SPECIFICHE TECNICHE PER L ISTITUZIONE DI RETI TECNICHE CON METODOLOGIA GPS

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1 SPECIFICHE TECNICHE PER L ISTITUZIONE DI RETI TECNICHE CON METODOLOGIA GPS ad uso del COLLEGIO DEI GEOMETRI DELLA PROVINCIA DI BRESCIA a cura di: ing. Livio Pinto D.I.I.A.R. sez. Rilevamento Politecnico di Milano

2 INDICE. RETI GEODETICHE GPS...3 Rete di inquadramento...3 Rete di raffittimento...3 Punti di dettaglio...4 Vertici di orientamento...4. MATERIALIZZAZIONE...5. UBICAZIONE DEI VERTICI...5. CONTRASSEGNI MESSA IN OPERA DEI CONTRASSEGNI DOCUMENTAZIONE MONOGRAFICA RILIEVO DELLE RETI PROGETTO E VERIFICHE PRELIMINARI MISURA DELLE BASI ELABORAZIONE DELLE MISURE CALCOLO DELLE COORDINATE WGS84 DEI VERTICI DELLA RETE MISURA DELLE BASI RELATIVE AI PUNTI DI DETTAGLIO CALCOLO DELLE COORDINATE WGS84 DEI VERTICI DI DETTAGLIO TRASFORMAZIONE DELLE COORDINATE DEI PUNTI GPS TRASFORMAZIONE NEL SISTEMA DI RIFERIMENTO NAZIONALE ROMA DETERMINAZIONE DELLE QUOTE S.L.M. (ORTOMETRICHE) DEI PUNTI GPS RILEVAMENTO DEI VERTICI DI ORIENTAMENTO RILEVAMENTO CON STRUMENTAZIONE TOPOGRAFICA CLASSICA COLLAUDO COLLAUDO IN CORSO D'OPERA COLLAUDO AL TERMINE DEI LAVORI...3 ALLEGATO...5 ALLEGATO...6 ALLEGATO 3...7

3 SPECIFICHE TECNICHE PER L ISTITUZIONE DI RETI TECNICHE CON METODOLOGIA GPS AD USO DEL COLLEGIO DEI GEOMETRI DELLA PROVINCIA DI BRESCIA Oggetto delle seguenti specifiche è fornire i criteri per la realizzazione di reti planoaltimetriche di raffittimento e di punti di dettaglio, realizzate con metodologia GPS, e per la determinazione delle loro quote geoidiche (rispetto cioè al livello medio del mare), finalizzate alla materializzazione sul territorio provinciale di un sistema di riferimento stabile, di precisione utile a tutti gli scopi tecnici di tipo topografico.. RETI GEODETICHE GPS Rete di inquadramento La rete geodetica di inquadramento del territorio provinciale è rappresentata dalla rete fondamentale IGM95 materializzata da7 punti (vedi figura ). Tutti i vertici della rete d inquadramento sono noti nel sistema di riferimento WGS84 (ETRF89) e nel sistema di riferimento nazionale ROMA40. Per quanto concerne la quota dei punti, come noto, la tecnica GPS consente il rilievo tridimensionale con quote ellissoidiche e non geoidiche. Tuttavia queste possono essere determinate dalle prime a patto di conoscere l ondulazione del geoide (cfr. punto 5.). Alcuni punti della rete IGM95, quelli cosiddetti della serie 7, sono anche capisaldi di quota nota; essi costituiscono, insieme ai capisaldi delle reti di livellazione presenti nella provincia, di recente determinazione e in grado di fornire garanzia di stabilità nel tempo, la rete di inquadramento altimetrico. In figura sono evidenziati i punti della rete IGM95 appartenenti alla serie 7; sempre in figura sono evidenziate le linee di livellazione geometrica di alta precisione dell IGM, ricadenti nel territorio provinciale bresciano. Ai fini della realizzazione della nuova rete GPS, su porzioni limitate di territorio, possono essere considerati vertici di inquadramento anche punti già in precedenza realizzati secondo le presenti o analoghe norme (vertici di raffittimento presenti nel territorio adiacente, vertici di maglia primaria e secondaria del catasto, ecc.) dei quali siano note le coordinate nel sistema di riferimento WGS84 (ETRF89) e nel sistema di riferimento nazionale ROMA40 nonché le precisioni delle singole coordinate che dovranno essere comparabili a quelle della rete IGM95. Rete di raffittimento Nella rete di raffittimento dovranno essere inseriti tutti i punti di inquadramento ricadenti nella zona d intervento e i punti di nuova istituzione omogeneamente distribuiti sul territorio. La rete di raffittimento dovrà costituire nel complesso una struttura autonoma, intrinsecamente determinata da un numero sovrabbondante di misure ed essere costituita da poligoni connessi aventi non più di 6 lati. Su ogni vertice incognito e sui punti di inquadramento non marginali dovranno convergere non meno di 3 basi indipendenti; sui punti di inquadramento marginali dovranno convergere non meno di basi, rilevate in sessioni diverse e del tutto indipendenti. Queste norme sono in parte tratte dalle Specifiche tecniche per il raffittimento della rete fondamentale IGM95 messa a punto dal Gruppo di lavoro Reti dell INTESA STATO-REGIONI ED ENTI LOCALI PER LA REALIZZAZIONE DEI SISTEMI INFORMATIVI GEOGRAFICI DI INTERESSE GENERALE. 3

