Università di Bologn aa DOTTORATO DI RICERCA IN Scienze Geodetiche e Topografiche

129 Pages·2012·5.39 MB·Italian

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DOTTORATO DI RICERCA IN

Scienze Geodetiche e Topografiche

Ciclo XXII

Settore scientifico-disciplinare di afferenza: ICAR06

TITOLO TESI

Calcolo della posizione di reti
di stazioni permanenti

Presentata da: Dott. Luciano Ricucci

Coordinatore Dottorato Relatore
Prof. Gabriele Bitelli Prof. Maurizio Barbarella

Esame finale anno 2010

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Ringrazio i miei Guru: Antonio, Maurizio,
Nicola e Stefano che tanto mi hanno dato;
ringrazio i miei compagni di ufficio:
Andrea, Claudio, Federico, Michaela e
Michela che hanno sopportato le mie
ingombranti presenze; ringrazio soprattutto
Antonella e Leonardo che hanno dovuto
sopportare le mie imbarazzanti assenze.

Parole Chiave:

• GNSS
• Reti di stazioni permanenti
• Reti NRTK
• Compensazione
• RDN
• Bernese
• Gamit
• Gipsy

Riassunto

Con il trascorrere del tempo, le reti di stazioni permanenti GNSS (Global Navigation Satellite
System) divengono sempre più un valido supporto alle tecniche di rilevamento satellitare. Esse
sono al tempo stesso un’efficace materializzazione del sistema di riferimento e un utile ausilio ad
applicazioni di rilevamento topografico e di monitoraggio per il controllo di deformazioni. Alle
ormai classiche applicazioni statiche in post-processamento, si affiancano le misure in tempo
reale sempre più utilizzate e richieste dall’utenza professionale.
In tutti i casi risulta molto importante la determinazione di coordinate precise per le stazioni
permanenti, al punto che si è deciso di effettuarla tramite differenti ambienti di calcolo. Sono
stati confrontati il Bernese, il Gamit (che condividono l’approccio differenziato) e il Gipsy (che
utilizza l’approccio indifferenziato). L’uso di tre software ha reso indispensabile l’individuazione
di una strategia di calcolo comune in grado di garantire che, i dati ancillari e i parametri fisici
adottati, non costituiscano fonte di diversificazione tra le soluzioni ottenute.
L’analisi di reti di dimensioni nazionali oppure di reti locali per lunghi intervalli di tempo,
comporta il processamento di migliaia se non decine di migliaia di file; a ciò si aggiunge che,
talora a causa di banali errori, oppure al fine di elaborare test scientifici, spesso risulta necessario
reiterare le elaborazioni. Molte risorse sono quindi state investite nella messa a punto di
procedure automatiche finalizzate, da un lato alla preparazione degli archivi e dall’altro
all’analisi dei risultati e al loro confronto qualora si sia in possesso di più soluzioni.
Dette procedure sono state sviluppate elaborando i dataset più significativi messi a disposizione
del DISTART (Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, dei Trasporti, delle Acque, del
Rilevamento del Territorio - Università di Bologna). E’ stato così possibile, al tempo stesso,
calcolare la posizione delle stazioni permanenti di alcune importanti reti locali e nazionali e
confrontare taluni fra i più importanti codici scientifici che assolvono a tale funzione.
Per quanto attiene il confronto fra i diversi software si è verificato che:
• le soluzioni ottenute dal Bernese e da Gamit (i due software differenziati) sono sempre in
perfetto accordo;
• le soluzioni Gipsy (che utilizza il metodo indifferenziato) risultano, quasi sempre,
leggermente più disperse rispetto a quelle degli altri software e mostrano talvolta delle
apprezzabili differenze numeriche rispetto alle altre soluzioni, soprattutto per quanto attiene
la coordinata Est; le differenze sono però contenute in pochi millimetri e le rette che
descrivono i trend sono comunque praticamente parallele a quelle degli altri due codici;
• il citato bias in Est tra Gipsy e le soluzioni differenziate, è più evidente in presenza di
determinate combinazioni Antenna/Radome e sembra essere legato all’uso delle calibrazioni
assolute da parte dei diversi software.
E’ necessario altresì considerare che Gipsy è sensibilmente più veloce dei codici differenziati e
soprattutto che, con la procedura indifferenziata, il file di ciascuna stazione di ciascun giorno,
viene elaborato indipendentemente dagli altri, con evidente maggior elasticità di gestione: se si
individua un errore strumentale su di una singola stazione o se si decide di aggiungere o togliere
una stazione dalla rete, non risulta necessario il ricalcolo dell’intera rete.
Insieme alle altre reti è stato possibile analizzare la Rete Dinamica Nazionale (RDN), non solo i
28 giorni che hanno dato luogo alla sua prima definizione, bensì anche ulteriori quattro intervalli
temporali di 28 giorni, intercalati di sei mesi e che coprono quindi un intervallo temporale
complessivo pari a due anni. Si è così potuto verificare che la RDN può essere utilizzata per
l’inserimento in ITRF05 (International Terrestrial Reference Frame) di una qualsiasi rete
regionale italiana nonostante l’intervallo temporale ancora limitato. Da un lato sono state stimate
le velocità ITRF (puramente indicative e non ufficiali) delle stazioni RDN e, dall’altro, è stata
effettuata una prova di inquadramento di una rete regionale in ITRF, tramite RDN, e si è
verificato che non si hanno differenze apprezzabili rispetto all’inquadramento in ITRF, tramite
un congruo numero di stazioni IGS/EUREF (International GNSS Service / European REference
Frame, SubCommission for Europe dello International Association of Geodesy).