Capitolo
settimo: La struttura, e le modalità operative
del GPS e i rilievi in Marmolada
7-1 Breve introduzione sulla struttura del
GPS
Come già visto nei capitoli precedenti,
il Global Positioning Satellite System (GPS)
NAVSTAR (Navigation system using Timing and
Ranging) è stato istituito dal Dipartimento
della Difesa degli Stati Uniti (DoD) allo
scopo di fornire un sistema di navigazione
in tempo reale ai militari U.S.A. L’uso
del GPS è cresciuto al punto da fornire
non solo un sistema di navigazione su tutto
il globo e in ogni condizione meteo, ma anche
le coordinate precise di qualunque posizione,
allargate ad ogni categoria di utenti. La
precisione ottenuta risulta di molto superiore
a quella ottenibile con i metodi tradizionali,
con il vantaggio di limitare il largo dispendio
di tempo e risorse.
Il sistema GPS dal 1973 è in continua
evoluzione, il primo satellite lanciato in
orbita riporta la data 1978, mentre la costellazione è stata
ultimata nel 1994; attualmente una nuova
generazione di satelliti sta rimpiazzando
quelli del blocco I e II.
La gestione del sistema è seguito
dal DoD (Dipartimento della Difesa Americana).
Il sistema si compone di tre “segmenti”,
chiamati :
Segmento di Controllo;
Segmento Spaziale;
Segmento Utente;
dalla corretta operatività di ciascuno
di questi segmenti dipende l’affidabilità di
tutto il sistema
Fig. 1.7 Lo schema illustra la struttura
del GPS, schematizzando
i tre segmenti
che la compongono; dal buon funzionamento
di questi, dipende
l’affidabilità di
tutto il sistema. Importante è sottolineare
come la precisione che
si ottiene, sia
di gran lunga superiore al passato, in
cui si utilizzavano i
tradizionali strumenti
della topografia classica.
SEGMENTO di CONTROLLO è composto da
un centro di controllo principale situato
nella
Falcon Air Force Base di Colorado Springs,
negli U.S.A., più quattro stazioni
di monitoraggio e controllo a terra: Diego
Garci, Ascention Island, Kwajalein, Hawaii.
Queste stazioni effettuano il monitoraggio
della costellazione, comunicano i dati alla
stazione principale e ritrasmettono ai satelliti
i segnali di controllo da questa originati.
Le stazioni del Segmento di Controllo sono
le sole che trasmettono verso i satelliti
(le nuove effemeridi, la correzione per gli
orologi ecc.)
Il SEGMENTO SPAZIALE è composto da
una costellazione di satelliti orbitanti
a circa 20.000 km di altezza. La costellazione
completa e’ formata da 24 satelliti,
ma ne possono essere attivi qualcuno in più o
in meno ( per l’uso di satelliti di
riserva). I satelliti sono schierati in orbite
circolari su 6 piani orbitali paralleli inclinati
di 55° rispetto al piano equatoriale,
ciascuna ospitante 4 satelliti equidistanti.
Le orbite sono percorse in 11 ore 58 minuti.
Con la costellazione completa, la maggior
parte del globo ha da 6 a 12 satelliti visibili
contemporaneamente.
Per SEGMENTO UTENTE si intende qualsiasi
ricevitore in ascolto dei satelliti in un
certo istante. Non c’è alcuna
organizzazione in questo Segmento, per ogni
utente esso consiste nei suoi ricevitori
attualmente in uso e nelle relative antenne.
I ricevitori degli utenti sono strumenti
passivi, si limitano ad ascoltare i segnali
dei satelliti senza ritrasmettere nulla ad
essi. Il sistema è così accessibile
ad un qualsiasi numero di utenti in ogni
momento.
Il sistema funziona con i satelliti orbitanti
attorno alla Terra che trasmettono la loro
posizione e l’ora corrente.
Il lavoro compiuto dal GPS, è quello
di determinare la posizione di qualsiasi
punto sulla superficie terrestre, calcolando
la distanza da 4 o più satelliti;
il ricevitore “vede” i satelliti
visibili in quel momento e riproducendo lo
stesso codice (codice C/A) generato dai satelliti
stessi ne calcola la distanza da ciascuno
di essi, a questo punto, con una trilaterazione,
determina l’esatta posizione del punto.
Fig. 2.7 Il disegno rappresenta la trilaterazione
che il sistema
GPS attua, ogni volta che
si voglia determinare la posizione del
punto.
Nei tempi più remoti si appoggiavano
alle stelle per compiere le
trilaterazioni,
con lo sviluppo della topografia si è passati
ai teodoliti.
Importante sottolineare che la posizione
così ottenuta, detta posizione assoluta,
in quanto calcolata da un singolo ricevitore, è determinata
con una precisione scarsa.
Per abbattere l’errore che accompagna
la misura ed ottenere precisioni centimetriche
o millimetriche, si usa il cosiddetto metodo
differenziale cioè si utilizzano contemporaneamente
due o più ricevitori in modo tale
da eliminare l’errore che e’ uguale
per tutti i ricevitori che lavorano nella
stessa area.
Ben noto come i campi di applicazione del
GPS siano innumerevoli:
- Rilievi di reti e poligonali geodetiche;
- Controlli di deformazione (frane, dighe...);
- Rilievo di dettaglio;
- Rilievo catastale;
- Picchettamenti e riconfinamenti (RTK);
- etc.
Rispetto all’utilizzo della strumentazione classica (teodolite + distanziometro)
ci sono notevoli vantaggi:
Elevata produttività;
Maggior precisione ottenibile specialmente su lunghe distanze;
Possibilità di lavorare con qualsiasi condizione metereologica e di
orario;
Nessun limite sulle distanze da misurare;
Facilità di utilizzo in campagna;
Più operatori possono usare una unica stazione base;
Possibilità di picchettamento (RTK);
Libertà di lavorare senza visibilità tra i punti.
Dal
punto di vista pratico l’aspetto
più positivo che presenta il GPS, è non
avere bisogno di vedere i punti battuti,
il rovescio della medaglia però, ne
segna un punto a sfavore, infatti richiede
di “vedere” almeno 4 satelliti
in contemporanea.
Tutto questo comporta la difficoltà di
lavorare in vie urbane strette, nei boschi,
fino all’impossibilità di operare
all’interno di capannoni, importante
però è ricordare che vi sono
delle case costruttrici, come in seguito
vedremo, che stanno mettendo appunto nuovi
strumenti, in grado di superare questi problemi.
7-2 Come funziona il GPS
Il funzionamento del GPS può essere
comodamente riassunto in cinque sintetici
punti:
1- La trilaterazione dai satelliti è alla
base del sistema GPS;
2- Il GPS misura la distanza dai satelliti,
conoscendo il tempo impiegato e la velocità del
segnale;
3- Per poter misurare la distanza dai satelliti è necessario
un ottimo orologio e un quarto satellite;
4- I satelliti trasmettono la loro posizione
e, conoscendone la distanza, è possibile
calcolare la posizione del ricevitore;
5- Per limitare gli errori si analizza la
propagazione del segnale nell'atmosfera e
la geometria dei satelliti;
Una sola misura di distanza da un punto (1
satellite) individua la nostra posizione
ovunque sulla superficie di una sfera, una
seconda misura indica la nostra posizione
sull'intersezione di due sfere (l'intersezione
di due sfere è una circonferenza),
una terza misura individua solo due punti
(punti individuati dalla intersezione di
due sfere), una quarta misura toglie ogni
dubbio
(quattro misure identificano un solo punto).