4 980 PUNTIIGM95 LINEEDI LIVELLAZIONE IGM Figura Vertici GPS della rete IGM95 e linee di livellazione di alta precisione Punti di dettaglio I punti di dettaglio, necessari per un eventuale ulteriore raffittimento locale, avranno la densità e l ubicazione prescritte dall Ente Appaltante secondo le finalità del lavoro: tali punti pertanto non avranno necessariamente la configurazione tipica di una rete geodetica (connessione, elevata ridondanza). I punti di dettaglio saranno tuttavia determinati da almeno due basi ed è consentito a tal proposito l adozione di uno schema di rilievo analogo a quello classico della poligonazione; in particolare i punti dovranno essere collegati tra loro sequenzialmente da basi indipendenti, costituenti una poligonale che non dovrà avere più di cinque lati e i cui estremi dovranno appartenere alla rete di raffittimento o di inquadramento. Vertici di orientamento I vertici di orientamento sono punti della rete posti in zone dominanti del territorio. La loro presenza si rende necessaria quando deve essere garantita la stazionabilità dei punti della rete di raffittimento GPS e/o dei punti di dettaglio con strumentazione topografica classica. Non è a priori necessario conoscerne la quota. La loro densità deve essere tale da garantire la visibilità di uno o più 4

5 vertici da ciascun punto della rete di raffittimento e dai punti di dettaglio. Essi saranno determinati con misure GPS realizzate in centro o tramite collegamento con misure topografiche classiche (misure angolari e/o di distanza) (cfr punto 6.).. MATERIALIZZAZIONE Tutti i punti, sia quelli appartenenti alla rete di raffittimento che quelli di dettaglio saranno materializzati secondo le specifiche di seguito riportate.. UBICAZIONE DEI VERTICI I punti, saranno ubicati in luoghi facilmente accessibili, di norma su manufatti in cemento già presenti in loco ed aventi dimensioni, consistenza e destinazione d uso tali da garantire una adeguata stabilità nel tempo. Sono da evitare tutte le strutture in cemento di tipo prefabbricato quali: marciapiedi, cordoli, muretti divisori, pozzetti di fognature. Sono invece indicati: spalle di ponti, muri di sostegno, chiuse di canali ed in genere ogni altra struttura in calcestruzzo gettata in loco. Qualora non sia possibile individuare nella zona prescelta un manufatto di caratteristiche appropriate, la sede del contrassegno verrà realizzata appositamente mediante uno scavo di dimensioni e profondità, dipendenti dalla natura del terreno, adeguate a garantirne la stabilità e la permanenza nel tempo. Lo scavo verrà riempito con una gettata di calcestruzzo, possibilmente armata, fino all altezza del piano di campagna. La parte sommitale, per una altezza di circa 0 cm, sarà realizzata tramite una gettata di cls di forma quadrata e lato di 40 cm, in asse con lo scavo sottostante che quindi potrà essere di dimensioni inferiori. La profondità dello scavo sarà tale da consentire l ancoraggio allo strato roccioso od ad uno strato compatto e resistente del terreno; in terreno sciolto o poco consistente (terreno vegetale, sabbie ecc.) la profondità sarà di almeno 60 cm. Le dimensioni dello scavo saranno proporzionate alla profondità in maniera da consentire la realizzazione di un solido resistente, in ogni caso non meno 5 cm di raggio. Nella scelta della sede del punto si terrà conto della presenza nelle vicinanze: dei "punti di maglia primaria e secondaria del Catasto" che, se possibile, saranno direttamente utilizzati, altrimenti si posizionerà il punto nelle immediate vicinanze; di capisaldi appartenenti a linee di livellazione di alta precisione, sia IGM che di altri Enti, nel qual caso si impianterà il punto alla minima distanza possibile, sempre nel rispetto dei criteri suddetti e degli altri di seguito descritti, da detti capisaldi, allo scopo di facilitare il successivo collegamento altimetrico. Il punto dovrà avere una posizione tale da consentire la realizzazione di una valida stazione GPS; in particolare dovrà essere verificato quanto segue. La posizione dei punti sarà scelta possibilmente in: assenza di ostacoli stabili, che impediscono la ricezione dei segnali satellitari, aventi un elevazione superiore a 0 5 sul piano dell orizzonte dell antenna considerata posta ad altezza normale sopra un treppiede. E ammessa la presenza di ostacoli, che non producano multipath, con azimut compreso fra 330 e 30. Negli altri settori è tollerata la presenza di ostacoli aventi estensione od altezza limitata; in presenza di questi ultimi dovrà essere redatto, su apposito modello, uno schizzo degli ostacoli che verrà riportato in monografia; assenza di disturbi elettromagnetici tali da rendere impossibile o difficoltosa la ricezione dei segnali satellitari; a tal proposito in fase ricognitiva verrà verificato che il valore del rapporto segnale/rumore risulti ottimo rispetto ai valori dichiarati dal costruttore dello strumento utilizzato. 5

