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Sistema VRS - Instrumetrix

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TRIMBLE VIRTUAL REFERENCE STATION<br />

<strong>VRS</strong><br />

<strong>Sistema</strong> versatile di posizionamento RTK<br />

Per applicazioni locali e regionali


<strong>VRS</strong>=<br />

RILIEVO OVUNQUE CON L’ACCURATEZZA DEL<br />

Il posizionamento GPS di elevata qualità in tempo reale (RTK) ha rivoluzionato il mondo delle<br />

costruzioni e del rilievo, portando ad una produttività senza precedenti. Sino ad ora l’ottenimento di<br />

accuratezza in un rilievo in RTK ha significato la realizzazione di un punto di controllo vicino al sito<br />

di lavoro e la collocazione di un ricevitore di riferimento sopra di esso.<br />

L’idea di recarsi in un’area di lavoro ed iniziare immediatamente a lavorare senza installare un ricevitore<br />

di riferimento è rimasto a lungo un sogno.<br />

Ora quel sogno è diventato realtà con il sistema Trimble Virtual Reference Station (<strong>VRS</strong>), un rivoluzionario<br />

strumento di posizionamento che permette ad una rete o a stazioni di riferimento la realizzazione<br />

di una stazione di riferimento virtuale per ogni utente presente nella regione, fornendo<br />

loro precisione centimetrica con implementata accuratezza ed affidabilità.<br />

Questo nuovo tipo di approccio al posizionamento in RTK sta radicalmente migliorando la produttività<br />

e la qualità del rilievo. L’eliminazione della necessità di installare un ricevitore di riferimento, vi<br />

farà guadagnare tempo e denaro per l’acquisto di un secondo ricevitore. Con una rete <strong>VRS</strong>, un controllo<br />

sui dati è sempre garantito, così non dovrete preoccuparvi della propagazione di errori<br />

derivanti da una non appropriata collocazione del ricevitore di riferimento. Il vostro ricevitore<br />

inizializzerà più velocemente e la qualità di tutti i dati verrà monitorata prima che voi li possiate<br />

ottenere.<br />

Alla Trimble sappiamo quanto ci vuole per costruire e mantenere stazioni di riferimento. Dopotutto,<br />

la maggior parte delle International Association of Lighthouse Authorities (IALA) sparse nel mondo<br />

con Radiobeacons DGPS si affida ai prodotti Trimble per le affidabili e accurate prestazioni offerte.<br />

Inoltre, la tecnologia GPS Trimble costituisce il cardine di una vasta rete di installazioni di centinaia<br />

di stazioni di riferimento sparse per il globo. Il sistema Trimble <strong>VRS</strong> costituisce l’ultimissimo derivato<br />

di questa competenza nel settore – una combinazione flessibile di hardware GPS, software di<br />

modellazione e di collegamento, e l’interfacciamento di comunicazione per tenere tutto in un unico<br />

sistema senza bisogno di cuciture. Un nuovo strumento potente nel Toolbox Trimble.