Nella teoria tre misure sono sufficienti,
e la ragione per cui abbiamo bisogno di quattro
satelliti è perché vi sono
4 incognite da risolvere : latitudine, longitudine,
quota, tempo.
Per misurare la distanza da un satellite,
si misura il tempo impiegato dal segnale
a compiere il percorso Satellite-Ricevitore,
quindi lo si moltiplica per la velocità della
luce
Tempo (sec) x 300.000 (km/s) = Distanza
Fondamentale è conoscere esattamente
quando è stato trasmesso il segnale,
per farlo si utilizza lo stesso codice (sequenza
di impulsi) sul satellite e sul ricevitore,
quindi si sincronizza l'orologio del ricevitore
con quello dei satelliti così facendo
i satelliti e ricevitori generano lo stesso
codice, nello stesso istante, a questo punto è possibile
comparare il codice ricevuto con quello generato
e misurare la differenza di tempo tra i due
(ovvero la differenza di tempo tra il momento
di emissione del segnale e il momento di
ricezione a terra).
Nei capitoli precedenti si è parlato
delle imprecisioni che il GPS può presentare
durante una campagna, l’origine di
questi errori è da imputare al fatto
che il GPS non lavora nel vuoto ma nella
Troposfera (0 – 10Km) e nella Ionosfera
(80 – 500Km) quest’ultima, una
porzione d'atmosfera densa di particelle
cariche elettricamente, in grado di deviare
le onde radio.
Poi vi sono gli errori imputabili ad imprecisione
dell’orologio che possono dar origine
alla posizione errata del punto da rilevare
ed errori nell’orbita dei satelliti
(questi due sono molto piccoli e principalmente
corretti dal DoD); ed gli errori del ricevitore
dovuti all’instabilità dell'oscillatore
(orologio) ed alla rumorosità nelle
misure introdotta dal ricevitore stesso.
Tipico errore di quando si opera in vallate
strette, dove attorno vi sono alte montagne è il
multipath (percorsi multipli) ovvero il segnale
rimbalza su superfici riflettenti ed interferisce
con il segnale diretto.
Importante è ricordare che l’errore
aumenta se i satelliti formano tra di loro
angoli acuti ed è espressaoattraverso
questi valori Gdop - Geometric Diluition
Of Precision, Pdop - Position Diluition Of
Precision, Hdop - Horizontal Diluition Of
Precision, Vdop - Vertical Diluition Of Precision
Edop, East Diluition Of Precision, Ndop -
North Diluition Of Precision, Tdop - Time
Diluition Of Precision.
7-3 Le metodologie di rilievo utilizzabili
Le misure utilizzando il GPS possono essere
effettuate quattro tecniche:
1. metodo statico
2. metodo cinematica
3. metodo stop-and-go
4. metodo statico-veloce
Fig. 3.7 La fotografia scattata durante
la spedizione del 1998
sul ghiacciaio del
Cangri Nup, mostra il vertice di una stazione,
più precisamente la 6, a quota 5500
metri, durante le operazioni
di misurazione
statica, sullo sfondo il monte Everest. È stato
scelto il metodo statico in quanto il più preciso,
la motivazione è da
ricercare nel
fatto che campagne i queste portate, dato
che difficili da
ripetere richiedo la massima
precisione possibile.
METODO STATICO : questa modalità è stata per molto tempo l’unica
utilizzabile in campo geo - topografico; è da utilizzare per misure
di lunghe distanze, reti geodetiche, studi di placche tettoniche, ecc.
Due ricevitori posizionati su due punti rimangono contemporaneamente in misura
per un periodo di tempo che varia da pochi minuti (statico rapido) fino a più di
un ora.
Il tempo di misura, dipende dalla quantità di dati da dover acquisire
con la sufficiente precisione per il calcolo della distanza satelliti - ricevitore.
Un numero maggiore di satelliti (superiore a 5) aumenta la quantità di
dati disponibili e ne riduce il tempo di misura.
La tecnica statica è la procedura di misura più accurata, si
arriva ad una precisione dell’ordine di ± 0.5 cm + 1 mm/Km (il
secondo addendo viene applicato alla lunghezza della vaseline), ma risulta
essere il metodo più lento ( più di un ora di stazionamento),
globalmente rimane comunque la tecnica più affidabile (si sbaglia difficilmente)
e più semplice.
Fig. 4.7 Il disegno, anche se leggermente
sfuocato, schematizza
la tecnica di rilevamento
con misura statica, essa richiede un tempo
di misura variabile da qualche minuto a
qualche ora, esso dipende
dalla precisione
con cui si vuole determinare la
distanza
satellite ricevitore.
METODO CINEMATICO: si tratta di un metodo
dinamico che viene utilizzato per rilievi
di dettaglio, per la registrazione di traiettorie,
per l’acquisizione di coordinate
di molti punti in rapida successione, ecc.;
questa tecnica comporta lo spostamento
di un ricevitore Rover, calcolandone la
posizione in relazione al ricevitore di
riferimento (fisso).
Risulta il metodo più veloce ( 1 solo
secondo per punto), ma anche il più difficile
in quanto non bisogna perdere il segnale
dai satelliti, dovrebbe avere la stessa precisione
dello statico ma rispetto a questo è molto
più influenzato dal DOP (si ottengono
circa 3-10 cm).
La misura cinematica di precisione è possibile
solo se i ricevitori dispongono dei dati
per calcolare esattamente la distanza satelliti-ricevitore
e, quindi, la posizione.
Il periodo di tempo per ottenere i dati necessari è detto “inizializzazione”,
sarà il ricevitore Rover ad eseguire
questa operazione, analoga alla misurazione
di un punto con il metodo statico-veloce
e consente al software di post-elaborazione
di poter risolvere il calcolo delle ambiguità una
volta rientrati in sede.
L’inizializzazione di ricevitori doppia
frequenza, richiede, di solito, un breve
periodo d’osservazione quantificabile,
per una buona configurazione satellitare,
in 5 – 20 minuti (il tempo effettivo
dipenderà dal numero di satelliti
osservati).
Si possono identificare due inizializzazioni:
Inizializzazione con solo L1 = Statico
Inizializzazione con L1+L2 = Statico, Statico
Veloce, O.T.F. (On The Fly) (al volo).
Dopo questa operazione si può cominciare
con il rilievo vero e proprio, come detto
si utilizzano due ricevitori GPS, dei quali
uno viene mantenuto fisso, in stazione, su
un estremo delle baelines, mentre il ricevitore
Rover può essere spostato liberamente.
L’utilizzatore può registrare
le posizioni con un intervallo di registrazione
predisposto in precedenza, può registrare
posizioni o dati, in modo distino o un misto
dei due (questa parte della misurazione viene
definita comunemente catena cinematica) il
tutto anche senza fermarsi.
