ISTITUTO TECNICO NAUTICO E PER GEOMETRI

“UGO TIBERIO”T E R M O L I

L’ORA DI TERMOLIL’ora dell’Europa centrale

 

 

“UGO TIBERIO”ISTITUTO TECNICO NAUTICO STATALE E PER GEOMETRI

“UGO TIBERIO”         

PROF. A. DE GREGORIO PROF. P. DI CANDIA

L’ORA DI TERMOLI         

 2004

                                 

QUANDO ERATOSTENE (276 – 196 A.C.) MISURO’ CON STRAORDINARIA PRECISIONE LA LUNGHEZZA DEL MERIDIANO, BASANDOSI SU CONOSCENZE GEOMETRICHE E ASTRONOMICHE, MAI AVREBBE IMMAGINATO CHE, ALL’INIZIO DEL TERZO MILLENNIO, I POSTERI, PUR AVENDO A DISPOSIZIONE I RITROVATI TECNOLOGICI PIU’ AVANZATI, SAREBBERO STATI ANCORA INVISCHIATI NEL CAOS RELATIVO AI SISTEMI DI RIFERIMENTO.

LA DETERMINAZIONE DELLA POSIZIONE DI UN PUNTO DELLA SUPERFICIE TERRESTRE E’ STRETTAMENTE CONNESSA CON IL SISTEMA DI RIFERIMENTO ADOTTATO.

IL PRIMO PROBLEMA DA AFFRONTARE, QUINDI, E’ QUELLO DELLA RAPPRESENTAZIONE DELLA SUPERIFICIE TERRESTRE.

LA FORMA REALE DELLA TERRA SI DISCOSTA NOTEVOLMENTE DALLA SFERA. E’ UNA FORMA COSI’ COMPLESSA DA NON POTER ESSERE RAPPRESENTATA MATEMATICAMENTE CON UNA APPROSSIMAZIONE ACCETTABILE AI FINI CARTOGRAFICI.

E’ NECESSARIO “RIFERIRE” I PUNTI DELLA SUPERFICIE TERRESTRE AD UNA SUPERFICIE PIU’ SEMPLICE: “LA SUPERFICIE DI RIFERIMENTO”.

POSSIBILI SCELTE:• GEOIDE• ELLISSOIDE • SFERA

GEOIDE:- E’ LA MIGLIORE RAPPRESENTAZIONE DELLA SUPERFICIE TERRESTRE- E’ FISICAMENTE INDIVIDUABILE (SUPERFICIE “MEDIA” DEI MARI)- LA SUA RAPPRESENTAZIONE MATEMATICA E’ PARTICOLARMENTE COMPLESSA

ELLISSOIDE:- APPROSSIMA LA SUPERFICIE TERRESTRE MENO CORRETTAMENTE DEL GEOIDE- NON E’ FISICAMENTE INDIVIDUABILE- HA UNA RAPPRESENTAZIONE MATEMATICA SEMPLICE (E’ DEFINITO IN FUNZIONE DI DUE SOLI PARAMETRI)- IN CARTOGRAFIA E’ LA SUPERFICIE DI RIFERIMENTO PIU’ COMUNEMENTE UTILIZZATA

L’ELLISSOIDE DI RIFERIMENTO SCELTO VIENE POSIZIONATO RISPETTO A UN PUNTO DELLA SUPERFICIE EFFETTIVA E ORIENTATO RISPETTO AD UNA DIREZIONE.

PER FAR ADERIRE IL PIU’ POSSIBILE GEOIDE ED ELLISSOIDE SONO STATI UTILIZZATI ELLISSOIDI DIVERSI CON DATUM DIVERSI

NELLA TABELLA 1 SONO INDICATI GLI ELLISSOIDI IMPIEGATI CRONOLOGICAMENTE NEL TEMPO.

I SISTEMI DI RIFERIMENTO GEODETICI ADOTTATI IN ITALIA.

Tabella 2

SISTEMI DI RIFERIMENTO GEODETICI ADOTTATI IN ITALIA 

Denominazione Ellissoide Centro di emanazione

Sistema geodetico nazionale (Roma ante 40). Sistema geodetico nazionale (Roma 40) European Datum (ED 50) World Geodetic System 84 (WGS (84) 

Bessel  Internazionale(Hayford) Internazionale(Hayford) Geodetic ReferenceSystem

Genova Istituto Idrografico della Marina (ex Osservatorio Astronomico) ed altri. Roma Osservatorio Astronomico Monte Mario. Potsdam Orientamento Medio Europeo. Coincidenza dei centri ellissoide e geoide.

