Genova 22/24 settembre 2015
L’utilizzo della rete di
stazioni permanenti GNSS per il
monitoraggio del territorio
Giuliano Molinelli
Topcon Positioning Italy
- Definizione di monitoraggio
- La rete GNSS
- Applicazioni della rete nel controllo
del territorio
Tipologie di Monitoraggio
Geometrico: si cerca l’eventuale variazione di
posizione di un punto
Di altro tipo: si cerca l’eventuale variazione di
grandezze fisiche come: carico, pressione, carico
piezometrico, pressione atmosferica, temperatura,
umidità, ecc
MONITORAGGIO GEOMETRICO
- Monitoraggio del territorio
- Monitoraggio di strutture
- Altre tipologie: casi particolari
Monitoraggio geometrico
Insieme di operazioni di misura e calcolo finalizzate alla
determinazione ed al controllo di movimenti e deformazioni
delle strutture e del territorio, nel rispetto della sicurezza delle
persone e delle cose.
Ripetizione nel tempo della misura di una grandezza ritenuta
significativa del comportamento dell’oggetto indagato, con
frequenza che dipende dal tipo di fenomeno.
Monitoraggio del territorio
- Monitoraggio del territorio: frane, subsidenza,
bradisismo, fenomeni vulcanici, faglie (terremoti)
www.ov.ingv.it
Monitoraggio delle strutture
- Monitoraggio delle strutture: edifici, dighe, infrastrutture
viarie come ponti, viadotti, gallerie, ferrovie.
Monitoraggi speciali
- Altre tipologie: casi particolari
Collaudi
Monitoraggi speciali
Cosa stiamo cercando?
Movimenti di punti nello spazio o lungo particolari direzioni
(movimenti nel piano o verticali)
Gli spostamenti
• assoluti: i punti si muovono “rigidamente” rispetto ad un sistema di
riferimento fisso esterno;
• relativi: i punti si muovono gli uni rispetto agli altri variando quindi la
posizione relativa;
.
Spostamento o deformazione
Movimento “rigido”
dell’oggetto:
rototraslazione 3D
Variazione di
forma:
deformazione
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Come effettuare un monitoraggio
Comprendere la natura del problema:
i) Individuarne le cause,
ii) Localizzare gli elementi che rendono manifesto il
fenomeno (fessurazioni, stress del terreno o delle
strutture);
iii) Siamo di fronte a un fenomeno di spostamento rigido
o ad una deformazione?
iv) È un fenomeno 1-D? 2-D? o 3-D?
Come effettuare un monitoraggio
Scelta della metodologia corretta:
i) Quali sensori utilizzare;
ii) Definire un sistema di riferimento?
iii) Individuazione di strumenti accessori: rete GNSS per i
dati, reti e sistemi di telecomunicazione;
Come effettuare un monitoraggio:
spostamento rigido o ad una deformazione?
Non è immediato effettuare questa classificazione.
In generale i due effetti si manifestano assieme.
Si può parlare di spostamenti di singoli punti o di gruppi di punti.
Il pericolo sta nel non riuscire a separare i movimenti legati al
sistema di rifermento da quelli dell’oggetto monitorato.
Come effettuare un monitoraggio:
definire un sistema di riferimento?
SR ESTERNO: Spostamenti e
deformazioni sono distinguibili
SR INTERNO: Spostamenti e deformazioni
non sono distinguibili
Stabilità globale e sistema di riferimento
Come effettuare un monitoraggio: il progetto
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Definizione delle causa;
Individuazione del tipo di spostamento atteso;
Grandezza dello spostamento atteso;
Scelta dei sensori;
Progetto della rete di controllo;
Progetto del sistema di controllo;
Progetto delle opere accessorie (telecomunicazioni, sistemi
di allarme, ecc);
Uso del GNSS
• I sensori GNSS permettono di effettuare misure continue, 24h su 24, e
determinare movimenti in 3D .
• La strumentazione permette la totale automazione sia dell’acquisizione
del dato che dell’elaborazione.
• Il sistema di riferimento è UNICO
Rete di stazioni permanenti GNSS
DCPM 10/11/2011:
Adozione del Sistema di riferimento geodetico nazionale
ETRF2000 (Epoca 2008.0) materializzato dalla RDN
Art. 8
Documentazione delle stazioni permanenti, delle reti di stazioni
permanenti e dei relativi servizi
1. Le stazioni permanenti, appartenenti o meno alla Rete dinamica nazionale, le reti
di stazioni permanenti e i servizi da esse forniti sono documentati, sulla base delle
regole tecniche definite ai sensi dell'art. 59, comma 5, del CAD, attraverso
l'inserimento dei relativi metadati nel Repertorio.
RETE DI STAZIONI PERMANENTI GNSS
n. S.P.
SP1
SP2
SP3
SPn
VPN
Server
NRTK
POST-ELABORAZIONE
CRED
INTERNET
utenti
www.gnssliguria.it
www.netgeo.it
NetGEO
rete Topcon per l’Italia
Servizi erogati:
- nearest station, VRS e DGPS,
RTCM 3.0, RTCM 2.3 e CMR
- RINEX 1 e 30 secondi
Rete inquadrata in
RDN-ETRF2000(2008.0)
con certificazione IGM
Esempi di monitoraggio:PP
3 vertici fissi di controllo
1 vertice di controllo in frana
3 vertici di controllo nel centro abitato
Esempi di monitoraggio: RTK
Sistema di controllo delle frane
GPS in “continuo”
Subsidenza con GNSS
Monitoraggi GNSS
Sistemi di monitoraggio
Struttura
• Hardware (sensori)
• Software
• Sistema di alimentazione
• Sistema di comunicazione
• Centro di Controllo
• Pubblicazione risultati
(interfaccia web, ecc)
Hardware
• ricevitori GNSS
(GPS+Glonass), doppia e
mono frequenza, oem
• antenne L1 e L1/L2
• antenne choke ring,
geodetiche
Software
Polifemo
Sistemi ausiliari
Comunicazione e alimentazione
Il caso Cencenighe
Frana di origine postglaciale ha le
caratteristiche di uno scorrimento
rotazionale e traslazionale con una
estensione complessiva di circa 2 Km²
Superficie di scorrimento oltre 100 m
Sensori e installazioni
Sensori e installazioni
Ricevitori alimentazione e comunicazione
Sensori e installazioni
Ricevitori alimentazione e comunicazione
Centro di controllo
Pubblicazione
Interfaccia web
Pubblicazione di dati e
grafici via web
Accesso mediante credenziali
Monitoraggio in NRTK
Componenti
Monitoraggio misto stazione totale e GNSS
GRAZIE PER
L’ATTENZIONE
Giuliano Molinelli
[email protected]