La Rete Dinamica Nazionale (RDN)

La Rete Dinamica Nazionale (RDN)

19/01/2009Renzo Maseroli 1

Bologna, 15 gennaio 2009Bologna, 15 gennaio 2009

Renzo MaseroliRenzo MaseroliServizio Geodetico - IGMServizio Geodetico - IGM

Profonda rivoluzione delle scienze del rilievo in tempi brevi con l’avvento della geodesia satellitar e

Rapida evoluzione delle metodologie satellitari, ancora in corso:

Baseline statiche

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Baseline statiche

Cinematico

Cinematico in tempo reale (RTK)

Reti di stazioni permanenti gestite con tecnologie sempre più efficaci: VRS, MRS, MAX, ecc.

Ciascuna innovazione ha portato vantaggi ma anche introdotto problematiche nuove prima sconosciute

Per il pieno sfruttamento del GPS, fin dai primi an ni ’90, è stato necessario realizzare nuove “infrastrutture”:

Adottare Sistema di Riferimento Globale: ETRF89

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Istituire una adeguata rete di riferimento che real izza tale Sistema: IGM95

Risolvere le problematiche relative al passaggio fr a il Sistema Globale e quelli Locali: VERTO

Determinare un modello di Geoide di adeguata precisione: ITALGEO

II

L’unica realizzazione del Sistema Globale materializzata in modo capillare su tutto il territorio nazionale, e q uindi realmente utilizzabile per la georeferenziazione è la r ete:

Il Sistema di Riferimento ufficialmente adottato er a ancora, fino al 2008, l’ETRF89

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GG

99

II

MM

55

Che risulta ancora oggi un infrastruttura di grande importanza per la geodesia operativa

punti1230Primo impianto 1996:

Raffittimento GEOTRAV: punti2000

Raffittimento regionale a 7 km:

punti2000ulteriori

Precisioni:

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media dei semiassi maggiori delle ellissi planimetriche relative ( σσσσ95%):

25 mm

errore relativo della componente verticale ( σσσσ95%): 40 mm

Precisioni:

Vettore ≈ 5 cm

Le misure GPS consento oggi precisioni dell’ordine del decimetro (RTK) o addirittura del centimetro (statico con lun ghe osservazioni)

La metodologia sempre più utilizzata è l’RTK suppor tato da reti permanenti che forniscono un “ servizio di posizionamento in tempo reale”

I servizi di posizionamento in tempo reale sono ges titi in Italia essenzialmente a livello regionale

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Queste metodologie utilizzano software che sfruttan o il sistema satellitare al massimo livello e richiedono anche a l Sistema di Riferimento alte performance

L’ETRF89, e l’IGM95 che lo materializza, non sempre erano in grado di fornire il supporto adeguato in termini di preci sione

Il sistema di riferimento deve essere definito con precisione almeno non minore di quella delle misure che ad esso si riferiscono

essenzialmente a livello regionale

Criteri per la materializzazione delle stazioni

Procedure per la raccolta e l’elaborazione dei dati osservati

Formati e protocolli di trasmissione dei dati

Per garantire un razionale sviluppo del sistema, an cor più in presenza di una pluralità di soggetti, è opportuno stabilire degli standard condivisi a livello nazionale relativamente a:

Di questo si occupa un apposito gruppo di lavoro de l CNIPA

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Definire un adeguato Sistema di Riferimento rispetto al quale esprimere le posizioniDefinire le posizioni delle stazioni stesse

E’ superfluo infatti ribadire che il Sistema di Rif erimento deve essere ufficiale e condiviso

Di questo si occupa un apposito gruppo di lavoro de l CNIPA

Questi ultimi aspetti, compiti propri dell’IGM, ris ultano particolarmente importanti al fine di garantire l’indispensabile un iformità a livello nazionale

E ancora:

Conscio dell’importanza di dotare la nazione di un Ri ferimento Geodetico in linea con i tempi, valido per tutte le applicazioni geotopocartografiche, l’IGM ha ufficializzato un nuov o Sistema:

ETRF2000 (2008.0)Il Sistema è stato adottato dal: 01-01-2009

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Il Sistema è definito per mezzo di una rete di stazion i permanenti GPS diffuse su tutto il territorio nazion ale:

RDNLa rete è già stata calcolata dal Servizio Geodetico dell’IGM, e verrà pubblicata sul sito internet dell’IGM entro f ine gennaio

Il Sistema ITRS offre certamente le prestazioni migl iori: le coordinate dei punti sono periodicamente ricalcolat e per mantenerle coerenti alla realtà fisica in continua evoluzione

L’ITRS obbligherebbe però a cambiare troppo frequen temente le coordinate (circa 3 cm all’anno) ed è quindi pro blematico per le applicazioni topocartografiche, meglio soddisfatt e dai sistemi vincolati alle placche continentali, come g li ETRF, che

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sistemi vincolati alle placche continentali, come g li ETRF, che si modificano molto più lentamente nel tempo

Il sistema rimane comunque monitorato con continui ricalcoli; questo è l’obiettivo per il 2009 …

Definendo una realizzazione oggi può essere mantenuta per almeno 10 anni: almeno fino al 2020

Anche l’ETRF si muove, ma con velocità molto conten ute (movimenti millimetrici o sub-millimetrici)

Rete Dinamica NazionaleRete Dinamica NazionaleRete composta da 100 stazioni omogeneamente distribuiteInterdistanza media circa 100÷150 km (1 stazione ogni 3000 km2 circa)

Quantità maggiore alle effettive necessità:

non aumenta molto l’onere del calcolo

Quasi tutte stazioni appartenenti ad Enti Pubblici

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non aumenta molto l’onere del calcolo

garantisce di proseguire efficacemente nel futuro monitoraggioaumenta l’onere di raccolta dei datiper questo primo calcolo abbiamo utilizzato dati in varie formeper il seguito useremo solo dati che giungono per via telematica in forma corretta