La precisione ottenibile è dell’ordine
di ± 1-5 cm + 1-5 mm/Km.
Durante gli spostamenti è necessaria
la ricezione continua dei segnali da almeno
quattro satelliti, per questo motivo, durante
i rilievi in modalità cinematica,
bisogna evitare di avvicinarsi troppo ad
oggetti che potrebbero bloccare la ricezione
del segnale da satellite in corrispondenza
del ricevitore Rover.
Nel caso avvenga un’interruzione, dovuta ad ostacoli come ponti, alberi,
edifici elevati che impediscono la visione del cielo, (con conseguente visione
di un numero di satelliti inferiore a 4), occorre ri-inizializzare il sistema.
Tale operazione richiede pochi secondi e può essere effettuata in movimento
(tecnica OTF).
L’applicazione di una tecnica di elaborazione nota come On-the-Fly (OTF),
o cinematica “al volo”, ha consentito di risolvere in gran parte
tale limite.
Essa è una procedura applicata alla misurazione durante la post-elaborazione.
All’inizio della misura l’operatore può semplicemente iniziare
a camminare con il ricevitore Rover, registrando dati.
Se, passando sotto un albero, si perde il collegamento con i satelliti, una
volta tornato sotto la copertura del satellite il sistema si re-inizializza
automaticamente.
Fig. 5.7 Il disegno, un po’ sfuocato,
schematizza la
metodologia di rilievo in
metodologia cinematica, in cui un
ricevitore
fisso permane in un punto (di coordinate
note), mentre
un secondo ricevitore questa
volta mobile, si sposta per la superficie
da rilevare. La tecnica risulta ottima quando
si voglia rilevare
sentieri, piste da sci,
in quanto posto il ricevitore
sull’apposito
zaino si percorre il percorso.
METODO STOP – AND – GO : del
tutto simile al metodo cinematica, l’unica
differenza, è che l’operatore,
addetto al ricevitore mobile, si sposta lungo
il percorso e si deve fermare, un istante,
nei punti di cui si vuole conoscere le coordinate,
lo stazionamento nei punti da rilevare, richiede,
per l’acquisizione delle misure, un
tempo di circa 10-15").
La precisione che si raggiunge, utilizzando
il seguente metodo, risulta di circa ± 1cm
+ 1mm/Km.
METODO
STATICO VELOCE : operativamente è simile
alla modalità statica ma il tempo
di occupazione delle stazioni è sensibilmente
più corto (5-20 minuti), e richiede
5 satelliti visibili.
È utilizzato per istituire reti locali di controllo,
per il raffittimento delle reti, ecc.
Sia che si impieghino ricevitori in mono
frequenza che in doppia frequenza, permette
il calcolo delle coordinate (real time) degli
estremi delle baselines, tramite un collegamento
radio tra le due stazioni riceventi e una
elaborazione istantanea dei segnali ( in
circa 15’’ si hanno precisioni
prossime al metodo statico tradizionale)
con un controllo automatico della precisione.
Lo statico "veramente veloce" si
ottiene con ricevitori a doppia frequenza
o a doppia costellazione.
METODO PSEUDO-STATICO (o pseudo cinematica):
si tratta di una modalità dinamica
che prevede due osservazioni distinte su
ciascuna stazione. Ogni osservazione deve
durare almeno 10 minuti e deve essere ripetuta
a distanza di almeno un’ora ma non
più di quattro ore.
Durante gli spostamenti non è necessario
restare in contatto con i satelliti come
per la procedura cinematica.
Si può attuare con ricevitori a singola
frequenza e viene usata spesso al posto della
statica veloce quando non si disponga di
ricevitori a doppia frequenza.
Si usa per operazioni di raffittimento o
per la determinazione di punti d’appoggio
per fotogrammetria.
METODO
RTK (Real Time Kinematic) : il cinematica
in tempo reale è un particolare metodo
dinamico che si avvale di un collegamento
radio per la trasmissione dati, al fine di
inviare i dati ricevuti dai satelliti dal
ricevitore di riferimento al ricevitore Rover.
Ciò consente il calcolo e la visualizzazione
delle coordinate in tempo reale, mentre si
esegue il rilievo.
Costituisce un metodo molto efficace per
le misure di dettaglio in quanto i risultati
sono a disposizione durante l’esecuzione
del lavoro.
La tecnologia richiede il collegamento radio,
che è soggetto ad interferenze da
parte di altre emittenti rado e anche al
blocco della trasmissione.
7-4 Precisazione sui Rilievi RTK
RTK è l’acronimo di Real time
Kinematic (Cinematico in Tempo Reale), si
tratta di un metodo cinematico “al
volo” eseguito in tempo reale.
La stazione di riferimento è dotata
di un collegamento radio che ritrasmette
i dati ricevuti dai satelliti.
Anche il ricevitore Rover è dotato
di un collegamento radio tramite il quale
riceve il segnale trasmesso dal ricevitore
di riferimento.
Il ricevitore Rover riceve inoltre i dati
direttamente dai satelliti attraverso la
propria antenna GPS. Questi due gruppi di
dati possono essere elaborati contemporaneamente
dal ricevitore Rover al fine di risolvere
le ambiguità e ottenere quindi una
posizione molto precisa rispetto al ricevitore
di riferimento.
Fig. 6.7 La foto mostra un operatore intento
al rilevamento in modalità
cinematica
RTK, durante la campagna sul ghiacciaio
del Cangri Nup nel 1999.
L’operatore
cammina trasportando il ricevitore mobile,
mentre il secondo permane
fisso, prima
di cominciare col rilievo, è stata
fatta l’operazione di inizializzazione.
Il metodo RTK consiste già nel campo
la rielaborazione dei dati.
Una volta installato il ricevitore di riferimento
e avviata la trasmissione dei dati attraverso
il collegamento radio, è possibile
attivare il ricevitore Rover.
Quando il ricevitore Rover inizia a rilevare
i satelliti e a ricevere dati dal ricevitore,
può avviare la procedura di inizializzazione,
che è simile a quella eseguita durante
il rilievo con metodo cinematica “al
volo” e in post-elaborazione, con la
differenza che viene condotta in tempo reale.
Una volta completata l’inizializzazione
le ambiguità vengono risolte e il
ricevitore Rover può registrare punto
e coordinate.
A questo punto la precisione della linea
di base si aggira intorno a 1-5 cm.
È
importante mantenere il contatto con il ricevitore
di riferimento, altrimenti il ricevitore
Rover potrebbe avere dei problemi con l’ambiguità e
calcolare la posizione con minor precisione,
possono inoltre sorgere problemi quando il
rilievo viene eseguito nelle vicinanze di
ostacoli quali edifici alti, alberi, etc.
in quanto il segnale del satellite può essere
bloccato.
Il rilievo in tempo reale sta diventando
il metodo più diffuso per eseguire
rilievi GPS di elevata precisione ed accuratezza
in aree di dimensioni limitate.
