Sistemi innovativi in zootecnia

Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento(corso SUPAG)

Massimo LazzariDipartimento di Scienze e tecnologie

Veterinarie per la Sicurezza AlimentareUniversità degli Studi di Milano

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE

Lezione introduttiva su GPS

Massimo LazzariDipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per

la Sicurezza AlimentareUniversità degli Studi di Milano

CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE

Elementi di base del GPS

24 Satelliti (29) – 6 piani orbitali– elevazione 20200 km– 1 rivoluzione in ~12 ore– 5 ore al di sopra dell’orizzonte

Orbite alte per:

• •

•

Copied from “GPS Navstar User’s Overview” prepared by GPS Joint Program Office, 1984

Sicurezza

Copertura

Precisione

IL SEGMENTO SPAZIALE

Trasmette informazioni

Riceve informazioni

IL SEGMENTO DI CONTROLLO

IL SEGMENTO DI CONTROLLO

Stazione monitor

Stazione di controllo Master Antenne a terra

Satellite Ranging

• Linea di vista

• Condizioni di luce

• Nessuna interferenza meteorologica

PERCHE’ USIAMO I SATELLITI?

In realtà oltre a questi esistono anche i codici Y (criptato dai militari) e D (navigazione), altre 2 frequenze a 1783,74 MHz e 2227,5 MHz e una

detta L3 a 1381,05 MHz (per il rilievo delle esplosioni nucleari)

I SEGNALI GPS

SPS - solocodice C/A

PPS - codiceC/A e P

Sezione spaziale

Struttura del segnale

Triangolazionepossibile:

conoscenza dellaposizione

1 satellite 2 satelliti

Minimo3 satelliti

COME FUNZIONA?

I ricevitori gps hanno più di 3 canali

COME FUNZIONA?

I ricevitori gps hanno più di 3 canali

Misura con pseudoranges

d = v * d = v * ∆∆tt

Misura di fase

d = v * d = v * ∆∆tt

Risoluzione dell’ambiguità

di fase (RTK)

Ricevitori che eseguono misure con impiego integrato di pseudoranges

e fase portante

Ulteriori tecnologie

HANNO RAPPORTO PRESTAZIONI/PREZZO

MOLTO INTERESSANTE

Utilizzo filtri Kalman

PUNTO REALEPUNTO STIMATO

DAL GPS

ERRORE

ASSOLUTO

GLI ERRORI DEL GPS

Errori

• Imprecisione efemeridi fino a 2 m

• Ritardo ionosferico fino a 4 m

• Ritardo troposferico fino a 0.7 m

• Precisione orologi fino a 2 m

• Riflessione (edifici, montagne, ecc.)fino a 1.4 m

• Tipo ricevitore fino a 0.5 m

Ionosfera

Troposfera

RITARDO IONOSFERICO E TROPOSFERICO

Multipath

LE OSTRUZIONI

Review Questions

IL MULTIPATH

• RIFERIMENTO NOTO• CALCOLO DELL’ERRORE• UNIONE DATI DEI DUE RICEVITORI

LA CORREZIONE DIFFERENZIALE

T1

M1

R1

T2

M2

R2Coordinate note = errori noti

M1

M2

R1

R2

• MAGGIOR COMPLESSITA’ DEL SISTEMA• NECESSITA’ DI TRASMETTERE IN TEMPO REALE LA TRASMISSIONE

• PROTOCOLLO DI TRASMISSIONE: RTCM 104• NORMALMENTE RISULTATI MENO PRECISI RISPETTO AL POST-PROCESSING

Coordinate note = errori noti

LA CORREZIONE IN REAL-TIME

T1T2

?

SISTEMI DI TRASMISSIONE DELLA CORREZIONE

VIA RADIO DA STAZIONE DI TERRA

• RADIO-MODEM• RICEVITORE PREDISPOSTO• CANONE ANNUO

VIA GSM DA STAZIONE DI TERRA

• GSM-MODEM• RICEVITORE PREDISPOSTO• TARIFFA TELEFONICA

VIA SATELLITE PRIVATO (OMNISTAR)

• RICEVITORE PREDISPOSTO• CANONE ANNUO

SATELLITE PRIVATO

VIA SATELLITE PUBBLICO

SATELLITE PUBBLICO

SISTEMA WASS-EGNOS

• RICEVITORE PREDISPOSTO

•COMPLETAMENTE GRATUITO

Accuratezza e precisione

Parametri statistici con cui si valuta la

precisione

Prova statica ricevitore

•Accuratezza = 0,51 m•Errore medio = 0,24 m

•CEP = 0,19 m•95% = 0,50

Ricevitori singoli senza correzione differenziale

Ricevitori singoli con correzione differenziale

GPS GPS : CRITERI DI SCELTA: CRITERI DI SCELTA

BassaBassa MediaMedia AltaAltaA

lta

Alt

aM

ed

iaM

ed

iaB

ass

aB

ass

a

ACCURATEZZAACCURATEZZAPR

EC

ISIO

NE

PR

EC

ISIO

NE

Navigazione flottaNavigazione flotta

Applicazioni logistiche

Applicazioni logistiche

Sistemazioneterreni

Sistemazioneterreni

Guidaassistita

Guidaassistita

Automazione distribuzione sito-specifica fattori

Automazione distribuzione sito-specifica fattori

TrapiantoTrapianto

Guidaautomatica

Guidaautomatica

MappatureMappature

Identificazione luoghi lavoro o

posizione animali

Identificazione luoghi lavoro o

posizione animali

Rilievo tracciatilavori

Rilievo tracciatilavori

I SISTEMI DI RIFERIMENTO