produttività<br />

RTK<br />

<strong>VRS</strong><br />

SYSTEM<br />

RECATEVI IN QUALUNQUE<br />

AREA DI LAVORO<br />

NELLA VOSTRA REGIONE ED INIZIATE<br />

PER VOSTRO CONTO<br />

A RILEVARE CON L’ACCURATEZZA<br />

DEL CENTIMETRO


tecnologia<br />

TRIMBLE VIRTUAL REFERENCE STATION<br />

Una struttura completa per il rilievo in RTK<br />

Trimble <strong>VRS</strong> è un sistema integrato di<br />

hardware GPS, software e collegamenti<br />

di comunicazione che utilizzano dati da<br />

stazioni permanenti di riferimento per<br />

modellizzare gli errori nella vostra<br />

regione. Questa modellizzazione viene<br />

utilizzata per creare una stazione di riferimento<br />

”virtuale” vicino alla vostra area<br />

di rilievo che garantisce la realizzazione<br />

di messaggi di correzione standard locali<br />

per il vostro ricevitore rover.<br />

Come lavora: I dati di osservazioni<br />

GPS da un set di stazioni di riferimento<br />

‘permanenti vengono continuamente<br />

trasmessi a un server <strong>VRS</strong> centrale<br />

Trimble. Qui il processore della rete effettua<br />

un controllo sull’integrità di tutte le<br />

osservazioni GPS. Per ogni stazione, controlli<br />

di qualità vengono eseguiti sui dati,<br />

ed eventuali errori vengono eliminati e le<br />

interruzioni del segnale vengono corrette.<br />

Correzione degli errori: Dopo aver verificato<br />

l’integrità del segnale, il server<br />

centrale calcola l’errore ionosferico,<br />

troposferico, e quello delle effemeridi<br />

analizzando le doppie differenze tra le<br />

osservazioni.<br />

Gli effetti di tali errori su qualunque ricevitore<br />

rover in acquisizione nella rete può<br />

essere modellizzato così che gli errori<br />

sistematici per l’RTK possono venir significativamente<br />

ridotti.<br />

Generazione <strong>VRS</strong>: Per avviare la modellizzazione<br />

il ricevitore deve fornire la propria<br />

posizione approssimativa al server<br />

centrale. Questo viene fatto attraverso<br />

l’utilizzo di un messaggio NMEA GGA<br />

attraverso un cellulare. Il server centrale<br />

riceve automaticamente questa informazione<br />

di posizione e realizza una disposizione<br />

geometrica alla data località.<br />

Viene eseguita una interpolazione ed<br />

un’applicazione della correzione delle<br />

effemeridi e dell’errore ionosferico e troposferico,<br />

e generata allo stesso tempo<br />

una ”stazione di riferimento virtuale” per<br />

il ricevitore Rover. Viene in seguito<br />

prodotto un set di messaggi di correzione<br />

standard, come se fosse creato<br />

dalla stazione di riferimento, inviato via<br />

modem cellulare al ricevitore Rover.<br />

REFERENCE<br />

STATION<br />

CENTRAL SERVER<br />

Processa i dati della stazione di riferimento e della<br />

posizione approssimativa del rover<br />

per realizzare una stazione di riferimento virtuale<br />

vicino al rover. Invia il differenziale al rover<br />

attraverso modem cellulare.


avanzata<br />

<strong>VRS</strong><br />

SYSTEM<br />

VIRTUAL REFERENCE<br />

STATION<br />

Un unico punto immaginario<br />

per ogni utente del sistema,<br />

che funziona da stazione di<br />

riferimento per i dati <strong>VRS</strong><br />

corretti inviati al rover.<br />

REFERENCE<br />

STATION<br />

Performance sulle<br />

quali potete contare.<br />

Con Trimble <strong>VRS</strong>, rilievi, picchettamenti<br />

o Gis Mapping di precisione sono<br />

facili come l’accensione dello strumento.<br />

In pochi secondi di cammino nell’area<br />

di lavoro otterrete le misure RTK<br />

costantemente monitorate con l’accuratezza<br />

del centimetro. In più, queste<br />

misure sono estremamente affidabili<br />

poiché il sistema è ”fault-tolerant”; se<br />

una stazione di riferimento ha un problema,<br />

automaticamente il server centrale<br />

la rimuove dalla rete, compensando<br />

quest’ultima con le altre stazioni.<br />

Accuratezza e produttività elevata vengono<br />

così garantite.<br />

ROVING SURVEYOR<br />

Riceve i dati di correzione<br />

dal server centrale <strong>VRS</strong> che<br />

imitano i dati che verrebbero<br />

generati da una stazione di<br />

riferimento locale.<br />

Errore attuale nel posizionamento a Nord dopo<br />

un'acquisizione di piu' di 90 ore di un rover a 32<br />

km dalla più' vicina stazione di riferimento.<br />

REFERENCE<br />

STATION<br />

I ricevitori di riferimento<br />

inviano i dati ad un<br />

server centrale via<br />

modem, frame relay,<br />

internet o altri canali<br />

di comunicazione.<br />

Errore attuale nel posizionamento ad Est dopo<br />

un'acquisizione di piu' di 90 ore di un rover a 32<br />

km dalla più' vicina stazione di riferimento.<br />

D AT I D A L S AT E L L I T E A L S E R V E R C E N T R A L E<br />

Tempo di inizializzazione attuale per un GPS<br />

rover collocato a 32 km dalla piu' vicina<br />

stazione di riferimento.


configurazion<br />

LA RETE <strong>VRS</strong> PER OGNI APPLICAZIONE<br />

Flessibilità ed evoluzione vengono progettate in ogni rete <strong>VRS</strong> Trimble. E’ semplice aggiungere potenzialità o<br />

estendere la vostra rete a seconda delle vostre necessità. Il cuore del sistema è costituito dalla configurazione di tre software<br />

che aggiungono progressivamente funzionalità e capacità per un’ampia gamma di accuratezza.<br />