Fig. 7.7 Lo schema spiega la metodologia
di rilievo in modalità RTK
(Real
Time Kinematic), viene posizionato un ricevitore
fisso mentre
il secondo mobile, ad esempio
può essere caricato su di uno zaino
ed utilizzato per rilevare sentieri o piste
da sci…
7-4.1 Il collegamento radio
Ho deciso di scrivere questo sotto capitolo,
in quanto le comunicazioni radio sono la
parte del sistema RTK che crea maggiori difficoltà agli
utilizzatori, precisiamo che la maggior parte
dei sistemi GPS RTK si avvale di piccoli
radio modem UHF.
I fattori che maggiormente creano problemi
agli utilizzatori sono:
La potenza della radio trasmittente;
L’altezza dell’antenna trasmettente;
la risoluzione del primo problema è presto
detta, infatti, in linea di massima, maggiore è la
potenza e migliore dovrebbe essere la prestazione,
tuttavia la maggior parte dei paesi pone
limiti legali di uscita che variano da 0.5
a 2W.
Il secondo problema si risolve posizionando
l’antenna nella posizione più elevata,
evitando così che la comunicazione
subisca alterazioni a causa della “visibilità radio”,
inoltre favorisce complessivamente le comunicazioni
stesse. Le medesime considerazioni valgono
con riferimento all’antenna ricevente.
Alti fattori che possono influire sulle prestazioni
sono la lunghezza del cavo di collegamento
dell’antenna radio (cavi più lunghi
comportano perdite maggiori) e il tipo di
antenna radio in uso.
7-4.2
Le modalità di trattamento
dei dati
Le tecniche sopra descritte, forniscono delle
coordinate che dovranno, una volta giunti
in ufficio, poi essere corrette effettuando
il calcolo differenziale sul computer, tramite
un software di “Post-processing”.
Una nuova metodologia permette il trattamento
dei dati in tempo reale, durante le fasi
del rilievo, tramite le correzioni RTCM e
RTK, permettendo di determinare istantaneamente,
le coordinate corrette del punto in cui si
trova il ricevitore mobile.
Il sistema deve essere dotato di apparato
telemetrico (radio-modem o GSM) per consentire
alla stazione fissa di inviare le correzioni
di misura al ricevitore mobile che determina
le proprie coordinate corrette.
Tale tecnica, detta rilievo in “modalità RTK” (Real
Time Kinematic) risulta indispensabile, se
si effettuano operazioni di tracciamento,
in quanto consente il monitoraggio continuo
della precisione dei punti durante il rilievo.
7-5 Breve descrizione dello strumento utilizzato
il GPS1200 della Leica-Geosystems
Lo strumento utilizzato è l’ultimo
ritrovato della tecnica, si tratta del GPS
1200 di Leica Geosystems.
Fig.8.7
La fotografia mostra il GPS1200 l’ultimo
rinnovato della
tecnologia, costruito per
essere veloce, preciso, robusto e affidabile,
resistente a temperature proibitive (dai
-40°C a +65°C), utilizzabile
sotto
la pioggia, la neve, resistente alla polvere
in grado di galleggiare,
il contenitore
in lega di magnesio lo rende resistente
a cadute
e vibrazioni. .
Le caratteristiche di questo strumento,
sono tali da far si, che possa essere utilizzato
sempre ed ovunque, anche nelle peggiori condizioni,
di tempo.
Durante il lavoro in Marmolada le condizioni
meteo sono state ottime con sole e cielo
terso ma comunque, si poteva lavorare, anche
sotto la pioggia o la neve in quanto lo strumento è stato
costruito per resistere anche nelle suddette
condizioni (non è il mio caso ma resiste
anche alla polvere!) è completamente
impermeabile e galleggia, è inoltre
resistente a cadute e vibrazioni, ed a temperature
che possono oscillare da –40°C
a +65° C!.
La versatilità dello strumento è notevole,
infatti può essere utilizzato per
tutte le operazioni: topografiche, di controllo,
catastali, di tracciamento, di ingegneria,
di monitoraggio, sismiche,
io stessa ho potuto toccare con mano la capacità di
adattarsi a qualunque tipo di lavoro.
Il GPS1200 può funzionare come stazione
Rover o come stazione di riferimento, inoltre è in
grado di supportare tutti i formati e i dispositivi
di comunicazione, può essere trasportato
sulla palina o sullo zaino, nel mio caso
abbiamo posizionato l’antenna su di
una palina e poi posta nell’apposito
zaino di modo che l’antenna uscisse;
addirittura per talune specifiche operazioni
può essere posto su di una barca,
una macchina operatrice, su di un aeroplano.
Come ho potuto verificare di persona esso
presenta un’ottima ricezione dei segnali
pur trovandoci in una valle incassata tra
alte montagne, ed un’alta attenuazione
dei multipath, inoltre è resistente
alle interferenze, ed ha una elevata velocità di
aggiornamento con basso tempo di latenza
per un veloce ed affidabile RTK a lunga portata.
Importante sottolineare che il GPS1200 da
me utilizzato si affida alla tecnologia SmartTrack
GPS la quale acquisisce tutti i satelliti
visibili anche a basse elevazioni.
La tecnologia SmartTrack mi è stata
di grande aiuto durante il rilievo, specialmente
nel tratto di sentiero che si sviluppava
nel bosco, in quanto, come precedentemente
spiegato, le misura che devono essere acquisite
sotto gli alberi ed in zone il cui cielo è anche
solo parzialmente coperto, con i precedenti
strumenti risultava complicato, con il GPS1200
le operazioni sono risultate possibili.
I ricevitori dotati di questa tecnologia,
sono progettati per essere aggiornati ai
futuri segnali GPS.
Fig. 9.7 Le due immagini mi ritraggono durante
il rilievo con il GPS1200. Gli strumenti
precedenti perdevano il segnale quando
il cielo risultava coperto (anche parzialmente),
il
GPS1200 da me utilizzato non a presentato
questo problema, avvantaggiandomi molto
nel lavoro.
Trovo
importante non dimenticare la tecnologia
SmartCheck 30Km RTK che permette una metodologia
RTK molto più veloce e precisa, l’inizializzazione,
durante il rilievo, è avvenuta con
qualche difficoltà ma del tutto prevedibile
visto l’ambiente, inoltre si tratta
di un sistema integrato che gestione la qualità dei
dati ottenuti e li controlla immediatamente.
L’antenna di cui si serve ha è detta
Smart Track, la quale presenta delle dimensioni
ridotte, la stabilità del centro di
fase sub-millimetrica permette misure di
qualità anche con satelliti a basso
angolo di elevazione, inoltre è impermeabile,
leggera, robusta tanto da resistere a cadute
da una palina di 2 metri.
Aspetto fondamentale durante un rilievo, è l’alimentazione,
personalmente, nel mio piccolo, mi sono trovata
ad operare all’aperto per parecchie
ore, e la durata delle batterie è importantissima,
il GPS1200 monta due mini batterie capaci
di funzionare fino a 15 ore.
Non di poca importanza è la grandezza
delle batterie, le quali, essendo molto piccole,
hanno permessolo spostamento nell’area
da rilevare molto più agevole.