6 . CONTRASSEGNI Dovendo realizzare vertici (sia di raffittimento che di dettaglio) che devono costituire riferimento per misure di alta precisione sia planimetriche (GPS) che altimetriche, i contrassegni costituenti le materializzazioni dovranno possedere una struttura geometrica tale da individuare in modo semplice ed inequivocabile sia un asse verticale che un piano orizzontale; inoltre, per garantire la permanenza nel tempo, dovranno essere costituiti di materiali metallici non deteriorabili: acciaio inox, ottone, leghe di alluminio ecc. Per soddisfare agli scopi suddetti può essere positivamente indicata la forma del centrino GPS prodotto dal Collegio dei Geometri della provincia di Brescia e da esso commercializzata. In ogni caso il tipo di contrassegno utilizzato dovrà essere preventivamente approvato dalla Direzione Lavori (nel seguito indicata brevemente D.L.)..3 MESSA IN OPERA DEI CONTRASSEGNI Per la messa in opera dei centrini si praticherà, sul manufatto in cemento prescelto o su quello appositamente realizzato, un foro con trapano di dimensioni leggermente superiori ad diametro del gambo del centrino. Tale foro verrà allargato nella parte superiore per accogliere la base della testa del contrassegno in modo da rendere difficoltosa l asportazione di quest ultimo. Il centrino verrà quindi fissato con cemento o resine sintetiche ad alta resistenza; nel caso di manufatto in cls realizzato appositamente sarà consentito inserire direttamente il contrassegno nella gettata di calcestruzzo. Il proprietario del manufatto o del terreno prescelto per la materializzazione, sia esso Ente pubblico o privato, verrà preventivamente informato, eventualmente anche con lettera scritta, richiedendo il consenso all esecuzione dell opera..4 DOCUMENTAZIONE MONOGRAFICA Per ognuno dei vertici (sia di raffittimento che di dettaglio) sarà redatta una esauriente monografia che consenta il riconoscimento del punto. Tali monografie dovranno essere realizzate in formato A4, possibilmente in modo del tutto automatico tramite apposito software a disposizione presso il Collegio dei Geometri della provincia di Brescia (un esempio di monografia di punto GPS e di vertice di orientamento è riportato allegato 3) e dovranno contenere: nome dell Ente appaltante; mese ed anno del rilievo; nome e numero del vertice; tipo di materializzazione; fotografia della materializzazione sullo sfondo di particolari circostanti di facile individuazione; schizzo grafico o foto della zona circostante con tutte le possibili misure di distanza fra il vertice ed i particolari limitrofi rilevanti e facilmente individuabili; descrizione dell accesso, del sito e della materializzazione; coordinate geografiche nel sistema WGS84(ETRF89) e ROMA40; coordinate piane UTM-WGS84 e GAUSS-BOAGA; quota ellissoidica; quota ortometrica; stralcio della Cartografia Tecnica Regionale (CTR) alla scala :0000 con frecciatura indicante la posizione del punto; stralcio della Carta Catastale con indicazione della particella ove ricade il punto; eventuale indicazione degli ostacoli alla ricezione satellitare. 6

7 L intera monografia sarà memorizzata in un file in formato leggibile da software di larga diffusione. 3. RILIEVO DELLE RETI 3. PROGETTO E VERIFICHE PRELIMINARI La ditta appaltatrice dovrà predisporre un progetto delle reti suddette, da riportare su grafico a scala opportuna (di norma :0 000) da sottoporre per approvazione alla D.L.; nel grafico dovranno essere riportati con idonea simbologia sia i vertici delle reti di inquadramento e di raffittimento che i punti di dettaglio. Inoltre dovranno essere indicate le linee di base che la ditta intende realizzare sia per la rete di raffittimento che per i punti di dettaglio. Il numero dei vertici di inquadramento dovrà sempre essere 3 e, solo in particolari casi (reti di ridotte dimensioni e non elevata precisione) si potrà derogare da tale minimo. Dovrà essere verificata preventivamente al rilievo, l esistenza e l integrità dei vertici della rete d inquadramento, mediante sopralluoghi a cura della ditta appaltatrice che acquisirà le relative monografie. Dovranno essere verificate anche le condizioni di ricezione del segnale GPS. Nel caso di perdita della materializzazione, di danneggiamento o di difficoltà di acquisizione dei dati satellitari, dovranno essere redatte apposite schede; queste saranno consegnate alla D.L. che avrà cura di segnalare il fatto all Ente proprietario del vertice di inquadramento (IGM, Dipartimento del Territorio, Amministrazioni Comunali ecc.). Al grafico della rete sarà accompagnata una relazione relativa alla strumentazione che la ditta intende impiegare, alla organizzazione dei rilievi; al software che essa intende adottare per il calcolo delle basi, la compensazione e la elaborazione dei dati; alla codifica dei punti utilizzata nel rilievo e nei calcoli secondo quanto indicato dalla D.L. 3. MISURA DELLE BASI Le basi (o baselines) dovranno essere indipendenti e saranno determinate con ricevitori GPS di elevata precisione. La precisione degli apparati, dichiarata dal costruttore, dovrà essere non inferiore a 5 mm + p.p.m. La metodologia di misura sarà di tipo relativo (differenziale) statico, con intervallo di campionamento non superiore a 5 secondi. Potrà anche essere di tipo rapido statico con intervallo di campionamento non superiore a 5 secondi, nei casi in cui la strumentazione impiegata garantisca comunque le precisioni richieste. I tempi di acquisizione delle sessioni, espressi in minuti, saranno non inferiori a quelli riportati nella tabella seguente: Con 4 satelliti in assenza di cycle slip significativi con 5 o più satelliti in assenza di cycle slip significativi Distanze GPS mono GPS doppia GPS mono GPS doppia Rapido statico Frequenza frequenza Frequenza frequenza Minori di 5 km Fra 5 e 0 km Fra 0 e 5 km