GPSNet: Include tutte le funzioni di cui<br />

avete bisogno per l’archiviazione di dati,<br />

controllo sui ricevitori, IP network, generazione<br />

di RTCM e analisi sul codice e sulla<br />

fase per misure differenziali DGPS.<br />

Individua e corregge errori dovuti a rumore,<br />

multipath o interruzioni del segnale da<br />

satellite. Rilascia automaticamente dati in<br />

messaggi RTCM dalla stazione di riferimento<br />

più vicina al rover in chiamata su una<br />

varietà di collegamenti di comunicazione.<br />

Il sistema comprende la realizzazione di<br />

rapporti di analisi, generazione di messaggi<br />

d’allarme, e messaggi di errori o<br />

malfunzionamenti via mail e/o tramite<br />

SMS (Short Message Service).<br />

L’applicazione include:<br />

• Dati in postprocessamento per il<br />

controllo di foto<br />

• Stabilisce un controllo attivo<br />

• Reti di stazioni riferimento regionali<br />

• Provider di dati GPS<br />

DGPSNET: Include tutte le potenzialità<br />

di GPSNet ed aggiunge la completa modellizzazione<br />

dell’errore GPS. DGPS può<br />

gestire reti costituite da ricevitori doppia<br />

frequenza dislocate su distanze che<br />

vanno dai 70 ai 300 km. Fornisce accuratezza<br />

di alcuni decimetri utilizzando i<br />

codici C/A della L1.<br />

L’applicazione include:<br />

• Mapping urbano e municipale<br />

• Gestione delle risorse<br />

• Agricoltura di precisione<br />

• Monitoraggio ambientale<br />

• Rilievi idrografici e di dragamento<br />

• Localizzazione automatica di veicoli<br />

• GIS<br />

RTKNET: Include tutte le potenzialità<br />

delle rimanenti configurazioni e fornisce i<br />

risultati definitivi del RTK in accuratezza:<br />

valori di accuratezza centimetrica in tutto<br />

il network con stazioni di riferimento dislocate<br />

su distanziate che vanno dai 50 a<br />

70 km, a seconda della loro ubicazione.<br />

L’applicazione include:<br />

• Rilievo catastale<br />

• Picchettamento per l’edilizia<br />

• Approccio di precisione per porti e<br />

corsi d’acqua<br />

• Allineamenti<br />

• Rilievi topografici ed ingegneristici<br />

• Esplorazioni petrolifere


i flessibili<br />

<strong>VRS</strong><br />

SYSTEM<br />

CARATTERISTICHE<br />

DEL SISTEMA<br />

Stazioni di riferimento<br />

• Ricevitore GPS geodetico a doppia<br />

frequenza<br />

• Adattatore terminal o modem per<br />

ISDN o PSTN, o terminal server per<br />

comunicazioni TCP/IP<br />

Server centrale<br />

• Processore 1,2 GHz con 512 Mb di<br />

RAM e 40 Gb hard disk<br />

• Interfaccia seriale multiplo o router<br />

Ethernet<br />

• Windows NT o Windows 2000<br />

• Accesso server o modem bank<br />

Integrity monitoring è' una componente standard di ogni applicazione <strong>VRS</strong>.<br />

Utente mobile<br />

• Qualunque ricevitore GPS in grado<br />

di accettare correzioni in formato<br />

standard (a seconda delle capacità<br />

del ricevitore)<br />

• Modem cellulare o CDPD<br />

Comprehensive network map illustra lo stato di tutte le componenti.


TRIMBLE.<br />

IL LEADER MONDIALE NELLE SOLUZIONI DI RILIEVO INTEGRATE<br />

INel 20° secolo, Geodimeter, Trimble, e Zeiss hanno rivoluzionato il mondo<br />

del rilievo – con il primo livello automatico, il primo EDM, la prima stazione<br />

totale robotizzata, il primo ricevitore GPS commerciale, e il primo sistema di<br />

rilievo in tempo reale.<br />

Ora, nel 21° secolo, la nuova forza combinata della Trimble sta conducendo<br />

quello stesso spirito pionieristico a individuare soluzioni pratiche alle sfide<br />

del nuovo millennio. Stiamo riempiendo il GAP tra campagna ed ufficio con<br />

prodotti totalmente integrati che offrono gestione dei dati in tempo reale,<br />

condivisione dei dati in tempo reale, e controllo di qualità in tempo reale –<br />

dal concetto alla realizzazione.<br />

Il nuovo Toolbox Trimble offre il più completo toolset al mondo. Grazie alla rete<br />

di vendita e di supporto tecnico presente su tutto il globo, interconnesse grazie<br />

ad avanzate tecnologie di comunicazione, siamo pronti a garantire assistenza<br />

