Buongiorno a tutti,

Premetto che non sono un geometra ma un ricercatore,

Per alcuni esperimenti vorrei capire la posizione esatta (per esempio al centimetro su tutti gli assi) di un punto particolarmente visibile nel mio territorio. Questo per posizionare un GPS (consumer, senza RTK) e fare una ricerca sull'errore e la sua variazione nel tempo.

Vivo in Emilia Romagna (provincia di Parma, zona montana) ed ho visto che la regione mette a disposizione delle ortofoto a 20 cm, non ho purtroppo trovato di meglio se non alcuni servizi RTK a pagamento che vorrei evitare per mancanza di strumentazione compatibile.

Potreste consigliarmi come procedere, se esistono altre fonti dati da usare come riferimenti, o se la posizione al centimetro non e' fattibile?

Grazie

Buongiorno. Prenda in considerazione uno dei punti della rete IGM95

www.igmi.org/it/descrizione-prodotti/ele...

Buongiorno,

Grazie per la risposta,

Quindi la mia regione e' coperta da piu' reti di punti (es. rete GPS7, IGM95, etc..), non capisco pero' come utilizzare questi punti con QGIS o se servano altri software. Sono alle prime armi e provengo dal settore informatico, non ho quindi strumentazione particolare.

La mia idea iniziale (da profano della materia) era quella in qualche modo di utilizzare QGIS per caricare una mappa del territorio e trovare dei punti ben visibili e di coordinate certe direttamente nel mio giardino. Viste pero' le mappe a 20cm/pixel direi che non e' proprio possibile avere un errore minore di 20 cm procedendo in questo modo.

Non so se ho capito bene. Se vuoi monitorare lo spostamento di un punto nel tuo giardino (deriva dei continenti? movimento franoso?) ti serve un GPS (serio) collegato alla rete di stazioni permanenti GNSS. Oppure un doppio GPS per fare base/rover.

Per avere precisione centimetrica o sub centimetrica è necessario rilevare in statica. Ovvero si lascia l’antenna in stazione sul punto, in misura continua, per un periodo di tempo che varia da qualche minuto (statico rapido) fino a più di un’ora. Il rilevo si effettua quando la geometria dei satelliti è buona magari programmando il lavoro con i dati delle effemeridi.

Vorrei posizionare un GPS logger su un punto di coordinate note nel giardino per misurare l'errore GPS nel tempo. Il punto e' stabile, nel senso che non ci sono frane o altro (es. un muretto in cemento armato). Per calcolare l'errore ho bisogno delle coordinate note, e qui nasce il problema in quanto non riesco a determinarle con accuratezza dell'ordine dei centimetri con il solo GPS economico o con l'uso di mappe catastali.

Non avendo un GPS serio, l'unica cosa a cui ho pensato e' il DGPS, ovvero applicare una correzione relativa alla mia area usando la sola posizione (in quanto i normali GPS non restituiscono i dati di fase, etc.. necessari per l'RTK). Pero' non ho trovato dati di correzione di questo tipo disponibili.

La soluzione ottimale chiaramente sarebbe un GPS che supporti RTK + un collegamento alle stazioni permanenti (a pagamento da quanto ho capito nella mia zona), ma comprare/noleggiare tutta l'attrezzature e fare l'abbonamento per misurare un solo punto mi sembra eccessivo.

Lasciare il GPS (economico, es. di uno smartphone) per un lungo periodo nel solito punto non credo permetta di ottenere un accuratezza centimetrica, ma correggetemi se sbaglio.

Le coordinate note iniziali te le dà lo strumento che ti ho descritto in precedenza. Senza uno strumento preciso come fai a determinare gli spostamenti successivi con accuratezza?

Lo smartphone fornisce una precisione di più o meno qualche metro. Anche se lo colleghi alla rete di correzione differenziale (ci ho provato qualche anno fa senza successo) la precisione è comunque insufficiente. Sub metrica forse.

Diciamo che una precisione di 50 centimetri sarebbe un primo traguardo.

Quindi ricapitolando abbiamo le seguenti possibilita' (in ordine di accuratezza):

- GPS consumer, CEP variabile

- GPS professionale, CEP 2.5m

- GPS consumer con correzioni di posizione (DGPS), CEP 0.5m

- GPS professionale con correzioni di fase (RTK), CEP 0.1/0.2m

Le correzioni devono provenire da una stazione base in un intorno di 10 km per non perdere affidabilita'.