8 In presenza di cycle slip o di ostacoli superiori a 0 5 gradi sull orizzonte dell antenna o di valori di GDOP e PDOP non ottimali, la durata della sessione di misura sarà opportunamente aumentata. Le stazioni saranno realizzate esclusivamente in centro con l ausilio di treppiede o piastra di centramento. L antenna sarà fissata tramite basetta tricuspide dotata di viti calanti e livella sferica, o tramite apparato equivalente che consenta l orizzontamento e il centramento di precisione. Si dovrà curare in modo particolare la misura del dislivello dal centro di fase dell antenna alla sommità centrino che costituisce la materializzazione: tale dislivello sarà misurato in due punti diametralmente opposti dell antenna, all inizio della sessione di misura e, con la stessa procedura, alla fine della sessione; delle quattro misure, tutte registrate, si utilizzerà la media. Qualora le misure dello stesso momento differiscano per più di un centimetro verranno immediatamente ripetute, se invece la media delle misure finali differisce per più di un centimetro da quella delle misure iniziali verrà ripetuta la stazione. Per gli apparati che utilizzano sistemi particolari per la determinazione dell altezza dell antenna, la misura andrà comunque eseguita due volte all inizio della sessione e due volte alla fine con le stesse modalità di validazione suddette. Si suggerisce la ripresa di una immagine fotografica riportante il campione utilizzato per la misura dell altezza dell antenna in corrispondenza dell indice: in tal modo viene archiviato un dato oggettivo anche per la misura dell altezza dell antenna. Per ogni stazione verrà compilata una scheda di stazione in formato A4 nella quale saranno riportate: nome e numero del vertice; nome del file di memorizzazione dei dati; data, ora di inizio e di termine della sessione di misura; marca e modello del ricevitore GPS utilizzato; tipo e caratteristiche dell antenna utilizzata; tutte le misure dell altezza dell antenna effettuate e la media di tali misure utilizzata nei calcoli, con la chiara indicazione del riferimento della misura; indicazioni riguardanti l eventuale immagine relativa alla misura dell altezza dell antenna; note eventuali. Per ciascuna squadra dovrà essere redatto uno schizzo o una tabella delle occupazioni dei punti per ciascuna sessione nell arco della giornata lavorativa; successivamente, al momento della elaborazione saranno indicate le basi indipendenti ricavate da ciascuna sessione 3. Andrà redatto un grafico della rete realizzata effettivamente, con i punti rappresentati secondo la loro tipologia, in modo che ne risulti agevole la distinzione 3.3 ELABORAZIONE DELLE MISURE Il calcolo delle basi potrà essere eseguito utilizzando le effemeridi trasmesse o quelle precise, impiegando il programma fornito dalla Casa Costruttrice dei ricevitori GPS, o un programma specifico purché internazionalmente noto: in questo caso dovrà esserne data preventivamente comunicazione alla D.L. nella relazione di progetto per la necessaria autorizzazione. Il software dovrà essere messo a disposizione della D.L. per le opportune verifiche e prove. Le basi calcolate, esclusivamente nella soluzione fixed (nella quale viene quindi fissato ad intero il valore delle ambiguità), saranno ritenute accettabili e quindi utilizzate per i calcoli successivi se saranno state seguite le specifiche sopra indicate per il rilievo (specie per i tempi di stazionamento, che solo eccezionalmente potranno essere inferiori a quelli previsti in presenza di un Non si considerano gli ostacoli posti a Nord dell antenna con azimut compreso fra 330 e Si ricorda che una sessione eseguita con r ricevitori fornisce r - basi indipendenti. 8