tecnica esperta dovunque vi porti il vostro lavoro, per 24 ore al giorno.<br />

Benvenuti nel 21° secolo.<br />

NORTH AMERICA<br />

Trimble Navigation Limited<br />

Engineering and Construction<br />

5475 Kellenburger Road<br />

Dayton, Ohio 45424-1099<br />

800-538-7800 Toll Free<br />

937-233-8921 Main<br />

937-233-9441 Fax<br />

www.trimble.com<br />

EUROPE<br />

Trimble GmbH<br />

Am Prime Parc 11<br />

D-65479 Raunheim<br />

Germany<br />

+49-6142-2100-0 Main<br />

+49-6142-2100-220 Fax<br />

LATIN AMERICA<br />

Trimble Navigation Limited<br />

6505 Blue Lagoon Drive<br />

Suite 120<br />

Miami, FL 33126<br />

800-865-3994 Toll Free<br />

305-263-9033 Main<br />

305-263-8975 Fax<br />

AFRICA & MIDDLE EAST<br />

Trimble<br />

P.O. Box 17760<br />

Jebel Ali Free Zone<br />

Dubai<br />

UAE<br />

+971-4-881-3005 Main<br />

+971-4-881-3007 Fax<br />

ASIA-PACIFIC<br />

Trimble Navigation Australia<br />

PTY Limited<br />

Level 1/123 Gotha Street<br />

Fortitude Valley, QLD 4006<br />

AUSTRALIA<br />

+61-7-3216-0044 Main<br />

+61-7-3216-0088 Fax<br />

CHINA<br />

Trimble Export Limited<br />

Representative Office<br />

Suite 16D, Building 2, Epoch Center<br />

4 Beiwa Road, Haidian District<br />

Beijing, P.R. China, 100081<br />

+86-10-6847-7756 Main<br />

+86-10-6847-7786 Fax<br />

Your Local Trimble Office or Representative<br />

© Copyright 2001, Trimble Navigation Limited. All rights reserved. The Triangle and Globe logo, Trimble, DGPSNet, GPSNet, RTKNet and <strong>VRS</strong> are<br />

trademarks of Trimble Navigation Limited. All other trademarks are the property of their respective owners. Reorder PN 022504-024 (09/01)


TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Introduzione al Concetto di Virtual Reference<br />

Station per il posizionamento in tempo reale<br />

Concetto<br />

Il posizionamento GPS in tempo reale ad elevate accuratezza è una delle tecniche di<br />

misurazione oggigiorno maggiormente utilizzate. L’utilizzo di detta tecnica di misura<br />

è tuttavia limitato dagli effetti generati da ionosfera e troposfera, elementi che<br />

generano errori sistematici nei dati grezzi. Il tutto si traduce, al fine di ottenere<br />

accuratezze soddisfacenti, nella necessità di lavorare con distanze ridotte tra ricevitore<br />

base e ricevitore rover.<br />

In alcuni paesi, esistono già reti di stazioni permanenti (come la rete Francese IGN),<br />

e forniscono dati ai singoli utenti. Per le modalità di rilievo in RTK, a causa della<br />

necessità di brevi distanze tra ricevitori base e rover, le reti di stazioni di riferimento<br />

devono essere molto fitte. Alcune reti GPS nazionali, sebbene sufficientemente dense<br />

per un buon servizio DGPS, non lo sono abbastanza per garantire un’affidabile<br />

copertura per un servizio RTK. Vi sono infatti gap nella copertura del segnale. La<br />

situazione è ancora peggiore nel caso di elevata attività solare, come per esempio nei<br />

primi anni del nuovo Millenio, per i quali l’attività solare è stata molto elevata.<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Il concetto della Virtual Reference Station offre una nuova opportunità.<br />

Quando utilizzata, gli errori sistematici nella stazione di riferimento vengono ridotti o<br />

eliminati. Questo non solo permette ad ASSOGEO di aumentare la distanza alla quale<br />

il rover può lavorare rispetto alla stazione master, ma migliora anche l’affidabilità del<br />

sistema e riduce i tempi di inizializzazione RTK. L’approccio <strong>VRS</strong> può essere<br />

utilizzato non solo per la realizzazione di nuove reti, ma anche per l’aggiornamento di<br />

sistemi di reti già esistenti (IGN).<br />

Mentre la maggior parte dei clienti Trimble GPSnet utilizzano il software per inviare<br />

il dato <strong>VRS</strong> agli utenti in campagna, il software produce anche una soluzione<br />

broadcast. Questa versione di souzione bradcast è anche disponibile con GPSNet 2.0<br />

ed è basata sullo standard tedesco SAPOS FKP introdotto in Germania nel 2002.<br />

Il messaggio SAPOS FKP lavora usualmente con veicoli di trasmissione quali radio,<br />

DARC etc., ma può lavorare anche con telefoni cellulari. Il formato SAPOS FKP è<br />

basato sul protocollo RTCM 2.3 ed è interpretabile dai ricevitori Trimble 5700 e<br />

5800. Trimble fornisce un sistema completo per la tecnologia <strong>VRS</strong> e la modalità<br />

broadcast.<br />

Entrambe le tecniche possono essere utilizzate da ASSOGEO e contemporaneamente<br />

utilizzando il software GPSNet: la tecnologia <strong>VRS</strong> e la tecnologia broadcast (FKP –<br />

come quella utilizzata nelle reti tedesche SAPOS). In questo modo ASSOGEO non è<br />

limitata a dover supportare una sola modalità di invio dati – entrambe le tecniche<br />

standard possono essere utilizzate per meglio soddisfare le esigenze dell’utente in<br />

campagna.<br />

Il concetto della “Virtual Reference Station” si basa sulla possibilità di disporre di una<br />