Non disponendo di correzioni di alcun tipo, determinare la posizione in modo preciso ed accurato puo' essere una sfida. Riferimenti IGM95 o GPS7 forse potrebbero aiutarmi ma non ho ben capito come fare dal punto di vista pratico. Tutti i geometri hanno a disposizione le correzioni RTK (pagando un abbonamento) proprio per questo motivo se non ho capito male.

Uno strumento GPS RTK noleggiato senza abbonamento sarebbe al pari di un GPS professionale in quanto senza correzioni dalla rete.

La strada piu' rapida potrebbe essere quella di chiedere ad un geometra di tracciarmi la posizione di un punto prestabilito. Non ho pero' idea di quanto possa costare un servizio del genere.

Una volta determinato un punto, potrei pero' utilizzare tale informazione per creare una stazione base con posizione nota e correggere ulteriori punti in un raggio di 10 km circa, anche utilizzando un normale GPS e calcolando lo scarto dalla posizione nota. Con un GPS RTK chiaramente la correzione sarebbe piu' efficace (vedi progetti come rtklib) perche' si utilizzerebbero piu' informazioni (fase del segnale, etc..).

In teoria lo smartphone con le correzioni dovrebbe funzionare bene a patto che non faccia dei magheggi strani utilizzando reti wifi / dati per migliorare la posizione. Per sicurezza utilizzerei in tal caso un GPS bluetooth esterno in modo da avere i dati NEMA puri da correggere.

CEP = Circular Error Probability, in questo caso assumiamo condizioni tipiche di utilizzo con ottima visibilita' di piu' satelliti in campo aperto



PS: Un approccio "alternativo" potrebbe essere quello di piazzare un GPS su un punto noto es. IGM95 o GPS7 in contemporanea ad un altro GPS nel giardino (se distanza

In topografia esiste solo il 4 metodo perché gli altri forniscono un errore troppo elevato e soprattutto variabile.




Per avere precisione servono sempre due antenne GPS. Una che fa da "base" e una che fa da "rover".

Collegandoti ad un servizio di correzione differenziale (in abbonamento) non fai altro che collegarti, via internet, ad una base fissa mentre tu giri con il rover. Questo ti risparmia l’acquisto di una seconda antenna. Ma sempre due devono essere. Prima della creazione della rete di basi eri costretto ad acquistare due antenne gps in modo rilevare standalone. Con la base vicina il rilievo è sempre più accurato.




Direi di sì. Chiedi un preventivo a qualche studio topografico in zona. È un lavoro di un’oretta. L’alternativa per evitare l’abbonamento è noleggiare sia base che rover.




Con uno smartphone non avrai mai precisione. Otterrai le coordinate del punto con un cerchio di errore metrico.




Continua a non essermi chiaro cosa vuoi ottenere nel pratico. Questo punto da monitorare nel giardino si sposta nel tempo all’interno del giardino?

Da quello che ho capito non bastano due antenne GPS, ma serve anche la posizione di riferimento dell'antenna base. I servizi RTK hanno antenne in posizioni note quindi in quel caso il problema non sussiste e si semplifica il tutto. Se non si ha la posizione assoluta credo che si possa fare qualcosa conoscendo anche solo la distanza precisa tra il rover e la base.




No, il punto nel giardino e' fisso e non si sposta, dopo aver capito le coordinate vorrei piazzarci un GPS economico per vedere come varia l'errore GPS nel tempo. Questo e' un primo studio, poi ho in mente altri "esperimenti", come ad esempio utilizzare queste informazioni per correggere in "post" il percorso di GPS economici (non RTK).

Con due antenne (base/rover) conosci la distanza del vettore che li congiunge con precisione. Pertanto fai un rilievo localizzato. Per georeferenziarlo basta posizionare la base su un qualsiasi punto di coordinate già note (PF qui in Taa o punti trigonometrici o un punto già rilevato in precedenza) oppure rilevare con il rover un punto di coordinate note e sistemare le coordinate a tavolino.

L'utilizzo di due antenne standalone è usato nelle moltissime zone non coperte dalla rete delle basi o nelle zone non coperte da connessione telefonica.