9 numero molto elevato di satelliti in vista) e se saranno caratterizzate da indicatori di qualità: quality factor, ratio, varianza, contrast, ecc. (secondo il software utilizzato) che rientrino nei limiti previsti dal software stesso; le basi che non soddisfino tali requisiti dovranno essere ripetute. Del calcolo di ciascuna base dovrà essere fornito il file ASCII sintetico riportante le informazioni sostanziali: i codici dei punti collegati, le componenti della base, i loro parametri di precisione (deviazione standard delle componenti, correlazioni o covarianze, modalità di calcolo, fattori di qualità, durata della ricezione,...). Di norma tutti i software d elaborazione delle basi consentono di produrre tali report riassuntivi. Il nome del file di report richiamerà i codici dei punti collegati dalla base riportata. La documentazione fornita dovrà consentire di risalire, per ciascuna base, alla sessione durante la quale essa è stata rilevata. I dati grezzi acquisiti dovranno essere conservati nella forma originale (binario proprietario) presso la ditta appaltatrice e ne dovrà essere consegnata copia alla D.L. sia in formato binario che in formato standard d interscambio (RINEX). Un primo controllo di validazione delle basi, potrà essere effettuato attraverso il controllo di chiusura dei poligoni costituenti la rete di raffittimento, secondo il seguente criterio: la distanza cartesiana calcolata a partire dalle somme algebriche dei valori dx, dy, dz delle singole basi costituenti il poligono di n lati dovrà garantire la seguente disequazione: ( ) + ( dy) + ( dz) dx 5 cm n Le basi facenti parte di poligoni la cui chiusura non soddisfa la tolleranza suddetta verranno ripetute. Le basi validate con la procedura suddetta entreranno a far parte del successivo calcolo di compensazione. 3.4 CALCOLO DELLE COORDINATE WGS84 DEI VERTICI DELLA RETE La rete GPS verrà compensata in un unico blocco vincolando le coordinate cartesiane geocentriche (WGS84) di un solo punto della rete (possibilmente uno dei punti di inquadramento), realizzando quindi un calcolo di compensazione ai minimi vincoli, finalizzato a verificare la precisione intrinseca delle misure; i valori dei semiassi maggiori delle ellissi standard piane dovranno risultare minori o uguali a 3 cm, e lo s.q.m. in quota dovrà risultare minore o uguale a 5 cm. Potranno essere accettati eccezionalmente e motivatamente, per una piccola percentuale di punti (non superiore al 5%) dei valori che oltrepassino tali limiti, ma comunque in nessun caso superiori rispettivamente a 5 cm e 8 cm. Se il programma di compensazione è in grado di evidenziare le probabili basi affette da errore grossolano, esse potranno essere eliminate solo se la loro assenza non influenza le richieste minime di sovrabbondanza indicate al punto. del presente documento. Saranno invece ripetute le basi che convergono sui vertici per i quali i valori suddetti di precisione e/o di sovrabbondanza non risultino soddisfatti. Si sottolinea che le indicazioni riguardo l altimetria, si riferiscono esclusivamente alle quote ellissoidiche risultanti dalla compensazione in blocco delle basi GPS, e non alle quote ortometriche della rete altimetrica delle quali si tratta separatamente in un paragrafo successivo. La ditta appaltatrice consegnerà una relazione esauriente relativa al calcolo di compensazione comprensiva dell input/output della compensazione finale e l elenco delle basi eliminate o ripetute, in forma cartacea e su supporto informatico. 9

10 La rete compensata intrinsecamente, verrà adattata alla rete di inquadramento tramite una rototraslazione con variazione di scala tridimensionale. Per la stima dei parametri della trasformazione, eseguita secondo il principio dei minimi quadrati, andranno utilizzati come punti doppi tutti i vertici di inquadramento presenti in rete. Le differenze tra le coordinate rototraslate e quelle di monografia (i residui della trasformazione) daranno indicazione della congruenza del nuovo rilievo con le coordinate di monografia. Se qualche punto di inquadramento dovesse presentare residui elevati, superiore a 0 cm, essi potranno essere eliminati dal calcolo della trasformazione a patto che il numero residuo dei punti sui quali sono calcolati i parametri di trasformazione, punti doppi, risulti 3. La ditta appaltatrice comunicherà la circostanza alla D.L. che segnalerà all Ente proprietario del vertice di inquadramento scartato (IGM, Dipartimento del Territorio, Amministrazioni Comunali ecc.) l incongruenza rilevata. L applicazione della trasformazione ai vertici di nuova istituzione (raffittimento o dettaglio) consentirà di determinare le coordinate WGS84 (ETRF89) dei suddetti punti. Nel caso in cui il numero dei punti di inquadramento dovesse essere inferiore a 3, ovvero durante il calcolo dei parametri di trasformazione della rototraslazione con variazione di scala si ravvisasse la necessità di scartare uno o più punti doppi con conseguenza di non avere più il numero minimo di 3 punti doppi, non sarà più possibile procedere all inqudramento tramite calcolo ed imposizione di una trasformazione bensì si procederà mediante compensazione vincolata nella quale saranno tenuti fissi tutti i punti della rete di inquadramento. Qualora le coordinate definitive dei vertici presentino precisioni minori di quelle suddette (cfr. punto 3.4), la ditta appaltatrice comunicherà la circostanza alla D.L. ed attuerà per il calcolo definitivo le direttive da quest ultima emanate. 3.5 MISURA DELLE BASI RELATIVE AI PUNTI DI DETTAGLIO Le basi relative ai punti di dettaglio dovranno essere indipendenti e saranno determinate con apparati GPS secondo la metodologia differenziale statica o rapido statica, con intervallo di campionamento non superiore a 5 secondi. La misura dell altezza dell antenna avverrà con le stesse procedure descritte in 3. per le basi della rete di raffittimento. Per ogni stazione verrà compilata una scheda di stazione con le stesse procedure descritte sempre in 3. per le basi della rete di raffittimento. I tempi di acquisizione, espressi in minuti, saranno non inferiori a quelli riportati nella seguente tabella. con 4 satelliti in assenza di cycle slip significativi con 5 o più satelliti in assenza di cycle slip significativi Distanze GPS mono Frequenza GPS doppia frequenza Rapido statico GPS mono frequenza GPS doppia frequenza Rapido statico Minori di 5 km fra 5 e 0 km fra 0 e 5 km Basi di lunghezza superiore a 5 km potranno essere necessarie per il collegamento diretto di punti di dettaglio alla rete di inquadramento, nei casi in cui l entità del rilievo non richieda l istituzione di una rete di raffittimento. In presenza di cycle slip o di ostacoli superiori a 0 5 gradi sull orizzonte dell antenna la durata della sessione di misura sarà convenientemente aumentata. Le basi verranno calcolate e preliminarmente validate, per quanto concerne i quality factor, con le stesse modalità descritte per le basi della rete di raffittimento. 0

