questo è stato postato da Marco Marchesini importatore Italiano del Marchi Navcom e Thales-Magellan
penso che + info di così: ...
Veronesi_Assistenza
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Inviato: Sab Lug 14, 2007 1:26 am Oggetto: Se qualcuno ha usato il sistema o meglio se qualche tecnico
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Gent.mo Geom.Gavino,
tirato per i capelli dagli utenti dei nostri sistemi, a nome dell’importatore Italiano GUIDO VERONESI S.r.l. vedrò di chiarire in sintesi a Lei ed alla Sig.ra Marina il funzionamento del sistema di posizionamento StarFire™. Spiego brevemente, pertanto, le basi tecniche della modalità StarFire.
Il sistema definito StarFire™ è un sistema VBS (Virtual Base Station) rivoluzionario, basato su di un software di proprietà Unavco NASA, Gipsy Real Time Kinematic, concesso in uso esclusivo alla NavCom Tech.
NavCom Technology del gruppo John Deere è da anni leader nella ricerca di sistemi di posizionamento spaziale (prima ad aver costruito un ricevitore GPS civile con uso del Doppler) e che, oggi, conta ben 156 brevetti legati alla navigazione spaziale, ha presentato nel 2002 il proprio sistema StarFire®, che ha introdotto una autentica rivoluzione nello statico mondo dei sistemi GPS differenziali. Oggi sulla base della esperienza conseguita ha brevettato una nuova tecnologia operativa denominata RTK Extended, legata al posizionamento di precisione RTK. La base del sistema rimane il sistema di posizionamento StarFire®, che opera in tecnica Virtual Base Station ovvero, prescindendo dalla tecnica differenziale, può operare, grazie al software Gipsy in tempo reale (RTG), che fornisce costantemente un modello di correzione ionosferico, misure di pseudo range con precisioni di 2 o 3 centimetri in ogni parte del globo su coordinate geocentriche.
Osservazioni sulla tecnologia StarFire
La massima rappresentazione di sistemi ad una via è rappresentato oggi dal sistema di rilievo StarFire™: esso è di proprietà della NavCom Technology, del gruppo John Deere & Co, leader mondiale nella produzione di macchine da movimento terra ed agricole, che ne ha curato il progetto hardware e software, lo sviluppo e l’acquisizione da JPL Unavco (NASA) dei diritti del software Real Time Gipsy.
Il sistema si può intendere come una rete VBS (Virtual Base Station), già vista in precedenza, con una ampiezza della rete estesa a livello di copertura mondiale (A.Chiorboli – M.Gatti 2004). La tecnica utilizzata, però, non si limita alla correzione di errori presenti sui satelliti, su orologi ed orbite come normalmente avviene nelle reti locali VRS, ma utilizza due sofisticati algoritmi di calcolo WCT e RTG. Il sistema StarFire™ è un sistema Wide Area gestito privatamente dalla NavCom Tech., che lo ha concepito per la guida di macchine da movimento terra o agricole senza operatore. Oggi il sistema sta riscuotendo ampio consenso in tutto il mondo anche in campo topografico e geodetico. Il sistema Virtual Base Station “STARFIRE” è costituito da una rete di stazioni gps terrestri, distribuite in 5 continenti. Ciascuna di esse invia i dati e le informazioni di integrità dei satelliti GPS tracciati a due centri di calcolo. I centri di controllo e calcolo operano in maniera autonoma, combinando i dati provenienti da tutte le stazioni del sistema, per generare le correzioni differenziali.
Le correzioni calcolate vengono inviate alle stazioni di trasmissione e da queste ai satelliti di comunicazione della J.D., Inmarsat ed Artemis, che provvedono a ritrasmetterle, attraverso la banda satellitare L, a tutti gli utilizzatori del sistema.
Il sistema VBS StarFire è composto da un segmento di controllo e da segmenti di trasmissione e di utilizzo.
Il segmento di controllo è costituito da 65 stazioni GPS, due centri di calcolo ed un centro di trasmissione dati satellitare, che si aggiungono ai satelliti IGS ed alla rete di calcolo JPL della Unavco.
Ciascuna stazione di raccolta dati GPS è dotata di due ricevitori NCT 2010D a doppia frequenza della Navcom con orologi al rubidio, collegati entrambi, ai centri di calcolo da dispositivi di comunicazione ad alta velocità. Ogni stazione opera in modo indipendente, raccogliendo le osservabili dai satelliti GPS ed inviando i risultati delle osservazioni ai centri di calcolo. I risultati includono, oltre alle correzioni differenziali di codice e fase, la qualità del segnale GPS e della banda L, i valori statistici di errore, l’età delle correzioni, il PDOP e svariati altri parametri.
Questi dati sono tenuti sotto controllo automatico di allertamento in caso di malfunzionamenti o avarie del sistema.
Una delle caratteristiche innovative del sistema è rappresentato dall’algoritmo WCT (Wide Area Correction Transform). Questo algoritmo calcola i valori di pseudorange corretti dagli effetti ionosferici e troposferici e virtualmente privi di errori di multipath e multiband utilizzando i dati in doppia frequenza sia sui codice che sulle portanti osservati per tutti i satelliti tracciati in vista sulle stazioni di riferimento permanenti, le effemeridi trasmesse e ricevute dalle stazioni, le coordinate dei centri di fase delle antenne geodetiche. Tutti questi valori vengono ulteriormente “lisciati” dagli errori di offset degli orologi dei ricevitori generando la media pesata delle correzioni di pseudorange di ciascun satellite, dette correzioni wide area.
