Sistema VRS - Instrumetrix
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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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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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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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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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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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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