ELLISSOIDE “LOCALE” UTILIZZATO PRIMA DELL’AVVENTO DEL WGS-84 APPROSSIMA MOLTO BENE SOLO UNA PARTE DELLA SUPERFICIE TERRESTRE.

NEI TEMPI MODERNI, LE NUOVE FRONTIERE APERTE DAI VOLI SPAZIALI HANNO IMPOSTO LA NECESSITA’ DI UN UNICO SISTEMA DI RIFERIMENTO GEODETICO PER UN USO SU SCALA MONDIALE, RISPETTO AL QUALE VASTE E DIFFERENTI RETI GEODETICHE POSSONO ESSERE RIDOTTE E COMPENSATE FRA LORO.

ELLISSOIDE GEOCENTRICO

WGS-84 APPROSSIMA NELLA MIGLIORE MANIERA POSSIBILE LA FORMA DELLA TERRA.

IL SUO CENTRO COINCIDE CON IL CENTRO DI MASSA DELLA TERRA.

IL PROBLEMA E’ PIU DIFFICILE QUANDO SI TRATTA DI PASSARE DA UN SISTEMA DI RIFERIMENTO AD UN ALTRO:

NELLA TAB. 3 SONO RIPORTATE LE COORDINATE DELLA CUPOLA DELL’OSSERVATORIO DI MONTE MARIO (ROMA) NEI DIVERSI SISTEMI DI RIFERIMENTO

LA DETERMINAZIONE DELLA POSIZIONE DEL PUNTO: LAT. 42°00’00” ; LONG. 15°00’00” .Sistema di riferimento: Roma 40 (Ellissoide Internazionale di Hayford)E’ stato preso in considerazione il Piano Nautico del Porto di Termoli, pubblicato dall’Istituto Idrografico della Marina – Genova, Dicembre 1974.

ROMA40

Fig. 3.1 bis.

Particolare di carta (Rappresentazione Roma40, Ellissoide Internazionale di Hayford ,Scala 1:2000) del S.I.D. (Sistema Informativo Demanio Marittimo – Foglio 13, Allegato Sviluppo OZ, Dir. Marittima Ancona, Cap. di Porto Termoli).Il puntoLAT. 42°00’00” ; LONG. 15°00’00”, rappresentato in coordinate Gauss-Boaga.

ROMA40

Tabella 5 RAPPRESENTAZIONE UTM

 

Datum Roma 40 ED 50

 

Denominazione fusoMeridiano centrale*Falsa origineDenominazione fusoMeridiano centrale*Falsa origine 

 

Ovest9°1.500 Km

Est15°2.520 Km

 

329°500 Km

3315°500 Km

* Si ricorda che il diverso datum provoca uno sfasamento del meridiano oscillante tra i 2”,3 e i 2”,9. A cavallo dei meridiani 6°, 12°, 18° (limiti del fuso), N ed E possono essere riferibili a uno o all’altro fuso.

Sistema di riferimento: ED 50 .Scala 1: 5000E’ stata presa in considerazione la Carta Tecnica Regionale, Elemento n. 372162 – Termoli. Regione Molise – Assessorato all’Urbanistica, 1994. 

ED50

Sistema di riferimento WGS84:ad esso non è associato ufficialmente alcun sistema cartografico, anche se è sempre più frequente l’adozione, già attuata dall’I.G.M., della rappresentazione UTMcon inquadramento WGS84 (in analogia all’UTM-ED50), denominato UTM-WGS84.

WGS84

La posizione del punto LAT. 42°00’00” LONG. 15°00’00” nei tre sistemi di riferimento: ROMA40, ED50, WGS-84.

ED50

WGS84

ROMA 40

LA DETERMINAZIONE DELLA POSIZIONE DEL PUNTO

CON IL G.P.S.

L’uso ormai ampiamente diffuso delle tecniche GPS per la determinazione dei punti necessari al rilievo del territorio, al suo monitoraggio e all’aggiornamento della cartografia analogica e numerica, pone come dominante il problema dell’integrazione fra le misure satellitari e i dati preesistenti, che costituiscono un immenso patrimonio informativo che non deve essere trascurato.

Nel nostro studio ci siamo avvalsi del software CartLab 1.2.2 , Aprile 2003, elaborato dagli autori Ing.Virgilio CIMA, Geom. Renzo MASEROLI, Prof. Ing. Luciano SURACE dell’Istituto Geografico Militare di Firenze.