Rete Dinamica NazionaleRete Dinamica NazionaleNella scelta delle stazioni:

incluse le stazioni appartenenti all’ITRS, all’IGS e all’EUREFè stata posta attenzione alla stabilità della materializzazioni e dei siti

incluse alcune stazioni appartenenti a reti regionali per il posizionamento

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a reti regionali per il posizionamento in tempo reale (o di altri gestori di reti a tal fine), in modo da garantire la necessaria uniformità nelle georeferenziazioni a livello nazionale

Per la scelta delle stazioni ci siamo avvalsi anche degli studi sulla stabilità pubblicati dal Prof. Caporali e dal prof. Manzino

RDN: procedura di calcoloRDN: procedura di calcoloPeriodo di osservazioni trattato

Week 1459 dal 23/12/2007 al 29/12/2007

Week 1460 dal 30/12/2007 al 05/01/2008

Week 1461 dal 06/01/2008 al 12/01/2008

Week 1462 dal 13/01/2008 al 19/01/2008

Data convenzionale di riferimento 01/01/2008

Il calcolo è stato eseguito presso il centro di cal colo del Servizio Geodetico utilizzato il software Bernese

5 giorni ≈ 0.3 mm

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Il calcolo è già stato presentato all’WTG dell’EURE F per il riconoscimento ufficiale che avverrà durante il Sim posio annuale EUREF a Firenze

Come previsto dalle procedure EUREF il calcolo è st ato eseguito in modo indipendente da altri 2 centri di calcolo:

Presso l’Università di Padova (Prof. Caporali)Presso il Politecnico di Milano (Gruppo G3)

Servizio Geodetico utilizzato il software Bernese

RDN: strategie di calcoloRDN: strategie di calcolo13 Stazioni ITRF05 presenti in RDN

n. EUREF sito sigla

14201M010 WETTZELL WYRZ

14001M004 ZIMMERWALD ZIMM

11001M002 GRAZ GRAZ

12750M002 PADOVA UPAD

12724S001 TORINO 1 EING

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12711M003 BOLOGNE MEDI

12712M002 GENOVA GENO

10002M006 GRASSE GRAS

12734M008 MATERA MATE

12717M003 NOTO NOT1

12706M002 LAMPEDUSA LAMP

12725M003 CAGLIARI CAGL

11101M002 SOFIA SOFI

RDN: strategie di calcoloRDN: strategie di calcoloProcedura di allineamento del Datum:

( ) ( ) ( ) ( )05 05 052008.0 2000.0 2000.0 2008.0 2000.0I I IX X X= + −& �.

Verifica attraverso la stima della regressione line are delle posizioni delle ultime 52 settimane dei valori IGS05

Procedura ufficiale EUREF

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t

posizioneIGS05

RDN: strategie di calcoloRDN: strategie di calcolo

Confronto fra le coordinate …

dN [mm] dE [mm] dh [mm]

CAGL -0.7 -3.5 -0.9

GENO 0.0 -2.9 -4.3

GRAS 0.0 1.6 -2.9

GRAZ 0.2 -2.3 -4.4

IENG -2.5 -2.1 4.7

LAMP -1.5 -4.2 -7.7

MATE 1.4 -2.8 -4.4

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MEDI -1.9 -0.5 -12.3

NOT1 0.6 -3.1 -4.0

PADO 1.2 -5.9 -4.9

SOFI -0.1 1.4 -4.5

WTZR 0.6 1.0 5.1

ZIMM -2.1 -2.6 5.8

media -0.4 -2.0 -2.7

media│x│ 1.0 2.6 5.1

sqm│x│ 0.8 1.4 2.6

RDN: strategie di calcoloRDN: strategie di calcoloStrategia per i punti noti:

Compromesso per non alterare la precisione intrinse ca della rete e contemporaneamente allinearsi al meglio al r iferimento convenzionale:Coordinate stimate contemporaneamente a 3 traslazion i che le pongono in relazione con i punti noti, con il vincolo di minimizzare i residui

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Conversione in ETRF00: secondo le direttive EUREF a ncora in via di definizione

( ) ( ) ( ) ( )05 05

05 05 05 05

05 05

0 3 2

2008.0 2008.0 3 0 1 2008.0 2008.0 1989.0

2 1 0

E I I

R R

X X T R R X

R R

− = + + − − −

& &

& & � �

& &..

. ...

di minimizzare i residui

Allineamento dei dati IGMAllineamento dei dati IGM

La rete IGM95 d’impianto è stata ricalcolata su 44 robusti collegamenti delle

Il cambio di DATUM ha obbligato ad aggiornare tutti i “prodotti geodetici”

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robusti collegamenti delle stazioni RDN ai punti di impianto del 1996

E’ stato effettuato in caduta il ricalcalo di tutte le integrazioni dell’IGM95 successive al 1996 (anche le reti regionali inglobate)

Allineamento dei dati IGMAllineamento dei dati IGM

Il sistema Verto contiene ora una nuova griglia fra ETRF89 ed ETRF2000:

Le coordinate delle 99 stazioni permanenti verranno divulgate (Sito IGM)

Verranno divulgate le differenze fra ETRF2000 e ETRF 89 di tutti i punti delle reti statiche ricalcolati (Sito IGM)

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ed ETRF2000:i nuovi file si chiamano *.GK2

I nuovi software Vertok saranno scaricabili da Inte rnet e gireranno con la chiave Hardware già in possesso degli utenti

i software sono stati aggiornati: Verto2+ V erto2K; Verto2 mila Verto2Ks; Verto3 Verto3K