11 Essendo il rilievo dei punti di dettaglio realizzato con un schema a poligonale con numero di lati minore o uguale a 5 e con i punti iniziale e finale coincidenti con un vertice di raffittimento o di inquadramento, la validazione definitiva dalle basi avverrà con il controllo di seguito descritto. La distanza cartesiana calcolata a partire dalle somme algebriche dei valori dx, dy, dz delle singole baseline della poligonale congiungenti due estremi noti, dovrà differire dalla distanza cartesiana tra i due estremi medesimi (calcolata a partire dalle rispettive coordinate X,Y, Z e X,Y, Z ) per meno di t D (cm)= L km, dove L km è la lunghezza della poligonale espressa in chilometri: ( dx) + ( dy) + ( dz) ( X ) + ( ) + ( ) X Y Y Z Z Le basi facenti parte di poligonali che non soddisfano le tolleranze suddette verranno ripetute mentre quelle validate entreranno a far parte del calcolo di compensazione. τ D 3.6 CALCOLO DELLE COORDINATE WGS84 DEI VERTICI DI DETTAGLIO Il calcolo delle coordinate WGS84(ETRF89) dei vertici di dettaglio avverrà per compensazione delle poligonali che li definiscono, fissando i punti iniziali e finali al valore delle coordinate assunto nella compensazione della rete di raffittimento o di monografia per i punti di inquadramento. 4. TRASFORMAZIONE DELLE COORDINATE DEI PUNTI GPS 4. TRASFORMAZIONE NEL SISTEMA DI RIFERIMENTO NAZIONALE ROMA40 Sia i punti di dettaglio che quelli appartenenti alla rete di raffittimento, dovranno essere riferiti anche al sistema geodetico nazionale ROMA40. Attualmente ciò è possibile attraverso il programma VERTO dell IGM, funzionante con il grigliato di parametri di trasformazione predisposto dallo stesso Ente e da esso commercializzato insieme alle monografie dei vertici IGM95. In tal caso per ogni punto, in sostituzione dei 7 parametri, viene fornito un estratto dei grigliati, di estensione e passo adeguati, con i quali è possibile ogni tipo di trasformazione fra i vari sistemi geodetici di riferimento (ROMA40, ED50, WGS84(ETRF89)), in modo univoco e senza soluzione di continuità. Ove la zona interessata dal raffittimento sia limitata e giacente in prossimità di un vertice IGM95, il Direttore dei Lavori può disporre che la determinazione delle coordinate, nel sistema ROMA40, avvenga tramite l imposizione di un unico set di parametri di trasformazione conforme spaziale (rototraslazione con variazione di scala) associato al vertice IGM95 prossimo. In tal caso per il calcolo delle coordinate dei punti nel sistema di riferimento nazionale ROMA40 si utilizzerà la relazione di Helmert (Allegato ). 5. DETERMINAZIONE DELLE QUOTE S.L.M. (ORTOMETRICHE) DEI PUNTI GPS Salvo quanto già indicato al punto. per i vertici posti nelle vicinanze di capisaldi di linee di livellazione della rete altimetrica di inquadramento 4, per gli altri casi la conversione delle quote 4 Rete altimetrica di inquadramento: essa è costituita dalla rete altimetrica fondamentale, cioè dall insieme delle linee di livellazione geometrica d alta precisione dell Istituto Geografico Militare, distribuite sull intero territorio nazionale.

12 ellissoidiche, determinate con la metodologia GPS, in quote sul livello del mare (s.l.m.), verrà effettuata con l ausilio del modello di geoide gravimetrico disponibile presso l IGM. Questo geoide sarà fornito direttamente nel sistema di riferimento proprio del GPS. A richiesta, l IGM può fornire una stima, su scala locale, della trasformazione fra sistema di riferimento del modello di geoide e quello del GPS sulla base di un certo numero di punti aventi quota doppia. La trasformazione è quella a 7 parametri, del tipo di quella impiegata per il passaggio da WGS84(ETRF89) a ROMA40. Sarà cura della D.L. indicare la necessità di questa seconda operazione di stima delle quote s.l.m. (ortometriche) dei punti ed indicare la disposizione dei punti doppi in quota, che non dovranno mai essere in numero inferiore a RILEVAMENTO DEI VERTICI DI ORIENTAMENTO I vertici d orientamento possono essere stazionabili con GPS, nel qual caso essi rientrano a far parte, a tutti gli effetti, dei vertici della rete di raffittimento e come tali devono essere considerati. E fatta salva la loro materializzazione che, dovendo servire principalmente per consentire l orientamento, sarà adatta allo scopo. La ditta appaltatrice sottoporrà alla D.L. un progetto dove sarà chiaramente evidenziata l ubicazione dei vertici e la loro monumentazione. 6. RILEVAMENTO CON STRUMENTAZIONE TOPOGRAFICA CLASSICA Nel caso in cui vertici di orientamento siano non stazionabili con GPS (assi di manufatti quali campanili, ciminiere, acquedotti, ecc.) la determinazione delle coordinate avverrà mediante compensazione vincolata ai vertici della rete di raffittimento o di dettaglio di una rete topografica classica appositamente realizzata. A tal proposito la ditta appaltatrice predisporrà un progetto da sottoporre alla D.L., nel quale dovrà essere evidenziato: lo schema geometrico delle misure topografiche classiche da realizzare dai vertici della rete di raffittimento, o da vertici di dettaglio anche appositamente rilevati, la strumentazione che si intende utilizzare con la relativa precisione strumentale: l insieme delle misure dovrà garantire una idonea sovrabbondanza al fine di ottenere un insieme statisticamente valido; la modalità adottata per la compensazione intrinseca (a minimo vincolo) e vincolata della rete topografica classica, vale a dire: il sistema di riferimento nel quale effettuare la compensazione e il programma che si intende utilizzare, che dovrà essere sperimentato e consentire, tramite test statistici, il controllo della validità delle misure. A l termine della compensazione, i valori dei semiassi maggiori delle ellissi standard piane, non dovranno in nessun caso risultare superiori a 6 cm. A termine delle operazioni di misura, compensazione intrinseca e compensazione vincolata delle misure topografiche, la ditta appaltatrice dovrà consegnare alla D.L. i libretti delle misure i tabulati di calcolo di compensazione intrinseca e vincolata e una relazione relativa al calcolo contenente i dati I/O di compensazione, il valore standardizzato dei residui e l'indicazione delle misure eventualmente eliminate. 7. COLLAUDO Il collaudo viene eseguito sia in corso d'opera, che al termine dei lavori. 7. COLLAUDO IN CORSO D'OPERA Il collaudo in corso d opera, effettuato in presenza della ditta appaltatrice, prevede la verifica della rispondenza delle procedure adottate a quanto indicato dalle presenti specifiche

