Continentale, Nazionale, Regionale Locale per molteplici scopi: Geodinamica, Geodesia, Monitoraggio di frane, strutture Posizionamento di precisione in tempo reale Con differenti tipologie di monumentazione Alcune stazioni sono inserite in più reti ed utilizzate per più di una applicazione altre no. Alcuni esempi

7 In Europa.. e comunque è una sottostima.. RING EUREF

8 Per la definizione dei sistemi di riferimento IGS Tracking Network ITRF

9 Per la definizione dei sistemi di riferimento (EUREF) European Permanent Network ETRF

10 Per la definizione dei sistemi di riferimento RDN (Rete Dinamica Nazionale) ETRF ETRF00 EPOCA

11 JPL sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html Geodinamica

12 Nocquet (2012) Bacino mediterraneo

13 Rete Ring INGV ring.gm.ingv.it Geodinamica

14 Pos. Tempo Reale di precisione ITALPOS (Leica) it.smartnet-eu.com

15 Pos. Tempo Reale di precisione NETGEO (TOPCON)

16 Rete FOGER Pos. Tempo Reale di precisione

17 mettendo tutto assieme.. (o quasi!) Cenni et al. (2016)

18 SP GNSS in Emilia Romagna

19 Come si interagisce con tali reti? RT: I gestori dei servizi di posizionamento GNSS in tempo reale trasmettono con continuità correzioni d area che consentono il posizionamento con accuratezza di qualche centimetro utili per applicazioni tecniche ma in generale non per il monitoraggio (servizi a pagamento) Post Processing: Se non serve il tempo reale allora il dato (grezzo) delle stazioni permanenti è generalmente ottenibile in modo gratuito ed utilizzabile per studi di varia natura. Il vantaggio è che essendo infrastrutture attive i dati possono essere elaborati assieme ad altri senza particolari difficoltà anche se le stazioni sono gestite da enti diversi e realizzate per scopi differenti

20 Servono ancora le reti classiche? In molti contesti tra quelli sopra citati no. Studi di geodinamica, definizione e mantenimento di sistemi di riferimento globale o continentale Monitoraggio di entità molto piccolo In altri contesti si per molte ragioni: Rilievi in ambito tecnico non si può ad esempio imporre tale tecnica a tutti Il GNSS non funziona bene ovunque Chi lavora usando servizi di posizionamento in tempo reale di fatto è riferito all Sistema di riferimento dell ente gestore, (?) che può essere aggiornato qualora lo si ritenga necessario.. Rilievi per il controllo di aree dove le infrastrutture sopracitate non possono essere applicate

21 In altri termini Le reti di Stazioni permanenti GNSS (ed i servizi di posizionamento di precisione in tempo reale che alcune di essi erogano) costituiscono uno degli strumenti più potenti per molteplici attività sia di ricerca che per applicazioni tecniche D altra parte esistono attività di rilievo e controllo importanti che non sempre possono usare queste infrastrutture ed allora le classiche reti topografiche passive costituiscono l unica infrastruttura possibile ed imprescindibile.

22 Problemi delle reti classiche Le reti classiche soffrono di problemi fisiologici non trascurabili: Mortalità fisiologica (dovuta a ragioni di natura antropica, interventi sul territorio) Staticità delle coordinate (in un contesto dove è noto che le coordinate non sono mai «ferme» Spesso reti appartenenti ad enti differenti sono riferite a sistemi di riferimento differenti, quindi difficilmente utilizzabili assieme Spesso tali reti non vengono condivise, cosa che ad esempio spesso avviene per le reti di SP GNSS

23 Conclusioni Le reti di SP GNSS costituiscono ad oggi infrastrutture geodetiche imprescindibili per molteplici applicazioni e studi Si potrebbe pensare che con una presenza così densa le reti classiche costituiscano infrastrutture geodetiche non più utili, e forse per alcune applicazioni è veramente così. Tuttavia esistono molti contesti, come probabilmente vedremo nel corso della giornata, dove la loro presenza risulta essere fondamentale.

24 Grazie per l attenzione Reti GNSS per il monitoraggio del territorio e per i servizi di posizionamento Prof. Stefano Gandolfi DICAM - Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali, Università di Bologna stefano.gandolfi@unibo.it