GPS Global Positioning System

Transcript

1 GPS Global Positioning System

2 GNSS GNSS Global Navigation Satellite System Il GNSS (Global Navigation Satellite System) è il sistema globale di navigazione satellitare basato sul sistema statunitense GPS (Global Positioning System), dal russo GLONASS (Global Navigation Satellite System) e dal sistema europeo Galileo in via di sviluppo. Arrivano anche i sistemi cinese ed indiano. Ai satelliti orbitanti, vanno aggiunti quelli geostazionari (sistemi WAAS-America, EGNOS-Europa, MSAS-Oriente) che aumentano la precisione di ricezione fino a 2 metri Geostazionari: ruotano anch essi ma con velocità angolare pari a quella della Terra, per cui ci sembrano fissi

3 il GPS, componenti Global Positioning System - generalità 24+3 satelliti operativi in sei piani orbitali (almeno 5 sempre visibili da ogni luogo) segmento spaziale Stazioni di controllo a terra segmento di controllo Terminali utente segmento utente Ogni terminale ha registrato dentro di se l almanacco, ovvero l insieme delle informazioni sull orbita teorica di ogni satellite Grazie all almanacco ogni ricevitore conosce le posizioni future di ogni satellite.

4 il GPS, la comunicazione Global Positioning System - generalità 5 satelliti sempre visibili in ogni punto della Terra Un satellite ci posiziona su una sfera Col secondo siamo su un ellisse

5 il GPS, la comunicazione Global Positioning System - generalità 5 satelliti sempre visibili in ogni punto della Terra Un satellite ci posiziona su una sfera Col secondo siamo su un ellisse L intersezione del terzo ci porta su due punti Il quarto ci identifica univocamente

6 il GPS, la comunicazione Global Positioning System - generalità I satelliti montano 4 oscillatori: 2 al cesio e 2 al rubidio Il ricevitore monta un economicissimo orologio al quarzo E la precisione? Ritard o (T) Ogni satellite invia una stringa di segnale in cui compare l orario esatto dell invio della stringa e dei parametri sulla posizione (=effemeridi). Il ricevitore calcola il ritardo con cui riceve i segnali e, conoscendo le posizioni registrate sull almanacco, ottiene la propria distanza rispetto ai satelliti (trilaterazione)

7 il GPS, la comunicazione D, distanza del satellite = km ca. c, velocità della luce = km/s ca. T = D/c = / = 0,067 secondi Se il quarto satellite non conferma il punto dato dai primi tre vuol dire che c è un errore sul tempo misurato dal ricevitore Global Positioning System - generalità Ogni satellite invia una stringa di segnale in cui compare l orario esatto dell invio della stringa e dei parametri sulla posizione (=effemeridi). Il ricevitore calcola il ritardo con cui riceve i segnali e, conoscendo le posizioni registrate sull almanacco, ottiene la propria distanza rispetto ai Ritardo (T) satelliti (trilaterazione) si scalano tutte le distanze (il ricevente ha un algoritmo apposito) finché risulti un solo puto d intersezione, la nostra posizione. Con un orologio da pochi soldi si ottiene la stessa precisione di quelli atomici.

8 il GPS, la sua utilità il ricevitore Cosa fa il ricevitore GPS? 1. Determina le coordinate del punto in cui ci troviamo (fix dei satelliti)

9 il GPS, la sua utilità il ricevitore Cosa fa il ricevitore GPS? 1. Determina le coordinate del punto in cui ci troviamo (fix dei satelliti) 2. Ci guida verso un waypoint 3. Ci guida lungo una rotta 4. Memorizza la traccia che abbiamo percorso (utile per tornare sui nostri passi)

10 il GPS, la sua utilità il ricevitore Cosa fa il ricevitore GPS? 1. Determina le coordinate del punto in cui ci troviamo (fix dei satelliti) 2. Ci guida verso un waypoint 3. Ci guida lungo una rotta 4. Memorizza la traccia che abbiamo percorso (utile per tornare sui nostri passi) In soldoni attraverso il nostro apparato memorizziamo una serie di coppie di coordinate, di quote e di orari

