Metodologia per la validazione geometrica del catasto della segnaletica verticale della provincia di Frosinone tramite una rete di stazioni permanenti GNSS Relatore: Correlatore: Prof. Ing. Mattia G. Crespi Ing. Augusto Mazzoni Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente ed il Territorio Anno accademico: 2006-2007 2007 Tesi di Laurea Studente: Claudio Villani
Introduzione Nell ambito dell attività di tirocinio sono stati eseguiti rilievi GNSS-RTK al fine di verificare la correttezza geometrica del posizionamento degli impianti della segnaletica verticale della provincia di Frosinone. Lo strumento utilizzato è stato il Leica GPS system1200. 2
Il sistema di posizionamento GPS Il GPS (Global Positioning System) è un sistema di posizionamento satellitare basato sull emissione, da parte di una costellazione di satelliti artificiali, di segnali elettromagnetici che permettono di ricavare informazioni relative al tempo e alle distanze tra i satelliti ed una stazione ricevente. Tramite l acquisizione di tali segnali è possibile il posizionamento tridimensionale della stazione ricevente in un sistema geocentrico. Le componenti del sistema sono: Segmento spaziale Segmento di controllo Segmento di utilizzo Segmento di utilizzo Segmento di controllo Segmento spaziale 3
Posizionamento GPS di precisione in tempo reale (RTK) Il rilievo in tempo reale è basato sul collegamento che si stabilisce tra una stazione di riferimento (master) e un ricevitore (rover), per trasferire le correzioni da applicare alla posizione individuata dal rover. La correzione può essere ricevuta via modem telefonico GSM o tramite internet con il protocollo Ntrip, da una stazione base posta nella zona di intervento oppure da stazioni permanenti GPS. Il posizionamento GPS in tempo reale, viene eseguito in modalità: RTK (Real Time Kinematic): posizionamento GPS in tempo reale, le correzioni differenziali sono applicate alle misure di fase. Precisione dell ordine di alcuni centimetri. Utilizzando una infrastruttura di rete, composta da stazioni permanenti (distanti tra loro alcune decine di km), che in modo continuativo e duraturo calcola l entità delle correzioni e le invia ai ricevitori, si ottiene il posizionamento GPS in tempo reale con le seguenti caratteristiche : Necessità di un solo apparecchio ricevitore Facilità di esecuzione e diminuzione dei costi 4
La rete RESNAP-GPS La REte Sperimentale regionale di stazioni GPS per il Posizionamento e la NAvigazione (RESNAP-GPS), attiva in una parte del territorio della regione Lazio dal 1 settembre 2005, è stata realizzata per valutare i servizi di posizionamento erogabili su base regionale. Attualmente (maggio 2007), comprende 10 ricevitori GPS collocati nelle seguenti località: Frosinone L'Aquila Latina Rieti Roma (M0SE) Viterbo Gubbio Perugia Foligno Pontecorvo Il centro di controllo è collocato presso l dell Università degli Studi di Roma La Sapienza. La rete RESNAP-GPS è inquadrata nel sistema di riferimento internazionale (IGb00) 5
Tipologie di prodotti forniti dalla rete RESNAP-GPS Sono resi disponibili, per il posizionamento in tempo reale (RTK), i seguenti prodotti: Correzioni da stazione singola (NEAREST SITE) L'utente invia la propria posizione al centro di controllo. Il centro di controllo invia all'operatore GPS le correzioni della stazione di rete più vicina alla posizione approssimata del suo ricevitore. Correzioni di rete (AUTOMATIC CELL) L'utente invia la propria posizione al centro di controllo, il centro di controllo calcola le correzioni di rete individualizzate per la posizione approssimata del ricevitore dell'operatore GPS e le invia all utente. La trasmissione delle correzioni differenziali può avvenire con le seguenti modalità: GSM Internet tramite protocollo Ntrip 6
Strumentazione utilizzata Leica System 1200 LeicaGPS System 1200 Ricevitore di classe geodetica doppia frequenza LeicaGPS System 1200 Antenna esterna Leica AX1202 In funzione dell impianto da rilevare si è utilizzato sempre una palina con possibilità di variare l altezza Modem integrato (funzionante con una classica scheda sim da cellulare, in grado connettere il ricevitore GPS alla rete Internet) 7
Impianti rilevati L esecuzione del rilievo é stata effettuata prendendo in esame un campione di 144 impianti dei 408 assegnato dalla provincia di Frosinone, appartenenti ad otto strade provinciali, tenendo conto dell intensità del traffico delle strade. Infatti, la scelta è ricaduta in tratti di strade che contavano un buon numero di impianti ma anche zone in cui potevano essere riscontrate delle problematiche. 8
Protocollo di rilievo I rilievi sono stati eseguiti in tre giornate seguendo la procedura prestabilita: 1) Stazionamento: In funzione dell impianto da rilevare si è utilizzato sempre una palina con possibilità di variare l altezza. 2) Rilievo: a) Accensione strumento b) Creazione cartella lavoro (es. MMGGPPPP) c) Impostazioni generali (cutoff 10, inserimento altezza antenna) d) Selezione della configurazione di rilievo RTK : e) Connessione al server della rete RESNAP-GPS f) Stabilita la connessione: 3) Spegnimento ricevitore Ntrip-RESNAP-GPS-Nearest site Attesa della stima dell ambiguità di fase fissata ad intero (posizione FIXED) Registrazione di 20 posizioni per ogni impianto Tale registrazione è stata ripetuta 3 volte 9
Tipologia di connessione alla rete RESNAP-GPS 10