CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
DELLA PRODUZIONE ANIMALE
Sistemi innovativi in zootecnia
Supporti avanzati per la gestione
dell’allevamento
(corso SUPAG)
Massimo Lazzari
Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie
per la Sicurezza Alimentare
Università degli Studi di Milano
CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE
DELLA PRODUZIONE ANIMALE
Lezione introduttiva su GPS
Massimo Lazzari
Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la
Sicurezza Alimentare
Università degli Studi di Milano
Elementi di base del GPS
IL SEGMENTO SPAZIALE
24 Satelliti (29)
–
–
–
–
6 piani orbitali
elevazione 20200 km
1 rivoluzione in ~12 ore
5 ore al di sopra dell’orizzonte
Orbite alte per:
• Sicurezza
• Copertura
• Precisione
Copied from “GPS Navstar User’s Overview”
prepared by GPS Joint Program Office, 1984
IL SEGMENTO DI CONTROLLO
Riceve informazioni
Trasmette informazioni
IL SEGMENTO DI CONTROLLO
PERCHE’ USIAMO I SATELLITI?
• Linea di vista
• Condizioni di luce
• Nessuna interferenza
meteorologica
Satellite Ranging
I SEGNALI GPS
In realtà oltre a questi esistono anche i codici Y (criptato dai militari) e
D (navigazione), altre 2 frequenze a 1783,74 MHz e 2227,5 MHz e una
detta L3 a 1381,05 MHz (per il rilievo delle esplosioni nucleari)
Sezione spaziale
Struttura del segnale
COME FUNZIONA?
1 satellite
2 satelliti
Triangolazione
possibile:
conoscenza della
posizione
Minimo
3 satelliti
I ricevitori gps hanno
più di 3 canali
COME FUNZIONA?
I ricevitori gps hanno
più di 3 canali
Misura con pseudoranges
d = v * ∆t
Misura di fase
d = v * ∆t
Risoluzione
dell’ambiguità
di fase
(RTK)
Ulteriori tecnologie
Ricevitori che eseguono misure con
impiego integrato di pseudoranges
e fase portante
Utilizzo filtri Kalman
HANNO RAPPORTO
PRESTAZIONI/PREZZO
MOLTO INTERESSANTE
GLI ERRORI DEL GPS
ERRORE
ASSOLUTO
PUNTO REALE
PUNTO STIMATO
DAL GPS
Errori
•
•
•
•
•
•
Imprecisione efemeridi
Ritardo ionosferico
Ritardo troposferico
Precisione orologi
Riflessione (edifici, montagne, ecc.)
Tipo ricevitore
fino a 2 m
fino a 4 m
fino a 0.7 m
fino a 2 m
fino a 1.4 m
fino a 0.5 m
RITARDO IONOSFERICO E TROPOSFERICO
Ionosfera
Troposfera
LE OSTRUZIONI
Multipath
IL MULTIPATH
Review Questions
LA CORREZIONE DIFFERENZIALE
DR1
Coordinate note
= errori noti
DR2
DM1
DM2
• RIFERIMENTO NOTO
• CALCOLO DELL’ERRORE
• UNIONE DATI DEI DUE RICEVITORI
T1
DM1 = DR1
T2
DM2 = DR2
LA CORREZIONE IN REAL-TIME
T2
T1
Coordinate note
= errori noti
• MAGGIOR COMPLESSITA’ DEL SISTEMA
• NECESSITA’ DI TRASMETTERE IN TEMPO REALE LA TRASMISSIONE
• PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE:
RTCM 104
• NORMALMENTE RISULTATI MENO PRECISI RISPETTO AL POST-PROCESSING
SISTEMI DI TRASMISSIONE DELLA CORREZIONE
?
VIA RADIO DA STAZIONE DI TERRA
• RADIO-MODEM
• RICEVITORE PREDISPOSTO
• CANONE ANNUO
VIA GSM DA STAZIONE DI TERRA
• GSM-MODEM
• RICEVITORE PREDISPOSTO
• TARIFFA TELEFONICA
VIA SATELLITE PRIVATO
(OMNISTAR)
SATELLITE
PRIVATO
• RICEVITORE PREDISPOSTO
• CANONE ANNUO
SISTEMA WASS-EGNOS
VIA SATELLITE
PUBBLICO
• RICEVITORE PREDISPOSTO
•COMPLETAMENTE GRATUITO
SATELLITE
PUBBLICO
Accuratezza e precisione
Parametri statistici
con cui si valuta la
precisione
Prova statica
ricevitore
•Accuratezza = 0,51
•Errore medio = 0,24
•CEP = 0,19 m
•95% = 0,50
Ricevitori singoli senza correzione
differenziale
Ricevitori singoli con correzione
differenziale
GPS : CRITERI DI SCELTA
ACCURATEZZA
Media
Media
Alta
Identificazione
luoghi lavoro o
posizione
animali
Rilievo tracciati
lavori
Applicazioni
logistiche
Navigazione flotta
Guida
assistita
Alta
PRECISIONE
Bassa
Bassa
Mappature
Automazione distribuzione
sito-specifica fattori
Sistemazione
terreni
Trapianto
Guida
automatica
I SISTEMI DI RIFERIMENTO