11 il GPS, la sua utilità il ricevitore E gli smartphone? - Sono delicati - Poca autonomia - Bassa precisione (migliorabile con antenna esterna bluetooth) - Meglio di niente

12 il GPS, la sua utilità il ricevitore I moderni terminali consentono di visualizzare mappe cartografiche, sia raster che vettoriali

13 il GPS, la sua utilità il ricevitore Alcuni comprendono un altimetro barometrico (quota geodetica, rispetto al geoide, cioè rispetto al livello degli oceani) Ci sono modelli con una bussola elettronica; precisa ma consuma parecchio

14 il GPS, limiti il ricevitore Ostacoli per il segnale: Muri Acqua Rocce Vegetazione fitta ed umida Multipath, segnale rimbalzato Ritardi di origine ionosferica

15 il GPS, pianificazione dell uscita Prima di partire Consultare la cartografia Impostare la rotta da seguire, fissando dei waypoint lungo il percorso In alternativa caricare la traccia, se in possesso Stampare sempre e comunque un cartaceo del percorso

16 il GPS, pianificazione dell uscita Prima di partire Consultare la cartografia Impostare la rotta da seguire, fissando dei waypoint lungo il percorso In alternativa caricare la traccia, se in possesso Stampare sempre e comunque un cartaceo del percorso

17 il GPS, l uscita Sul terreno Pulizia preliminare dei dati (impostazioni-reimposta-elimina memoria) Navigazione a punti Attraverso l indicatore di direzione (triangolino blu) Punta e vai (memorizza l azimut) Pianifica percorso (serie di waypoint) Salvataggio waypoint Mark: waypoint semplice Media waypoint: media da una rosa di punti

18 Programmi PC Basecamp Okmap gratuiti Google Earth Oziexplorer Compegps ExpertGPS Viking gps Software GIS (ArcGis, Qgis, Gvsig, QLandKarte, )

19 Cartografia digitale Raster Raster (cartine scannerizzate) Digitalizzazione Georeferenziazione [Map Datum Proiezione, punti di controllo] Custom map (Okmap: utilità - tiling mappa)

20 Cartografia digitale Raster Possiamo lavorare con: Carte IGMI

21 Cartografia digitale Raster Possiamo lavorare con: Carte IGMI Custom Map

22 Cartografia digitale Raster Possiamo lavorare con: Carte IGMI Custom Map Ortofoto

23 Cartografia digitale Raster Possiamo lavorare con: Carte IGMI Custom Map Ortofoto CTR

24 Cartografia digitale Vettoriale Vettoriali (insieme di punti, linee, poligon Tra le più conosciute: OpenStreetMap

25 Cartografia digitale Vettoriale Vettoriali (insieme di punti, linee, poligon Tra le più conosciute: OpenStreetMap Garmin TrekMap

26 Basecamp Importazione file

27 Basecamp Modifiche Topologiche Scorri Nuovo waypoint Inseris Zoom Nuova rotta ci Seleziona Nuova traccia Spost Misura a Cance lla Dividi

28 Basecamp Modifiche Topologiche Con gli strumenti Cancella e Sposta, in pochi clic modifico le mie tracce.

29 Basecamp Tracce I dati contenuti nel file sono sempre gli stessi del file.txt; PC e GPS ricavano tutto il resto

30 Basecamp Tracce

31 Basecamp foto Sincronizzando GPS e macchina fotografica è possibile goreferenziare le foto

32 Basecamp Esportazione file

33 Basecamp dal PC al GPS Collegare il GPS al PC tramite USB ed avviare Basecamp Il dispositivo verrà riconosciuto dopo poco

34 Basecamp dal PC al GPS Selezioniamo i file da trasferire, tasto dx invia a

35 Basecamp Stampa Abbiamo la nostra traccia pulita e vogliamo stamparla

36 proiezione (se proiettata) Map Datum Basecamp Stampa coordinate declin. magnetica scala

37 Basecamp Stampa

38 Basecamp Stampa

39 Fine