rete di stazioni permanenti GPS collegate in continuo via linea telefonica o LAN ad<br />

un centro di controllo. Un computer collocato al centro di controllo raccoglie in<br />

continuo le informazioni provenienti da tutti i ricevitori della rete, e crea un database<br />

attivo di Aree di Correzioni Regionali.<br />

Queste vengono utilizzate per la realizzazione di una stazione virtuale di riferimento,<br />

situata a pochi metri dalla posizione di qualunque ricevitore utilizzi questa tecnologia,<br />

e per creare dati grezzi che verrebbero generati dalla stazione virtuale. Il rover<br />

interpreta ed utilizza i dati nella stessa modalità nella quale li tratterebbe se<br />

derivassero da una qualunque stazione di riferimento. Il risultato del miglioramento<br />

delle performance RTK è incredibile.<br />

Ogni stazione di riferimento è dotata di un ricevitore, antenna, alimentazione e<br />

modem attraverso il quale avviene la comunicazione con il centro di controllo. Il<br />

computer al centro di controllo, sul quale lavora il software GPSnet, è il cuore<br />

dell’intero sistema. Durante la connessione con i ricevitori della rete, il centro di<br />

controllo esegue molte operazioni tra le quali:<br />

• Importazione dati grezzi e verifica qualità<br />

• Archiviazione dati in formato RINEX e compact RINEX<br />

• Correzioni relative al centro di fase delle antenne (sono supportati modelli<br />

assoluti e relativi)<br />

• Modellazione e stima degli errori sistematici<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

• Generazione di dati per la creazione di una posizione virtuale per il ricevitore<br />

rover<br />

• Generazione di dati RTCM (2.3, 3.0) per la posizione virtuale<br />

• Trasmissione di dati RTCM (2.3, 3.0) al rover in campagna<br />

• Generazione di dati correzione nel formato broadcast SAPOS FKP<br />

• Analisi in tempo reale del Multipath<br />

GPSnet (con il modulo RTKnet) esegue inoltre un continuo calcolo dei seguenti<br />

parametri analizzando le osservazioni della fase portante:<br />

• Errori Ionosferici<br />

• Errori Troposferici<br />

• Errori delle effemeridi<br />

• Ambiguità sulla fase portante per L1 e L2<br />

Eseguendo queste operazioni il software utilizza tutte le informazioni della rete,<br />

invece di utilizzare solamente un subset di stazioni di riferimento. I triangoli vengono<br />

utilizzati solamente per una miglior visualizzazione della rete; non vengono utilizzati<br />

per un calcolo interno delle correzioni.<br />

Utilizzando i parametri calcolati, GPSnet e RTKnet ricalcoleranno tutti i dati GPS,<br />

interpolando per determinare la posizione del ricevitore rover, dovunque esso sia nella<br />

rete di stazioni di riferimento. Attraverso questa operazione, gli errori sistematici per<br />

l’RTK vegono sensibilmente ridotti.<br />

La modalità GPSnet <strong>VRS</strong><br />

In un primo momento, il ricevitore GPS rover invia la<br />

propria posizione approssimativa al centro di controllo dove<br />

è installato il software GPSNet. Questa comunicazione<br />

avviene attraverso telefonino cellulare, per esempio GSM,<br />

per inviare una posizione NMEA standard attraverso la<br />

stringa GGA. E’ stato scelto qesto tipo di formato poichè è<br />

comune nella maggior parte dei ricevitori.<br />

NMEA<br />

Il centro di controllo accetterà la posizione, e risponderà<br />

inviando una correzione RTCM al rover. Appena viene<br />

ricevuto, il rievitore rover determinerà una posizione DGPS<br />

di elevate qualità, ed aggiornerà la propria posizione. A<br />

questo punto il ricevitore rover invia la posizione definitiva<br />

e corretta al centro di controllo.<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

RTCM<br />

GPSnet e RTKnet calcoleranno ora le nuove correzioni<br />

RTCM, come se fossero provenienti da una stazione di<br />

riferimento collocata accanto al ricevitore rover. Le<br />

correzioni vengono così inviate attraverso modem cellulare<br />

(per es. GSM/GPRS). La soluzione DGPS ha<br />

un’accuratezza di circa +/-1 metro, sufficiente a stabilire<br />

che le distorsioni atmosferiche e delle effemeridi,<br />

modellizzate per l’intera rete di stazioni di riferimento, sono<br />

state applicate correttamente.<br />

<strong>VRS</strong><br />

Questa tecnica che prevede la realizzazione di dati grezzi a<br />

partire da stazioni permanenti per una nuova ed invisibile<br />

stazione di riferimento, è ciò che da il nome al concetto<br />

dell’applicazione, “The Virtual Reference Station”.<br />

Attraverso questa tecnologia, è possible eseguire un<br />

posizionamento in RTK di elevata qualità all’interno di<br />

tutta la rete di stazioni di riferimento.<br />

L’accuratezza planimetrica attesa è di 1-2 cm quando la distanza tra le stazioni<br />