La trasformazione delle coordinate da WGS84 (GPS) a Gauss-Boaga (Sistema Nazionale) avviene utilizzando i punti “IGM95”. L’IGM (Istituto Geografico Militare) ha realizzato una rete di 1230 vertici tridimensionali di elevata precisione (Progetto IGM95).

Stralcio del catalogo dei punti trigonometrici contenuti nel Foglio N. 155 (033) della Carta d’Italia al 100.000

Foto IV.2 Il pilastrino sulla Torre del Castello Svevo (si intravede il triangolino del punto trigonometrico del 1° ordine)

Foto IV.3

I due tecnici posizionano l’antenna del ricevitore GPS in corrispondenza del punto trigonometrico sulla Torre del Castello Svevo.

Il suddetto punto ha come Coordinate Geografiche (Roma 40):

= 42°00’12”,812 N ; = 02°32’39”,117 E 

le corrispondenti Coordinate Piane Gauss-Boaga:N = 4.650.253,77 ; E = 2.519.712,84

 Le coordinate nel Sistema Roma 40 sono state trasformate

nel Sistema WGS-84:= 42°00’15”,2 N ; = 14°59’47”,0 E

Dal confronto delle Coordinate Geografiche WGS-84 del punto trigonometrico del I° ordine della Torretta del Castello:

LAT. = 42°00’15”,2 N ; LONG. = 14°59’47”,0 Econ le Coordinate Geografiche ottenute dalla rilevazione con stazione mobile GPS:

LAT. = 42°00’15”,31 N ; LONG. = 14°59’47”,07 Esi deduce che la Correzione Differenziale è trascurabile.

Foto IV.4

Spiaggia Rio Vivo

Rilevazioni con stazione mobile GPS(NovatelHusky MP2500)

Fig. IV.5

Il monitor del ricevitore GPS mostra i valori delle misure effettuate.

Foto IV.6

Rilevazione con teodolite e misura di distanze da tre punti di riferimento.Nel punto determinato è stato provvisoriamente posizionato un picchetto di legno con nastro segnaletico bianco/rosso. Esso fuoriesce dalla sabbia di circa 10 cm.

Foto IV.7 Il punto di vista della foto (sullo sfondo il palazzo part. 669) è quello di incontro tra il meridiano 15°00’00” E e il parallelo 42°00’00” N (riferimento D2)

Sono state determinate, per mezzo del teodolite, tre distanze da tre punti di riferimento: colonna del tunnel, D1 = 132,511 m; palo della luce, D2 = 88,104 m; spigolo costruzione CNR, D3 = 187,550 m.

Foto IV.8 Spiaggia Rio Vivo la freccia indica il punto individuato e proposto

DETERMINAZIONE ASTRONOMICA] SPERIMENTALE DEL PUNTO

LAT. = 42°00’00” N LONG. = 15°00’00” E

TMG = 10h44m34s Giovedì 21 ott. 2004

h = 41,234876 (centesimale) ;

h = 37°05’21”,02 (sessagesimale)

z = 52°54’38”.98 (sessagesimale)

az = 180°00’00” (sessagesimale)

DETERMINAZIONE ASTRONOMICA] SPERIMENTALE DEL PUNTO

LAT. = 42°00’00” N LONG. = 15°00’00” E

Calcolo della latitudine= z - r” = 60”cotg h ; r” = 60” * 1,32169086 = 1’19”,30 = 52°54’38.98 – 10°54’28”,00 = 42°00’10”,98 N

Calcolo della longitudine = 12h – TMG + Ev (Ev : equazione del tempo vero)= 12h00m00s - 10h44m34s - 15m25s = 1h00m01s = 15°00’15” E 

 

POSIZIONE DEL PUNTO LAT. = 42°00’00” N LONG. = 15°00’00” E

Lo studio effettuato ci ha condotto alla conclusione di proporre come posizione del punto LAT. = 42°00’00” N LONG. = 15°00’00” E quello determinato nella sessione di rilevazioni GPS di Giovedì 21 ottobre 2004.

Il sistema globale di riferimento WGS84 è il più realistico modello disponibile della figura della Terra, è più esteso e più preciso dei sistemi nazionali perché derivante da misure e nuove metodologie di calcolo.Per questo è auspicabile che si istituisca un nuovo moderno sistema cartografico, un nuovo reticolato UTM-WGS84. 