Non so se sia possibile correggere l’errore dei gps consumer perché il “difetto” principale di queste apparecchiature sta nella scarsa qualità del clock interno. Come immagino sai è l’”orologio” del gps che misura il tempo che il messaggio impiega a raggiungere l’antenna ricevente da quando è stato trasmesso dal satellite.

Ma se ci riesci sono felicissimo Ho speso un sacco di soldi in costose antenne GPS.

Non ho capito bene nemmeno io quello che vuoi fare. Tuttavia mi preme precisare che il GPS (meglio sarebbe dire GNSS) è un sistema globale planetario basato sull'ellissoide WGS84 con origine nel centro di massa della terra, vedi immagine che segue, pertanto ti fornisce la posizione assoluta.



La baseline base-rover (vettore 3D, vedi immagini sotto) serve per avere la reciproca posizione tra la base e il rover e per trasformare tale reciproca posizione 3D in un sistema di coordinate topografiche piane qualora rientri nei limiti del cosidetto piano topografico (estensione massima 15 km).





geom. Gianni Rossi
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Domanda: ma la distanza tra le due antenne come viene calcolata? Intendi che gli strumenti professionali si vedono con un qualche laser che la calcola?

Nei GPS consumer si ha sicuramente una qualita' inferiore rispetto ai professionali a livello di antenna / bande / algoritmi, pero' usando due GPS identici come base e rover si dovrebbe riuscire a compensare anche molti errori sistematici.

Andando sui GPS consumer evoluti (prosumer), ad esempio ho sentito parlare molto bene dei moduli GPS ublox, su cui anche Sparkfun e molti produttori di droni basano i loro prodotti. Perlomeno buoni per l'utilizzo in campo aperto e con condizioni meteo favorevoli, ma nel mio caso questo non e' un problema.

L'errore principale che vorrei correggere e' dato dalla ionosfera, che (se non ho capito male) causa ritardi similari nel segnale su un area abbastanza vasta (e da qui nasce la "limitazione" dei 10km dalle stazioni base).


Per quanto riguarda antenne costose, da quello che ho capito servono piu' che altro per ricevere qualche satellite in piu' e per eliminare problemi di riflessioni. Nel mio caso essendo in campo aperto senza troppi edifici vicini, non dovrebbe cambiare moltissimo. Potrei avere tempi di "aggancio" iniziale superiori e meno robustezza, ma per l'esperimento puo' andare bene.

No, nessun laser per calcolare le distanze tra base e rover.
Si chiama posizionamento differenziale.

Leggi qui:

https://it.wikipedia.org/wiki/GPS_diff...

https://3dmetrica.it/gps-nel-rilievo-t...

Andando sullo scientifico,

pubblicazioni come https://www.ion.org/publications/abstr... spiegano che il segnale GPS si puo' correggere in vari modi.

Una tecnica detta "DGPS con CP" (Correction Projecting) riesce a correggere anche la posizione di GPS consumer che non restituiscono "dati grezzi" (es. con sole sentenze NMEA).

In Korea utilizzando GPS ublox hanno migliorato l'accuratezza orizzontale da 2.93m a 1.83m, e la verticale da 4.65m a 2.11m. Non hanno raggiunto accuratezze centimetriche, ma estendendo la tecnica a piu' stazioni base forse e' possibile fare di meglio.

Utilizzando uno smartphone non hanno ottenuto risultati buoni quanto con il GPS ublox, ma hanno ridotto l'errore verticale da 9m a 1.5m.

L'articolo e' del 2013 e sicuramente in Italia adesso abbiamo una copertura satellitare migliore e piu' costellazioni. Ci sono anche altri studi sull'argomento.

PS: Si quando scrivo GPS, intendo sempre GNSS

Tratto da wikipedia

"La tecnica di posizionamento differenziale permette ai ricevitori GPS di migliorare la precisione finale della geo-localizzazione, attraverso il confronto dei propri dati con quelli registrati nello stesso intervallo temporale da uno (o più) ricevitori GPS posizionati su punti di coordinate note."

La tecnica presuppone che i GPS siano su coordinate note, ed in tal caso la distanza si calcola facilmente, se pero' non si conoscono le coordinate dei ricevitori GPS?