di riferimento della rete è di circa 70 km. Va comunque preso in considerazone il<br />

fatto che la distanza tra le stazioni di riferimento dipende anche dalla<br />

collocazione geografica della rete. Per esempio, aree soggette ad elevata attività<br />

ionosferica, richiederebbero una rete più fitta.<br />

Perchè suggeriamo di non utilizzare baseline superiori a 70 Km?<br />

La spiegazione è semplice: non ci sarebbe alcun problema per il software per qunato<br />

riguarda la modellizzazione degli errori in una rete con baseline maggiori – Ma, il<br />

problema è sul lato del rover: La tecnologia rover dei produttori di sistemi RTK non<br />

sarebbe in grado di lavorare a tali distanze in RTK garantendo le stesse accuratezze<br />

(1-2 cm) o affidabilità! Numerosi test hanno confermato questo problema.<br />

Quindi in conclusione: avendo delle baseline nell’intera rete GPS poco più lunghe di<br />

70 km, non ci sarebbero grandi problemi per i ricevitori rover – ma per aver dati sicuri<br />

ed avere la stessa accuratezza all’interno di tutta la rete suggeriamo di utilizzare<br />

baseline tra le stazioni di riferimento più lunghe di 70 km (quando la regione è<br />

abbastanza pianeggiante). In situazioni più tortuose (per esempio nelle Alpi), viene<br />

suggerita una distanza di circa 50 km.<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Il Software GPSnet della Centrale di Controllo<br />

Il software GPSnet gira su sistema operative windows 2000. Utilizza un’interfaccia<br />

grafica utente, che permette la comunicazione individuale con le stazioni di<br />

riferimento e controlla tutti i differenti settaggi nella rete.<br />

Visualizza inoltre informazioni del modello di rete corrente includendo i parametri di<br />

calcolo della rete. Il sistema può essere configurato mentre è in fase operativa, e<br />

questo permette di aggiungere e rimuovere stazioni e cambiare vari settaggi.<br />

GPSnet ha come opzione un Web Server Internet, che permette la facile gestione e<br />

distribuzione di tutte le osservazioni archiviate, RINEX, dati di navigazione, dati<br />

meteo, e file almanacco.<br />

Esempio: La rete <strong>VRS</strong> in Danimarca: http://www.GPSNet.dk<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Setup del <strong>Sistema</strong><br />

Per trasferire i dati dalle stazioni remote al centro di controllo possono essere<br />

utilizzate differenti metodologie:<br />

• Possono essere utilizzate linee analogiche o modem digitali. Questo metodo<br />

richiede la presenza di un modem alla stazione permanente e di uno al centro<br />

di controllo. Il modem al centro di controllo è collegato direttamente al PC<br />

attraverso la porta seriale RS232, ma se si stanno collegando diverse stazioni<br />

permanenti, può essere utilizzato un router come il CISCO 3640. Il router<br />

inoltrerà i dati attraverso la Local Area Network al computer del centro di<br />

controllo. Il sistema è espandibile a seconda del numero di linee richieste, e<br />

questo permette la gestione di un numero pressochè illimitato di utenti. Il PC<br />

sul quale gira il software GPSBase riceve i dati via protocollo IP dal router<br />

CISCO. I ricevitori remoti vengono identificati attraverso numeri porta IP.<br />

• E’ possible anche utilizzare connessioni Frame Relay. Sebbene queste non<br />

siano sempre disonibili su rete telefonnica, rappresentano la miglior modalità<br />

trasferimento dati da scegliere, specialmente su lunghe distanze. In questo<br />

caso, la stazione di riferimento necessita di un converter per il flusso di dati su<br />

RS232. Nel caso in cui sia utilizzato solamente la modalità Frame Relay, nel<br />

centro di controllo può essere installato un router ancora più semplice, come il<br />

CISCO 2500. In questa configurazione ogni stazione remota ha il proprio<br />

indirizzo IP ed il router al centro converte da Frame Relay a LAN e vice versa.<br />

In entrambi i casi, I dati possono giungere direttamente dal ricevitore, o attraverso il<br />

software GPSBase. Il messaggio RTCM viene trasferito al rover attraverso rete<br />

telefonica cellulare quale GSM, o altri servizi di telefonia mobile digitle.<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Le chiamate in entrata dai telefoni cellulari vengono gestate da un dial access server<br />

quale il CISCO AS 5300. Questo permette a tutti i rover di utilizzare un unico numero<br />

di telefono per la connessione al sistema. L’access server fornirà una connessione IP<br />

al software GPSnet che permetterà la registrazione nel sistema, e l’avvio del flusso di<br />

dati correzione RTCM. L’access server è espandibile a gestire un maggior numero di<br />