13 tecniche e dalle direttive della D.L.. Durante ogni verifica a campione verrà redatto un verbale in contraddittorio con il rappresentante della ditta incaricata che potrà apporvi le proprie osservazioni. Al termine della fase di materializzazione il Collaudatore dovrà stilare una relazione indicando le modifiche che si rendessero necessarie. La D.L, sulla base di tale relazione, provvederà ad impartire gli opportuni ordini di servizio alla ditta appaltatrice. La mancata osservanza di tali ordini di servizio comporterà la non accettazione del lavoro e conseguentemente la rescissione del contratto. 7. COLLAUDO AL TERMINE DEI LAVORI Il Collaudatore entro un mese dalla consegna della documentazione finale, eseguirà il collaudo definitivo dei lavori. Da esso deve risultare: la consistenza e la validità della documentazione consegnata (Allegato ); la conformità agli schemi operativi e di calcolo prescritti dalle presenti Specifiche Tecniche e degli ordini di servizio della D.L.; che le misure e le coordinate plano-altimetriche rientrino nei limiti di precisione richiesti. I controlli sono finalizzati all'accertamento che: a) non meno del 90% delle basi costituenti la rete di raffittimento e di quelle relative ai punti di dettaglio differiscano in misura uguale o minore alla tolleranze stabilite; b) il rimanente 0% delle misure differiscano in misura minore od uguale al doppio delle tolleranze stabilite. È prescritta la rimisura di almeno il 5% delle basi ed eventualmente il ricalcolo di una percentuale dei dati di misura. Le basi saranno scelte secondo il sistema del campione e saranno misurate sotto il diretto controllo del Collaudatore 5 Le misure per il collaudo saranno eseguite con personale e mezzi dalla ditta appaltatrice, che dovrà inoltre mettere a disposizione del Collaudatore tutti i software utilizzati nelle procedure di calcolo. Il Collaudatore in particolare accerterà che le basi rimisurate differiscano in misura uguale o minore a cm + p.p.m. dai corrispondenti valori determinati nel corso dei lavori; redigerà quindi il verbale di collaudo formulando una delle seguenti valutazioni: - accettabile, quando sono verificate le condizioni di cui ai punti a) e b); - abbisognevole di completamenti e correzioni, quando dal risultato del collaudo si individuano manchevolezze ed errori, nella misura superiore a quanto prescritto ai precedenti punti a) e b); - non accettabile, quando dal risultato del collaudo si individuano errori e manchevolezze in misura maggiore del 30 % del numero delle basi misurate. Il lavoro non potrà più essere ripresentato al collaudo e pertanto si procederà alla rescissione del contratto. 5 Il Collaudatore può avvalersi della collaborazione di personale da lui indicato, nel caso non sia stata nominata formalmente una Commissione di Collaudo. 3

14 Nel caso di esito accettabile, la D.L. provvederà a comunicare alla ditta appaltatrice l esito favorevole del collaudo. Nel caso di esito abbisognevole di completamenti e correzioni la ditta appaltatrice dovrà ripetere l esecuzione delle misure per i punti fuori dal limite della tolleranza di cui alle precedenti prescrizioni. Il Collaudatore assegnerà i giorni necessari alla ripetizione delle misure. I giorni lavorativi necessari alla ditta appaltatrice per eseguire i completamenti e le correzioni derivanti dal collaudo saranno soggetti alle penalità prescritte. I giorni lavorativi necessari alla esecuzione delle misure decorreranno dal giorno successivo al ricevimento della raccomandata a.r. con cui la D.L. comunicherà l esito del collaudo. La ditta appaltatrice comunicherà alla D.L. l avvenuta rimisura dei vertici bocciati al collaudo. Il Collaudatore entro trenta giorni solari ripeterà le operazioni di collaudo con le stesse modalità prescritte per il collaudo. Al termine del collaudo la Commissione redigerà il verbale di collaudo, formulando sul lavoro una delle seguenti valutazioni: - accettabile, in tale caso si provvederà a comunicare alla ditta l esito favorevole del collaudo; - accettabile salvo completamenti, nell eventualità che si riscontrino ancora errori. La ditta appaltatrice sarà sottoposta a penale il cui importo sarà determinato in funzione del numero dei punti GPS da rideterminare. 4