L’insieme delle correzioni viene convertito in un messaggio binario compresso ed inviato ai satelliti geostazionari del sistema.
Ogni ricevitore rover in doppia frequenza del segmento di utenza riceve, nell’area continentale in cui si trova, il messaggio di correzione e lo applica alla sua posizione “standalone”, ottenendo precisioni molto spinte ed uniformi di posizionamento.
I vantaggi, che si conseguono dalla possibilità di utilizzare un messaggio GDPS WIDE AREA sono:
· minima necessità di larghezza di banda nella trasmissione da satellite geostazionario;
· gestione da parte di un unico centro di calcolo dell’algoritmo di generazione della correzione. Ciò fornisce la possibilità di aggiornare e migliorare l’algoritmo nei soli centri di controllo, senza dover modificare il firmware dell’utente finale come avviene nella tecnologia RTK classica.
Da una collaborazione scientifica esclusiva con il JPL della Nasa, inoltre, è nato un sistema di calcolo basato sul codice GIPSY della Nasa, in grado di produrre in tempo reale, messaggi di correzioni GPS di altissima qualità, in formato idoneo agli utenti finali.
La chiave del sistema StarFire è costituita da questo segmento denominato RTG (Real Time Gipsy) che comprende i seguenti particolari:
1) stima degli errori di ogni singolo satellite calcolati in tempo reale;
2) correzione delle orbite dei satelliti GPS aggiornate a precise ogni minuto grazie alla distribuzione e all’infittimento delle stazioni di riferimento in tutto il globo;
3) elaborazione dei dati provenienti via Internet della rete mondiale JPL, costituita dalle stazioni di riferimento NASA e IGS.
I vantaggi derivanti dalla sinergia dei due algoritmi WCT ed RTG possono essere così riassunti:
· Le correzioni sugli errori degli orologi e delle orbite dei satelliti hanno valenza assoluta, questo significa che i set di dati calcolati per ciascun satellite sono applicabili agli utenti ovunque essi siano posti;
· Le precisioni ottenute dai ricevitore GPS in doppia frequenza degli utenti finali è testata a livello centimetrico. E’ opportuno sottolineare che, per accelerare l’acquisizione del segnale StarFire, il ricevitore mobile NavCom invia in L Band un messaggio di sincronizzazione per la calibrazione degli oscillatori. I vantaggi di questa tecnologia ad una via risultano evidenti e sono costituiti da operatività in coordinate assolute geocentriche con facilità di passaggio ad ogni datum o proiezione;
· Operatività in ogni parte del mondo senza riguardi a distanze con stazioni master presenti sul territorio;
· Costo estremamente contenuto del contratto satellitare geostazionario su banda L, inferiore al costo della telefonia GSM o GPRS;
· Precisioni ampiamente sufficienti per la stragrande maggioranza dei lavori topografici.
Le precisioni sono variabili in rapporto al tipo di contratto utilizzato dall’utente. Per utilizzi di database cartografici di precisione vengono garantite precisioni nell’ordine dei 20cm in qualsiasi parte del globo (salvo artico ed antartico), per usi marini sono garantite precisioni inferiori ai 50 cm, per usi di navigazione aerea e guida di macchine operatrici le precisioni garantiscono posizionamenti con precisioni inferiori ai 10cm, infine per usi topografici o Land Precise si garantiscono precisioni o di 2,3 cm in coordinate geocentriche ITRF00 (WGS84) o di 2mm+ 0.5 ppm in proiezioni relative con l’opzione software RTK Extended™ . Il grande vantaggio di questa tecnologia è costituito dalla possibilità di operare da soli in rilievo ed in picchettamento in tempo reale in ogni parte del mondo senza doversi appoggiare a stazioni di riferimento o a reti locali. Inoltre vengono meno le perdite del segnale portante radio o GSM / GPRS.
Penso di aver sforato nello spazio. Per chi desiderasse un approfondimento o spunti sui sistemi di difesa del segnale in banda e fuori banda in presenza di disturbi ambientali penso possiate trovare aiuto in una serie di pubblicazioni :
Leick A., Beser J., Rosemboom P., Wiley B., Cameron A. Integrated Use of WCT signals in Civil Aviation (2005) – The Satellite Division of Institute of Navigation.
Misra P. et al. (2004) Measurement Data Quality and Systems – The Lincoln Laboratory Journal Vol 7 N°2
Farini C., Marchesini M., Padovani S. - StarFire : la nuova frontiera per il rilievo topografico autonomo - CTBTO Preparatory Commission for the comprensive nuclear test (2003)
Musella B., Marchesini M. – Metodo Alternativo Vettoriale di Calcolo di Posizionamento VBS – Institute International of Navigation (2005)
Chiorboli A., M.Gatti il sistema di rilievo GPS basato sulla tecnologia StarFire – Bollettino SIFET 2004
Gatti M., Malaguti F.(2003) Remote Control and Automatic monitoring of the Ground Moving - International Simposium of Automation
Internet, inoltre, abbonda di pubblicazioni recenti sulla tecnologia specifica.
Restando a disposizione per ogni ulteriore delucidazione,
Marco Marchesini
GUIDO VERONESI S.r.l.