chiamate in entrata<br />

MA: Ogni Setup è differente. GPSnet supporta tutte le più comuni modalità di<br />

comunicazione – così ASSOGEO può essere molto flessibile a riguardo al tipo di<br />

comunicazione dati da utilizzare.<br />

ASSOGEO può giovare di tutta l’esperienza acquisita dalla Trimble nell’installazione<br />

di reti di stazioni permanenti in tutto il mondo.<br />

Schema di un’installazione tipica per il trasferimento dati:<br />

Reference<br />

Stations<br />

Trimble 5700<br />

Com-Server<br />

Frame<br />

Relay<br />

Leased phone<br />

line<br />

Com-Server<br />

Modem<br />

Router<br />

LAN<br />

Modem<br />

Trimble 5700<br />

Trimble 5700<br />

Trimble 5700<br />

Modem<br />

GPSBase<br />

local reference station<br />

Modem<br />

Leased phone<br />

line<br />

Leased phone<br />

line<br />

mobile phone link<br />

Modem<br />

Modem<br />

RS232<br />

RS232<br />

Trimble GPSNet Control<br />

Center<br />

LAN<br />

SAPOS FKP<br />

SAPOS FKP<br />

Radio tower<br />

Access Server<br />

Risultati tipici<br />

Come test di rete, è stata utilizzata la rete BLVA dell’agenzia del territorio Bavarese<br />

(SAPOS). Questo test base è sempre attivo e in fase di sviluppo per poter testare e<br />

sviluppare al meglio il software GPSnet.<br />

La rete è costituita da 7 stazioni; ogni stazione ha in dotazione un ricevitore GPS<br />

doppia frequenza ed è permanentemente connesso all’ufficio Trimble Terrasat. La<br />

configurazione della rete è illustrate nella figura qui di seguito dove sono inoltre<br />

riportate le baseline di collegamento tra le stazioni.<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Il software rete Trimble RTK può operare sia in modalità <strong>VRS</strong> che in broadcast. La<br />

modalità broadcast è stata utilizzate per i test descritti qui di seguito.<br />

Per valutare le performance del RTK in modalità network single-baseline, sono stati<br />

condotti quattro test contemporanei della durata di 40 ore. Quattro ricevitori Trimble<br />

5700 sono stati collegati ad una medesima antenna ubicata presso l’ufficio Trimble<br />

Terrasat di Höhenkirchen.<br />

Dalle stazioni di Munich e Toelz sono stati inviati dati single-baseline in due<br />

ricevitori 5700, generando baseline di 16 e 32 km rispettivamente. Le correzioni rete<br />

sono state inviate agli altri due ricevitori 5700 ubicati a Höhenkirchen. Un set di<br />

correzioni derivava dall’intera rete, mentre il secondo flusso di correzioni è stato<br />

generato dalla stazione permanente più vicina – Munich.<br />

Errore Nord (32 km Baseline):<br />

Number of Postions<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50<br />

Error [mm]<br />

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TRIMBLE – Geomatics and Engineering Division<br />

Sales Infrastructure Europe<br />

Errore Est (32 km Baseline):<br />

6000<br />

Number of Postions<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50<br />

Error [mm]<br />

Errore Quota (32 km Baseline):<br />

6000<br />

Number of Postions<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50<br />

Error [mm]<br />

Tempo di inizializzazione (32 km Baseline):<br />

Percent<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200<br />

Initialisation Time [sec]<br />

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Sales Infrastructure Europe<br />

Aree di Applicazione<br />

Il concetto della Virtual Reference Station, implementato dai software GPSnet e<br />

RTKnet, permette di eseguire con efficienza numerose applicazioni, a grandi distanze<br />

da una stazione di riferimento, eliminando la necessità di dover installare una propria<br />

stazione di riferimento temporanea in campagna.<br />

• Rilievi del Territoro in generale<br />

• Catasto<br />

• Fotogrammetria Aerea<br />

• Geographical Information Systems (GIS)<br />

• Applicazioni per i servizi pubblici (energia, gas, etc.)<br />

• Controllo Macchine movimentazione terra<br />

• Monitoraggio Deformazioni<br />

• Gestione Flotte<br />

• Agricoltura di Precisione<br />

• Rilievi Idrografici<br />

• Applicazioni Ambientali<br />

Funzionalità GPSnet<br />

• Completa modellazione dell’intera rete di stazioni di riferimento e dei biases<br />

sistematici seguendo un approccio matematicamente perfetto<br />

• Modellizzazione del multipath via calibrazione multipath in tempo reale<br />

• Utilizzo delle effemeridi IGS ultra-rapide per implementare l’accuratezza delle<br />

orbite.<br />

• Supporto dei ricevitori geodetici doppia frequenza Trimble presso le stazioni<br />