Come appena visto, lo strumento che ho avuto
la fortuna di utilizzare, oltre ad avere
tutte le caratteristiche sopra descritte
che ben si sposano con il lavoro compiuto
e l’ambiente rilevato, riesce ad unire
alla potenza nei risultati la facilità del
suo utilizzo, infatti l’interfaccia
grafica riusciva a guidarmi direttamente
al bersaglio, pur non avendo nessuna esperienza
nell’utilizzo di un GPS.
Ma mano che rilevavo i vari punti, la schermata
grafica visualizzava, il percorso eseguito,
la funzione zoom permetteva di visualizzare
nel dettaglio il rilievo, mentre il comando
zoom out ne permetteva la visione globale,
inoltre utilizzando la tastiera si ottenevano
informazioni relative a punti e oggetti,
addentrandoci nel bosco il displey e la tastiera
si “illuminano” permettendo di
lavorare anche con scarsità di luce.
Infine importante dar giusto peso alla velocità e
precisione con cui ho potuto eseguire il
rilievo in modalità RTK, in quanto
il GPS1200 è dotato degli algoritmi
SmartCheck che valutano ed elaborano le misure
SmartTrack.
Il GPS1200 con un’antenna SmartTrack è ideale
come stazione di riferimento che funziona
con continuità, lo strumento da me
utilizzato potrà quindi, in un futuro
essere adottato da tutti quei Paesi che stanno
allestendo stazioni di riferimento GPS.
7-6 Operazioni di rilievo eseguite nella
zona della Marmolada
Fino ad ora, i vari capitoli visti, hanno
sviluppato l’aspetto teorico, riguardante
le varie applicazioni del GPS (preferendo
di gran lunga quelle in modalità cinematica).
Nelle pagine che seguono si vuole descrivere
l’esperienza pratica avvenuta nella
zona della Marmolada nei giorni 7 ed 8 novembre,
con l’utilizzo dello strumento della
ditta Laica, il GPS1200 .
Come descritto nel capitolo sei, la zona
dove sono state attuate le misure è di
indubbio fascino, le aree interessate dal “rilievo” sono
state quelle di Malga Ciapèla, e quelle
di Passo Fedaia.
Fig. 10.7 La bella fotografia è stata
scattata durante la stagione estiva da Passo
Padon riporta il Passo Fedaia con acanto
il lago omonimo di ridotte dimensioni
rispetto
al bacino artificiale dell’ENEL. Le
operazioni di rilievo sono state eseguite
proprio sul tratto di pista da sci che arriva
al Passo.
Per poter meglio capire gli aspetti positivi
e negativi dello strumento si sono attuati
vari tipi di rilievo, operando in diverse
condizioni ambientali, in particolare lo
strumento è stato utilizzato per
rilevare:
un tratto di sentiero (comprendente sia un
tratto di bosco che un prato);
una gola;
un tarato di strada statale;
un tratto di percorso attuato dai fili dell’alta
tensione;
una diga.
Una volta acquisiti i dati e ritornata in
Dipartimento, ho restituito il lavoro svolto,
andando ad inserire i tracciamenti dei vari
percorsi, nella Cartografia Tecnica Regionale,
utilizzando vari colori per meglio distinguere
i diversi lavori, in particolare ho indicato:
rosa: rilievo sentiero all’andata;
giallo: rilievo sentiero al ritorno;
arancione: rilievo stradale all’andata;
viola: rilievo stradale al ritorno;
verde: rilievo dei Serrai di Sottoguda;
azzurro: una prova del rilievo stradale.
Ottenendo:
Fig. 11.7 L’immagine mostra la restituzione
in tre dimensioni dei percorsi acquisiti,
tramite la Cartografia Tecnica Regionale;
chiaramente si vede quanto la valle dove
abbiamo operato fosse racchiusa tra le montagne,
provocando una certa difficoltà nell’operazione
di tracciamento iniziale.
7-6.1 Rilievo sentiero
Il primo rilievo che si è deciso di
attuare è stato un tratto di sentiero
la cui morfologia presentava tutte le caratteristiche
di cui avevamo bisogno per testare la bontà del
GPS1200.
Infatti, il sentiero preso in esame, comprendeva
sia tratti sgombri da alberi, case, ecc.
che potevano creare degli impedimenti, sia
tratti di bosco dove la vegetazione era più o
meno fitta e che quindi poteva dare qualche
problema nella ricezione del segnale.
Il punto di partenza, per tutti i rilievi
attuati a Malga Ciapèla, è stato
il piazzale della funivia, il quale presenta
una posizione vantaggiosa in quanto, la più centrale
della valle, ed abbastanza lontana dai fianchi
delle montagne circostanti, in più,
privo di alberi, ed ostacoli.
Come spiegato, nelle pagine precedenti, per
poter operare con il GPS bisogna prima attuare
l’operazione di tracciamento la quale
ci ha creato qualche problema, in quanto
i satelliti disponibili non erano in numero
sufficiente per iniziare il lavoro (ricordiamo
che il numero minimo deve essere di 4 satelliti), è comunque
bastato aspettare un po’ di tempo che
questi sorgessero o comunque si spostassero
e tutto si è sistemato.
La cosa non ci ha sorpreso più di
tanto, in quanto, la vallata dove abbiamo
operato, è incassata tra alte montagne,
che impediscono allo strumento di vedere
i satelliti, un più veloce tracciamento
avviene in ambienti per così dire “aperti”,
come nel bel mezzo di un campo in campagna,
oppure sulla cima di una montagna.
Quindi, a tracciamento avvenuto, posto lo
strumento nello zaino, ci siamo incamminati
lungo il sentiero, il GPS era stato precedentemente
impostato per acquisire punti in modalità di
navigazione.
L’utilizzo del suddetto sistema, oltre
a fornire la poligonale, ci permette di conoscere
tutte le caratteristiche dei punti rilevati,
quali la quota, la latitudine la longitudine,
la deviazione standard.
Si riporta come esempio il punto, di partenza
del rilievo del sentiero di cui siamo in
grado di conoscere:
latitudine : 46° 25’ 3765813
longitudine :11° 54’ 40.80749
quota : 1502.6299
deviazione standard :9.3347
deviazione standard :3.3479
deviazione standard : 5.2832
tutte queste informazioni ci vengono fornite dal programma “Leica Geo
Office” tramite la schermata di seguito riportata:
Fig. 12.7 L’immagine mostra la schermata contenente tutte le informazioni
su di un
punto rilevato, contiene infatti il nome del punto, la metodologia
con cui è stato acquisito,
il tipo di coordinate, la latitudine la
longitudine, l quota, le deviazioni standard. Si ottiene
in modo agevole
andando a ciccare
col tasto destro del mouse sul punto che ci interessa
ricevere informazioni.
La medesima cosa la possiamo ottenere per
l’ultimo punto rilevato, ovvero il
punto numero 604, il che significa che
da quando siamo partiti i punti rilevati
sono stati 604.
Un pratico esempio delle informazioni che
il sistema può dare a chiunque utilizzi
questo sistema di rilevamento è dedurre
che chi ha percorso il sentiero è salito
di quota, infatti andando a visualizzare
la schermata che contiene tutte le informazioni
sull’ultimo punto, si legge che la
quota è aumentata, ora ci troviamo
a 1614.2935,contro i 1502.6299 del punto
iniziale.
