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Il Sistema GPS - Subselvaggi

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Il Sistema GPS - Subselvaggi Powered By Docstoc
					       Nozioni generali riguardanti:
      Immersione su Relitti e Secche


Introduzione all’uso del sistema
 GPS (Global Position System):

   Il sistema e le sue prestazioni
Un po’ di Storia
•   Il Sistema GPS nasce nel 1973 come un progetto di radionavi-
    gazione satellitare militare del dipartimento della Difesa Americano
    (DoD, Departement of Defense)


•   Il Sistema GPS permette, tramite l’elaborazione dei segnali
    provenienti da una costellazione di satelliti, di determinare la
    posizione di un ricevitore rispetto alla superficie terrestre (posizione
    assoluta) o di definire la posizione relativa di un ricevitore rispetto ad
    un altro con precisione geodetica.


•   Il sistema GPS è attualmente utilizzato in molte applicazioni, dal
    Controllo Geodetico al rilievo topografico, alle applicazioni mobili
    (es. controllo remoto mezzi mobili, servizi di antifurto satellitare,
    servizi di emergenza, navigazione terrestre, nautica etc.)
Il sistema
Il sistema GPS è composto dai seguenti componenti:
• Una Costellazione di 24 satelliti (più altri 3 di riserva) disposti su 6 piani orbitali
     inclinati di 55° rispetto al piano equatoriale ad un’altezza di circa 20200 Km. Il
     periodo di rotazione dei satelliti è di circa 12 ore
• Un Segmento di Controllo di terra, composto da 5 stazioni di monitoraggio 4
     disposte lungo il globo terrestre ed una Master station. La costellazione è
     controllata da terra e le posizioni dei satelliti sono determinate e trasmesse nel
     messaggio di navigazione di ogni satellite
• Il Segmento Utente, composto da un ricevitore in grado di elaborare i segnali
     ricevuti dai satelliti in visibilità e di determinare la sua posizione in coordinate
     geografiche (latitudine e longitudine) riferita al sistema cartografico WGS84
     (World Geodetic System introdotto nel 1984).
Il segnale GPS
•   Ogni Satellite trasmette a terra un segnale modulato sulle seguenti portanti
      L1: 1575,42 MHz (Civile, codici C/A e P)
      L2: 1127,6 MHz (Militare, codice P)
•   Le due portanti trasportano:
      Un messaggio di navigazione, che contiene le effemeridi dei satelliti e le
        correzioni degli errori sistematici (es. sincronizzazione dell’orologio di
        bordo) necessarie al ricevitore per effettuare il posizionamento (50 bps)
      Codici pseudorandomici: codice C/A (Coarse Acquisition) per applicazioni
        civili e codice P (Precise), per applicazioni militari, la cui sequenza
        identifica il satellite e permette il calcolo della distanza satellite-ricevitore
        (periodo 1 ms)
•   In passato il segnale veniva disturbato dal DoD con errori introdotti sulle
    effemeridi e sull’orologio del satellite nel messaggio di navigazione (Selective
    Availability). Dal Maggio 2000 tale disturbo è stato rimosso, permettendo di
    ottenere delle accuratezze di posizionamento più spinte (nel posizionamento
    assoluto)
                                      L’idea di base
                                                Satellite i               Misura effettuata dal Ricevitore
                                                                          (Distanza misurata del satellite
                                                                          dal ricevitore)
                                                       ρi
                                                              Z

                                                 Ri                                 Distanza del Ricevitore dal
                                                                                    Centro della Terra
                                                                                    (Posizione incognita del
 Distanza del satellite dal Centro                                                  Ricevitore da determinare)
 della Terra (nota dai parametri orbitali                          r
 inviati dal satellite)                                                                   Y


                                                               Posizione del satellite (nota) Errore di clock
                  Misura effettuata         X


                                       i  c  t  ( X i  X u ) 2  (Yi  Yu ) 2  (Zi  Zu ) 2  cT
C = velocità di propagazione delle onde
∆t= tempo di percorrenza del segnale                          Posizione del ricevitore
                                                                    (incognita)
dal satellite al ricevitore (misure di codice o di fase)
                     Il metodo di posizionamento (1)
                                   ( X i , Yi , Z i )
                                                                             ( X i , Yi , Z i )



( X i , Yi , Z i )                                                                                                 ( X i , Yi , Z i )




                                                                                                  Posizione del satellite (nota)        Errore di clock




                                                                                i  ( X i  X u ) 2  (Yi  Yu ) 2  (Zi  Zu ) 2  cT



                                                                        Misura effettuata               Posizione del ricevitore
                                                                                                              (incognita)
                                                        ( X u , Yu , Zu )
                                                                                     Dal ritardo fra codice emesso e il codice
                          ∆t
                               Codice emesso dal satellite                           generato a terra moltiplicato per la velocità
                               (ritardato dal percorso                               della luce si ricava la distanza fra il
                               effettuato nello spazio)                              ricevitore ed il satellite, chiamata
                               Codice generato dal ricevitore                        pseudorange
Le Reti Permanenti GPS Italiane
La rete DGPS Americana
 L’utilizzo del GPS nella nautica da diporto:
• Il Sistema GPS è largamente utilizzato nella navigazione          marittima, (il
    prezzo accessibile ha contribuito alla massiccia diffusione del sistema nella
    nautica da diporto).

•   Il GPS fornisce al navigatore le coordinate geografiche da riportare nella
    carta nautica (punto nave) per il tracciamento della rotta.

•   Moderni GPS cartografici (plotter) comprendono un display riportante la
    cartografia nautica ed in “real time” il punto nave. Si può impostare la rotta,
    le coordinate di un punto da raggiungere ed interfacciare il tutto al pilota
    automatico.

•   Per l’individuazione precisa di un relitto, data la par-ticolarità del sito di
    ricerca e note le coordinate, il sistema GPS non è sufficiente;

•   Pedagnato il punto raggiunto la ricerca si complementa con l’utilizzo
    dell’ecoscandaglio……

				
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posted:1/18/2013
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