di riferimento<br />

• Generazione dei formati standard RTCM 2.0, 2.1, e 2.3<br />

• Generazione di CMR e CMR+<br />

• Generazione di RTCM con messaggi SAPOS FKP (standard SAPOS,<br />

supportato dai ricevitori Trimble 5700 e 5800)<br />

• Supporto dei modelli di antenna relativi ed assoluti e degli errori relativi delle<br />

stazioni<br />

• RTCM Manager con la possibilità di identificazione dell’utente attraverso la<br />

combinazione GPSnet - CISCO access server utilizzando un singolo numero<br />

di telefono per l’intera area coperta dalla rete.<br />

• Data logging in formato RINEX, compact RINEX, Trimble OBS e file DAT<br />

• Display grafico della rete e del suo stato, localizzazione dei rover nella rete ed<br />

informazioni sullo stato dei rover<br />

• Moduli allarme e supporto di vari watchdog hardware<br />

• Rapporti sulla disponibilità del sistema<br />

• Accounting in combinazione con access server della CISCO<br />

• Chiave hardware porta parallela e USB<br />

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Sales Infrastructure Europe<br />

Hardware e Software richiesti<br />

GPSnet richiede il seguente hardware<br />

• <strong>Sistema</strong> Operativo Windows 2000<br />

• Configurazione hardware richiesta: Pentium PC con >500MHz, 512 MByte<br />

RAM, 10 GByte Hard Disk, Super VGA monitor, mouse e tastiera (< 10<br />

stazioni)<br />

• Configurazione hardware suggerita: Pentium PC con >2GHz, 1 GByte RAM,<br />

>80 GByte Hard Disk, Super VGA monitor, mouse e tastiera (< 40 stazioni)<br />

• Connessioni continue tra stazioni di riferimento e centro di controllo<br />

• Carta Multi I/O serial interface con 8 o più interfacce seriali o router network<br />

come il CISCO 3640 se presenti più di 16 stazioni di riferimento.<br />

• Modem per chiamate in entrata da cellulari (differenti numeri di telefono) o<br />

access server come il CISCO AS5300, che permette l’accesso ad un gran<br />

numero di utenti utilizzando un unico numero di telefono.<br />

Connessioni supportate<br />

GPSnet supporta le seguenti connessioni verso stazioni e rover RTK utilizzando un<br />

PC 2 GHz Pentium con dual-processors e 1 Gbyte RAM:<br />

• 40 Stazioni di riferimento<br />

• 50 rover RTK<br />

Il software è configurabile in modo tale che il carico di calcolo può essere distribuito<br />

a diversi server per supportare un maggior numero di stazioni di riferimento e/o un<br />

maggior numero di utenti RTK in campagna.<br />

Vantaggi soluzioni network GPSnet rispetto alle soluzioni<br />

Single Reference Station Network<br />

• Errore considerevolmete ridotto al crescere della lunghezza della baseline<br />

• Elevata accuratezza<br />

• In una Single Reference Station Network la distanza rover/reference è limitata<br />

a causa della crescita dell’errore<br />

• In una Single Reference Station Network l’affidabilità e le performance<br />

decrescono al crescere della distanza dalla stazione di riferimento<br />

• Nessuna dipendenza da Single Reference Station<br />

• Un unico numero di telefono per l’intera rete<br />

• Allarmistica<br />

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Sales Infrastructure Europe<br />

Vantaggi per l’Utente utilizzando la soluzione GPSnet<br />

• Non è più richiesta la stazione di riferimento temporale<br />

• L’utente lavora sempre in un sistema di coordinate conforme<br />

• Maggior Produttività, Affidabilità ed Accuratezza<br />

• Costi minori (non è richiesta la Stazione di Riferimento Locale)<br />

• Un solo operatore, un solo rilievo<br />

• Un unico numero di telefono per l’intera rete<br />

• Le comunicazioni sono già stabilite<br />

Attuale Configurazione della rete <strong>VRS</strong> ASSOGEO in Italia<br />

Il Centro di Calcolo e Controllo è situato a Modena presso la sede del Collegio dei<br />

Geometri della provincia di Modena.<br />

Dislocazione delle Stazioni Permanenti GPS:<br />

- EMILIA ROMAGNA-<br />

• Parma<br />

• Gualtieri (RE)<br />

• Mirandola (MO)<br />

• Finale Emilia (MO)<br />

• Modena<br />

• Montefiorino (MO)<br />

• Pavullo nel Frignano (MO)<br />

• Bologna<br />

• Imola (BO)<br />

• Molinella (BO)<br />

• Bedonia (PR)<br />

-TOSCANA-<br />

• Lucca<br />

• Pietrasanta (LU)<br />

• Prato<br />

• Portoferraio (LI)<br />

• Borgo a Mozzano (LU)<br />

• Grosseto<br />

• Porto Santo Stefano (GR)<br />

• Rassina (AR)<br />

• Cecina (LI)<br />

• Cetona (SI)<br />

• Siena<br />

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