15 ALLEGATO Relazione di Helmert per riferire i punti determinati, nel sistema di riferimento ROMA40. Si consideri la seguente espressione: X Y Z L L L X G = Y + ( + K) E Z G L L G L E Y Z E Z E X E E X Y X Y Z G G G dove (X L, Y L, Z L) sono le coordinate del punto nel sistema locale ROMA40; (X G, Y G, Z G) sono le coordinate del punto nel sistema globale WGS84; (X G L, Y G L, Z G L) sono le coordinate, nel sistema locale, dell origine del sistema globale; (+K) è il fattore di scala; (E X, E Y, E Z ) sono gli angoli di rotazione, espressi in radianti e agenti in senso antiorario, intorno agli assi coordinati del sistema globale. Qualora il calcolo di compensazione fornisca i risultati espressi in coordinate ellissoidiche, le coordinate cartesiane (X G, Y G, Z G) potranno essere ricavate con le seguenti formule dove X = ( N + H)cosϕ cosλ Y = ( N + H)cosϕ senλ Z = [ N( e N = gran normale = ) + H]senϕ e a, e: parametri dell' ellissoide a cos ϕ H= quota ellissoidica WGS84 Le coordinate cartesiane (X L, Y L, Z L), risultanti dalla trasformazione suddetta, saranno trasformate in ellissoidiche, limitatamente alla parte planimetrica, utilizzando le seguenti relazioni dove b = a e 3 Z + ( e') b sen ψ ϕ = arctg λ = arctg 3 P e a cos ψ P = X + Y Y X ψ = arctg Z a P b 5

16 ALLEGATO Elaborati e dati da consegnare Si riassume la documentazione, già descritta nei paragrafi precedenti, che la ditta appaltatrice dovrà presentare al termine dei lavori e che sarà conservata a documentazione dei rilievi effettuati. A- DOCUMENTAZIONE CARTACEA Ai fini della documentazione del lavoro svolto per la realizzazione della rete di raffittimento, dei punti di dettaglio e degli eventuali punti di orientamento: - progetto della rete di raffittimento, dei punti di dettaglio e degli eventuali punti di orientamento, comprensivo della relazione e grafico relativo; - sulla base della ricognizione dell area di interesse, l elenco dei vertici di inquadramento che siano risultati in qualche modo inutilizzabili (danneggiati, con impedimento di ricezione,..ecc.). - schede di stazionamento dei punti; - schede descrittive delle sessioni, con relativi grafici, indicanti le basi utilizzate per il calcolo; - report sintetici relativi al calcolo di ciascuna base misurata; - libretti di misura delle misure topografiche classiche effettuate per la determinazione di eventuali vertici di orientamento e per il collegamento ai capisaldi di livellazione; - relazione relativa al calcolo della compensazione intrinseca e finale della rete GPS contenente i dati I/O di compensazione, il valore standardizzato dei residui e l'indicazione delle basi eventualmente eliminate; - relazione relativa al calcolo della compensazione intrinseca e vincolata delle reti topografiche classiche istituite per la determinazione degli eventuali vertici di orientamento contenente i dati I/O di compensazione, il valore standardizzato dei residui e l'indicazione delle misure eventualmente eliminate; - monografie dei vertici determinati. A- DOCUMENTAZIONE INFORMATIZZATA Andranno consegnati su supporto informatico, preferibilmente CD, i file relativi a: - grafico definitivo della rete (formato preferibilmente.dxf o.dwg); - monografie dei vertici determinati; - dati grezzi acquisiti ed utilizzati in formato originale (binario proprietario del ricevitore) ed in formato RINEX, relativi a ciascuna sessione; - report ASCII sintetici del calcolo di ciascuna base calcolata; - input e output ASCII della compensazione intrinseca e definitiva della rete di raffittimento e dei punti di dettaglio. A-3 DOCUMENTAZIONE RELATIVA ALLE DETERMINAZIONI DI QUOTA S.L.M. (ORTOMETRICA) UTILIZZANDO IL MODELLO TEORICO DI ONDULAZIONE La documentazione cartacea ed i corrispondenti file dovranno contenere: - tabella e file ASCII del valore previsto dal modello dell ondulazione per tutti i punti GPS da quotare ortometricamente forniti dall IGM; - tabella e file ASCII delle quote ellissoidiche, ortometriche, e loro differenza, per i punti con quota doppia, qualora si sia optato per una procedura di adattamento locale del modello teorico di ondulazione, effettuata dall IGM o da altri, e report sulla procedura di adattamento locale suddetta. 6

17 ALLEGATO 3 Esempio di monografia (compilata tramite software in uso presso il Collegio dei Geometri della Provincia di Brescia) di vertice di orientamento e di punto GPS. 7

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