Fig. 13.7 L’immagine mostra la schermata
dell’ultimo punto rilevato, il 604.
Il GPS
era stato configurato per acquisire
punti in modalità di navigazione,
parlare di punto
numero 604 significa che
dall’inizio del rilievo i punti acquisiti
sono stati 604.
Scorrendo i dati ottenuti, importante è sottolineare
che i punti rilevati in presenza di copertura
arborea siano stati si acquisiti, ma con
una precisione inferiore rispetto a quelli
rilevati in assenza di bosco, da qui deduciamo
che la presenza di alberi crei imprecisione
sul rilievo.
Inoltre, man mano che ci inoltravamo nel
bosco, ci si avvicinava alle pareti delle
montagne circostanti, aspetto che ha sicuramente
influito negativamente sulla precisione dei
dati.
Il problema sopra citato è visibile
osservando la poligonale, questa infatti
in alcuni tratti, non presenta i punti tutti
alla medesima distanza, ma a distanze che
variano, questo significa che in quei tratti
non vi era segnale e quindi il GPS non poteva
acquisire dati.
Ogni qualvolta si presenta la mancanza di
segnale il programma collega,tramite una
retta, l’ultimo punto acquisito ed
primo che si ha, una volta che è ricomparso
il segnale.
Una volta giunti a fine sentiero, siamo discesi,
questa volta per la strada, continuando a
rilevare il percorso, sempre in modalità cinematica,
non abbiamo incontrato grosse difficoltà tutto
si è svolto senza problemi di rilievo.
Riportando i tracciati del sentiero, all’interno
della Cartografia Tecnica Regionale, i due
percorsi ottenuti sono stati identificati
con i colori rosa, per il tratto in salita
e giallo per il tratto in discesa, ottenendo:
Fig. 14.7 L’immagine mostra chiaramente
il tracciamento dei due percorsi che si snodano,
sia lungo un tratto privo di vegetazione,
o comunque privo di impedimenti nella ricezione
del segnale, sia in un tratto di bosco, dove
il ricevitore ha avuto qualche difficoltà nel “comunicare” con
i satelliti.
7-6.2 Rilievo dei Serrai di Sottoguda
Il pomeriggio di lunedì 7, lo abbiamo
in parte dedicato al rilievo delle gola dei
Serrai di Sottoguda.
Già prima di iniziare il rilievo ben
sapevamo che il GPS non sarebbe riuscito
a rilevare la stretta strada, in passato
unica via di comunicazione tra l’abitato
di Sottoguda e Malga Ciapèla, in quanto
la strada ha una larghezza di circa una ventina
di metri, ed è incassata tra due pareti
di roccia molto alte.
Il nostro, è stato solamente, un voler
toccare con mano, quanto la teoria già ci
aveva insegnato, ovvero che in queste condizioni,
il GPS non è in grado di operare,
e che poter rilevare questo tratto di strada,
sede di memorabili sfide ciclistiche tra
Bartali e Coppi, durante le tappe Dolomitici,
dobbiamo ripiegare, sul classico teodolite.
Il GPS è stato impostato per rilevare
i punti in modalità cinematica, quindi,
posizionato lo strumento sullo zaino, ci
siamo incamminati alla volta della gola,
il GPS è riuscito a rilevare fin circa
un centinaio di metri dopo l’hotel “Malga
Ciapèla”, quindi entrati nell’orrido,
il ricevitore chiaramente non è più riuscito
a captare nessun tipo di segnale, per poi
ricominciare ad acquisire dati, una volta
giunti alla fine dei Serrai e continuare
a tracciare il percorso fatto dalla strada,
che si snocciola lungo l’omonimo paese,
fin alla macchina parcheggiata in statale.
Fig.15.7
Le immagini mostrano chiaramente, le alte
pareti di roccia che impediscono
al
ricevitore di captare il segnale,
questo tipo di ambiente presenta tutte
le peggiori
caratteristiche
per un GPS, infatti una
gola così stretta e così incassata
all’interno della montagna non
forniscono
allo strumento una porzione
di cielo abbastanza
amplia per vedere i satelliti in orbita.
L’ultimo punto captato dallo strumento è il
numero 1317, e presenta una quota di 1443
metri, dopo di che, il ricevitore non è più riuscito
a ricevere nessun segnale, fino al punto
successivo, il 1318, che si trova ad una
quota notevolmente più bassa 1308
metri, siamo quindi scesi più di 100
metri.
Come per il rilievo nel bosco, trovandoci
in un ambiente non aperto ma molto affossato,
gli elementi naturali che ci circondano hanno
impedito al ricevitore di captare il segnale,
ed, inoltre, l’ultimo punto rilevato,
presenta un’ellisse d’errore
molta elevata, in particolare:
deviazione standard del punto “Auto 1318” :
15.3629 metri
deviazione standard del punto “Auto 1318” :
4.6221 metri
deviazione standard del punto “Auto 1318” :
13.135 metri
fig. 16.7 L’immagine mostra graficamente
l’ellisse d’errore del punto
1317, si vede
chiaramente come questa si
molto elevata, la causa è imputabile
all’ambiente circostante,
non favorevole
all’uso del GPS, per via delle pareti
molto alte che impediscono al ricevitore
di captare in modo agevole il segnale.
Una volta che il segnale è stato ripreso,
il tracciamento della strada è proseguito
senza problemi, e andando ad analizzare i
dati ottenuti, si vede chiaramente, come
le deviazioni standard, man mano che uscivamo
dalla gola e ci immettevamo prima nel paese,
e poi in un ambiente sempre più aperto
come la statale, siano diminuite sempre di
più.
Il risultato finale è una poligonale,
che nella parte iniziale e finale, è ricca
di punti rilevati, mentre, il corpo centrale,
presenta una lunga linea retta, che collega
l’ultimo (il 1317) ed il primo punto
acquisito (il 1318), rappresentante la zona
priva di segnale.
La restituzione in tre dimensioni, caratterizzata
dal fatto che il sentiero è stato
colorato in verde, ha portato al risultato
di seguito riportato:
Fig. 17.7 Le due immagini, mostrano lo sviluppo
dei Serrai di Sottoguda, che,
come detto,
si snodano, lungo un stretta gola, la quale,
per un cospicuo periodo,
ha impedito la ricezione
del segnale, questo a provocato l’interruzione
grafica
del percorso (colore verde) nella
Cartografia Tecnica Regionale.
7-6.3 Rilievo della strada
L’ultimo lavoro eseguito nella giornata
di lunedì è stato quello di
rilevare i circa 18Km di strada ambiti da
ogni amante delle due ruote, che separano
la località di Pian con Villetta Maria,
passando per Malga Ciapèla, Passo
Fedaia, quel tratto di statale con pendenze
fino al 15% dove ogni anno durante la tappa
del Giro d’Italia si sfidano i più grandi,
mentre per il restante periodo dell’anno è meta
ambita degli “umani del ciclismo”,
(io per prima!) che faticosamente arrancano
per quei infiniti tornanti per sentirsi un
po’ Pantani.