CONCLUSIONILa superficie terrestre non è statica. Il monitoraggio dei satelliti orbitanti indica che l’attuale centro di massa della terra è spostato in direzione Nord-Est di 2 m rispetto a quello del WGS-84, a causa dei moti della placca tettonica ed altri fattori di origine astronomica.

Il rilevamento è lo sforzo incessante di misurare il Mondo e di modellarlo senza mai arrivare a compimento. La Terra è costantemente perturbata e le misure devono poterne seguire i movimenti. Nuovi sistemi di riferimento si renderanno necessari da qui a 10-20 anni.

Nel futuro si prevedono sistemi di riferimento dinamici, in cui le coordinate dei punti “fissi” cambiano per i movimenti della crosta, per l’aumento di precisione delle misure e per il miglioramento del riferimento stesso.

Appendice 1 LA DETERMINAZIONE ASTRONOMICADELLA LATITUDINE E LONGITUDINE DI UN PUNTO.

= z -

= latitudinez = distanza zenitaledeclinazione

h = altezza dell’astroaz= azimutr = rifrazione astronomica

φ Pnc

φ

Orizzonte vero

Equatore

Z

N

Ms

= tm – Tm

= tm – Tm = tv + v –Tm

= 12h – Tm + v

Pnc

.G

T

LA DETERMINAZIONE ASTRONOMICADELLA LONGITUDINE DI UN PUNTO

Mi

= tm – Tm

= Tm – tm = Tm – (tv + v) = Tm – 12h – v

Pnc

. G

Lis

LA DETERMINAZIONE ASTRONOMICADELLA LONGITUDINE DI UN PUNTO

Mi

APPENDICE 2Dimensioni della Terra e misura di Eratostene

Poiché la distanza Siene-Alessandria era di 5.000 stadi,1 stadio =157,5 m), Eratostene stabilì la relazione:

7° : 360° = 5.000 stadi : xla circonferenza:x = 257.142 stadipari a 40.500 km circa: un

valore sorprendentemente vicino al vero (40.009 km

Occorrevano 50 giorni di viaggio, 100 stadi al giorno. Alessandria / Siene = 50 x 100 = 5000 stadi.

Misura eccezionalmente precisa per l’epoca. Storicamente rappresenta la prima operazione geodetica a fondamento di ogni cartografia.

APPENDICE 3CENNI DI CARTOGRAFIA

- La rappresentazione di Gauss (carta cilindrica modificata o pseudocilindrica)

- Il sistema U.T.M. Per il sistema U.T.M., utilizzato come

base per la cartografia mondiale, la rappresentazione è costituita da fusi di ampiezza 6°: assunto cioè l'antimeridiano di Greenwich come meridiano fondamentale, si costruisce una serie di 60 fusi aventi ciascuno ampiezza di 6°, e si rappresenta in un unico riferimento x, y la porzione di territorio i cui punti abbiano differenze di longitudine rispetto al meridiano centrale inferiori o uguali a 3°.

FATTORE DI SCALARAPPORTO TRA UN ELEMENTO LINEARE SULLA CARTA E IL

CORRISPONDENTE ELEMENTO MISURATO SULL’ELLISSOIDE.ESSO RAGGIUNGE IL VALORE MASSIMO

DI 1,0008 SUI MERIDIANI MARGINALI DEL FUSO.

PER LIMITARE LA DEFORMAZIONE SUI MERIDIANI MARGINALI DEL FUSO SI INTRODUCE UN FATTORE DI CONTRAZIONE PARI A 0,9996 SUL MERIDIANO CENTRALE, DI 1,0004 SUI MERIDIANI MARGINALI E DI 1 SUI MERIDIANI A 2° DAL MERIDIANO CENTRALE : IN TAL MODO LA DEFORMAZIONE RELATIVA NON SUPERA IL VALORE DI 4/10.000.

CARTOGRFAIA UFFICIALE ITALIANA

La cartografia ufficiale italiana, proposta nel 1940 dal prof. Boaga, utilizza anch'essa, come il sistema U.T.M., la rappresentazione di Gauss, ma prevede unicamente l'utilizzo di due fusi, denominati fuso Ovest e fuso Est, coincidenti rispettivamente con i fusi 32 e 33 del sistema U.T.M. ed aventi rispettivamente i meridiani posti a 9° e a 15° ad Est di Greenwich come meridiani centrali.

Come si può notare dalla figura, il territorio della Regione Molise appartiene totalmente al fuso Est.

 

L’ORA DI TERMOLIORA DELL’EUROPA CENTRALE