Per questo rilievo, l’abbiamo posto
l’antenna, come sempre montata su di
una palina, fuori dal finestrino e, abbiamo
cominciato a salire.
Il rilievo ottenuto presenta inizialmente
dei tratti con una ricezione non perfetta,
imputabile al fatto che la strada corra all’interno
di un bosco, successivamente il segnale è stato
perso perché siamo entrati all’interno
della galleria che passa sotto la montagna “Corno
Nero”, quindi arrivati a Malga Ciapèla,
si è cominciato a captare il segnale
con più regolarità, infatti
i punti dal 1600 circa, si sono notevolmente
infittiti più la strada saliva e più la
ricezione migliorava, in quanto ci alzavamo
di quota (dai 1450di Malga Ciapèla
ai 2080 di Passo Fedaia) limitando gli elementi
di disturbo.
Arrivati al Paso Fedaia, la strada comincia
a correre lungo il lago, passando sotto a
tre gallerie il segnale non è stato
captato, quindi, si comincia a perdere quota,
inizia infatti la discende verso Canazei,
la strada si immette nel bosco e man mano
che i chilometri aumentano, ci troviamo sempre
più incassati tra le montagne del
Trentino.
Giunti a Villetta Maria ci siamo girati e
abbiamo rifatto il medesimo percorso.
Curioso è osservare come per la quartultima
curva prima del Passo Fedaia, (siamo all’incirca
attorno al 1784 punto rilevato in salita
ed il 2460 punto acquisito in discesa) ci
sia una differenza nella poligonale.
Durante il monitoraggio in salita lo strumento è riuscito
a captare tutti i punti, (ogni 2 metri) tracciando
la curva in modo chiaro e preciso, mentre
durante la discesa non è riuscito
ad acquisire i punti ed ha tagliato in modo
netto il tornante.
Durante la discesa, dal punto 2463, a quota
1935.339 metri, si passa al punto 2464 a
quota 1923.3178 metri, il collegamento è attuato
con una linea retta e salta all’incirca
12 punti, invece rilevati, durante il tratto
di salita, si consideri ad esempio il punto
1775 a quota 1925.3554 metri ed il suo successivo
il punto 1775 a quota 1926.4528 metri.
Fig. 18.7 L’immagine riporta il quartultimo
tornante della strada statale per Passo
Fedaia, si può vedere
chiaramente
come durante il rilievo in salita siano
stati acquisiti tutti i punti e quindi
disegnata la curva
in maniera perfetta,
mentre durante il tragitto di ritorno,
qualcosa deve aver disturbato il ricevitore
che non
è stato in grado di captare
se per un breve lasso di tempo il segnale,
con risultato finale quello di aver tagliato
il tornante.
Importante è sottolineare come per
tutti i lavori fatti sia stato impossibile
controllare i dati, e quindi migliorarli,
riducendone l’errore, in quanto non
avevamo punti materializzati a terra a cui
poggiarci per attuare il rilievo.
Una volta acquisiti i dati ho potuto tracciare
nella Cartografia Tecnica Regionale lo sviluppo
di questa, ottenendo due differenti percorsi,
uno di colore arancione, per il tratto in
salita (dalla località Pian a Villetta
Maria) ed uno di colore viola per il tratto
in discesa (da Villetta Maria a Malga Ciapèla),
ottenendo:
Fig. 19.7 Le tre immagini mostrano, in
angolazioni diverse, lo sviluppo della
strada,
l’aspetto
che più colpisce e lo scostamento
del tracciato del tratto in salita,
di
colore arancione, e del tratto in discesa,
di colore viola, la causa è da imputare
alla
visibilità dei satelliti, le
differenza più marcata la si può osservare
con il percorso verde
acqua, fatto il giorno
seguente in cui avevamo una scarsa visione
dei satelliti
7-6.4 Rilievo di tralicci dell’ENEL
Il primo rilievo attuato la mattina del giorno
8 è stato quello di tracciare un tratto
del percorso dei cavi dell’ENEL, il
lavoro è stato svolto con una modalità differente
rispetto il giorno precedente, in cui si è rilevato
in modalità cinematica, ora, infatti,
abbiamo deciso di operare con la tecnica
differenziale.
Prima di tutto abbiamo deciso il punto dove
posizionare il GPS che funge da stazione
master, la scelta è inevitabilmente
caduta al centro del piazzale della funivia,
in quanto l’unico posto più o
meno al centro della vallata con pochi elementi
di disturbo.
Quindi montato il GPS master e posta l’antenna
sul tettuccio della macchina, con il secondo
strumento posto nello zaino, che fungeva
da stazione rover, ci siamo portati sotto
il primo traliccio e, abbiamo rilevato il
primo punto stando fermi sul posto per circa
4 minuti, quindi, abbiamo “sbloccato” lo
strumento, camminato fino al secondo traliccio
rilevando in modalità cinematica i
puniche separano le due strutture.
Fig. 20.7 La fotografia mi ritrae sotto
il primo traliccio dell’alta tensione,
durante
l’acquisizione statica del
punto, sono stata ferma per circa 4minuti,
sotto ogni traliccio,
mentre lo spazio
tra un e l’altro, è stato
rilevato in modalità cinematica
Giunti sotto il secondo traliccio, ci siamo
fermati per 4 minuti, ed abbiamo acquisito
il secondo punto in maniera statica.
Le medesime operazioni sono state attuate
per i restanti due tralicci dell’alta
tensione, i quali non hanno assolutamente
influito sulla ricezione del segnale.
I punti acquisiti in maniera statica, vengono
definiti con “sg 0000”, mentre
quelli ottenuti in modalità cinematica
come “auto0000”.
Per i punti rilevati in maniera statica,
importante è sottolinearne un aspetto
fondamentale, infatti, andando ad aprire
la finestra che ne fornisce le proprietà (si
clicca sopra il punto desiderato nella poligonale)
se si impone per il “point class” l’opzione “navigated” si
ottiene una deviazione standard notevole,
mentre imponendo “ measured” si
ricalcala le coordinate, con la metodologia
spiegata nelle pagine precedenti, migliorandone
l’errore.
Riportiamo di seguito l’esempio per
il primo punto acquisito:
Fig. 21.7 L’immagine ripropone la schermata
fornita dal computer, contenente le
caratteristiche
principali del punto, andando a leggere le
deviazione standard si nota
come queste siano
estremamente più basse di quelle che
si ottengono andando a
cambiare l’opzione “point
class” in navigated.
Fig.
22.7 L’immagine ripropone la schermata
fornita dal computer, contenente
le caratteristiche
principali del punto, andando a leggere
le deviazione standard
si nota come queste
siano
estremamente più alte di quelle
che si ottengono andando
a cambiare l’opzione “point
class” in measured.
La poligonale fornita dal programma collega
la stazione master con i punti acquisiti
in modalità statica, con delle frecce
di color rosso, in più, questi,
hanno visualizzata in color blu l’elesse
d’errore.
Importante è sottolineare come il
lavoro sia sempre stato svolto con un numero
di satelliti notevolmente inferiori rispetto
le potenzialità del GPS, il lavoro
attuato infatti, è stato svolto con
4-5 satelliti, un numero decisamente inferiore
rispetto alla potenzialità del GPS,
che arriva a 12.
Questa informazione ci viene fornita sia
durante le fasi di acquisizione dei dati,
in quanto il numero dei satelliti disponibili
viene visualizzato nella schermata di “dialogo” con
lo strumento, sia una volta giunti in sede.
Il programma ci fornisce una schermata in
cui è indicato il numero identificativo
dei satelliti captati, l’ora iniziale
e finale di acquisizione dei dati, ed una
specie di grafico dove viene illustrato in
maniera visiva i tratti dove vi era segnale,
e quelli dove invece il ricevitore non era
in grado di captare nulla.
7-6.5 Rilievo della diga
Come ultima applicazione ci siamo portati
in quota, a 2080metri di Passo Fedaia,
dove eravamo sicuri che il tracciamento
sarebbe avvenuto in tempi notevolmente
più rapidi, in quanto l’ambiente è molto
più favorevole, essendo ad una quota
maggiore e con minor impedimenti naturali.
Fig. 23..7 La bella foto scattata la
mattina del rilievo, mostra l’imponente bastionata
in cemento armato della struttura, ho rilevato
il percorso della diga senza avere
troppi
problemi, in quanto l’ambiente ampio
e la quota elevata non ha creato
degli
impedimenti nella ricezione del segnale.
Anche per il suddetto rilievo si è scelta
la tecnica in modalità differenziale.
La scelta della stazione master è ricaduta
nella parte finale della diga, parcheggiata
la macchina e posizionata l’antenna
sopra il tettuccio della macchina, ed acceso
lo strumento, mentre io con il GPS sulle
spalle fungevo da stazione rover.
Acquisito il primo punto stando ferma per
5minuti, ho poi cominciato a camminare rilevando
in modalità cinematica il percorso
della diga, fino al secondo punto (scelto
in modo casuale) dove mi sono fermata sempre
per 5minuti, ed ho acquisito in maniera statica
il secondo punto.
Il “gioco” è proseguito
nella medesima maniera fino la fine della
diga, a questo punto ho ripercorso a ritroso,
sul fianco opposto, la diga rilevando i punti
in modalità cinematica.
Come precedentemente detto il rilievo è stato
caratterizzato da una buona ricezione del
segnale, proprio per l’ambiente favorevole
su cui mi trovavo, ed il risultato finale è una
poligonale molto precisa che ben caratterizza
la costruzione.
Fig. 24.7 L’immagine mostra come si
presenta la schermata del computer contenete
il
tracciato della diga, si vede il punto
di stazione master, ed i punti fissi, a lui
collegati
tramite frecce di colore rosso,
la metodologia differenziale è stata
attuata solamente
all’andata, per cui
i punti fissi sono presenti solamente nel
il lato destro della diga,
mentre quello
sinistro è stato tracciato mediante
tecnica cinematica.
Per il rilievo in modalità differenziale,
il GPS come detto è in grado di visualizzare
per i punti acquisiti in modo statico il
numero identificativo dei satelliti che erano
vivibili, l’ora d’inizio rilievo,
l’ora di fine rilievo ed una specie
di grafico che da visibilmente la percezione
dei momenti in cui si ha avuto segnale e
quelli in cui non lo strumento non era in
grado di captare nulla.
Si riporta di seguito la schermata del primo
punto acquisito in modalità statica
sulla diga:
Fig. 25.7 l’immagine ripropone i tempi
di acquisizione dei dati, i satelliti di
cui si è
ricevuto segnale, ed altre
utili informazioni, questi sono tutti dati
che una volta
giunti in sede possono essere
comodamente visionati senza aver bisogno
durante le fasi
di lavoro di annotare nulla.
Come per i punti “statici”, anche
per la stazione master possiamo ricavare
le medesime informazioni, leggendo la schermata
del computer, questo ci dice che lo strumento
ha lavorato per 50 minuti e 20 secondi, iniziando
ad acquisire dati alle 11:42 e terminando
alle 12:33, i satelliti visibili sono stati
6, più precisamente il 2,4,5,7,30
più precisamente il GPS ha avuto dei
piccoli problemi iniziali di ricezione del
satellite 2, infatti esso è stato
captato per un tempo inferiore rispetto al
satellite 4 (49 minuti, contro i 50 dl satellite4).
Più precisamente:
Fig. 26.7 L’immagine riporta la schermata
del computer dove sono riportati tutti i
dati
riguardanti i satelliti visibili ed
i tempi per cui sono stati disponibili. Questo
tipo di informazioni
può essere utilizzato
per avere una maggior chiarezza su rilievo
fatto ed
ottenibili una volta giunti in ufficio.
7-7 Considerazioni
I lavori attuati in Marmolada, mi sono stati
di grande aiuto, per capire meglio come lavora
un GPS, infatti la sola teoria letta dai
libri o spiegata a lezione non riesce a dare
la giusta idea della bontà di questo
innovativo strumento di misura.
L’abisso che nasce dal confronto del
GPS con il classico teodolite è notevole,
la precisione dei dati che si ottengono,
la velocità con cui si opera, la comodità che
il nuovo strumento presenta, la facilità d’utilizzo.
Il GPS posto nello zaino non è assolutamente
pesante da trasportare e nemmeno molto ingombrante,
permette di camminare anche lungo strade
non agevoli non sbilancia l’operatore
ne le impedisce i movimenti.
Sono rimasta sbalordita dalla velocità con
cui i dati vengono acquisiti, non è più come
il teodolite che leggeva gli angoli e le
distanze in automatico (gli ultimi modelli
in quanto in precedenza era l’operatore
che andava a leggere l’angolo sul cerchio),
inoltre fornisce immediatamente la poligonale
eliminando tutta quella marea di calcoli
che il topografo in precedenza era costretto
a svolgere per sviluppare una poligonale.
Per iniziare le operazioni di rilievo, l’operatore
doveva in precedenza posizionare il cavalletto “in
bolla” come era uso dire, ovvero creare
un piano orizzontale dove andare ad agganciare
lo strumento, che, se di “ultima” generazione,
andava posto in bolla semplicemente utilizzando
dei tasti sulla tastiera, altrimenti, con
delle viti micrometriche si agiva sull’alidada
per posizionare lo strumento sul piano orizzontale,
e queste erano solamente le operazioni che
preparavano il rilievo, da attuare ogni volta
che si andava a spostarsi lungo la poligonale.
Oggi invece in 10 minuti si impostano le
operazioni da fare durante la giornata, creando
le varie “cartelle”, una per
ogni rilievo, di modo da avere tutto già pronto
nel momento in cui si inizia ad operare;
lo strumento fa praticamente tutto, senza
richiedere nulla all’operatore.
Importante comunque è sottolineare
che si tratta di una macchina che non ragiona,
chi utilizza lo strumento deve quindi sapere
bene quello che sta facendo, per meglio sfruttarne
tutte le qualità.
Fig. 27.7 Le tre immagini riportano i percorsi
rilevati
durante la campagna di misura
in Marmolada,
