Sistema di monitoraggio CGPS
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Sistema di monitoraggio CGPS

Sistema di monitoraggio CGPS

I sistemi CGPS consentono il monitoraggio dei movimenti del suolo in termini assoluti a scala millimetrica.

Il sistema CGPS (Continuous Global Positioning System) è un sistema di posizionamento globale fondato sull’emissione di segnali elettromagnetici che permettono di ricavare informazioni relative a tempo e distanze tra i satelliti ed una stazione GPS ricevente. Attraverso la ricezione di tali segnali da parte della stazione GPS e la loro successiva interpretazione è possibile ottenere il posizionamento tridimensionale della stazione stessa in un sistema di riferimento cartesiano geocentrico in termini assoluti in tutte le componenti plano-altimetriche (Nord, Est e quota).

La costellazione GPS consiste di 24 satelliti che ruotano attorno alla Terra ad un’altezza di circa 20.000 km con un periodo orbitale di circa 12 ore e che trasmettono continuamente su due distinte frequenze che consentono la determinazione della loro orbita. Il processo di misurazione della distanza dai satelliti al ricevitore GPS è basato su segnali temporali: quando il ricevitore aggancia il segnale dai satelliti si genera uno scarto temporale, poiché le microonde impiegano una frazione di secondo per percorrere la distanza satellite-ricevitore. A partire da questo scarto temporale è possibile risalire alla distanza dal satellite. Le differenze tra i segnali provenienti dai vari satelliti sono utilizzate per calcolare l'esatta posizione del ricevitore ad ogni istante desiderato.

Già da diversi anni a questa parte è stato coniato l’acronimo GNSS (Global Navigation Satellite System) perché le costellazioni di satelliti che consentono il posizionamento di un punto sulla superficie terrestre sono progressivamente aumentate ed il sistema GPS statunitense (Global Positioning System) è ormai solo uno dei tanti esistenti (es. GLONASS, GALILEO, BeiDou). Fatta questa premessa, si continuerà ad utilizzare l’acronimo GPS ben sapendo che il sistema GPS è solo una delle costellazioni che oggi contribuiscono alla navigazione satellitare sulla superficie terrestre, anche se resta sicuramente il segnale più diffusamente usato per determinare il posizionamento a terra.

 

DESCRIZIONE DELLA STRUMENTAZIONE

Tutte le stazioni CGPS sono monumentate adottando tutte le opportune procedure atte a garantire l’affidabilità del sistema e la stabilità dei manufatti su cui la strumentazione è installata.

L’attività di monitoraggio viene svolta in modalità continuativa H24, 7 giorni su 7, per 365 giorni all’anno, e la frequenza di campionamento è pari a 0,033 Hz (un’acquisizione ogni 30 secondi).

Ogni stazione di monitoraggio è costituita da:

  • sistema di acquisizione dati GPS in continuo;
  • sistema di telemetria e telecontrollo dei parametri di stazione;
  • sistema di alimentazione tramite tensione primaria 220 VAC 50 Hz;
  • sistema di comunicazione basato su rete di telefonia mobile GSM/GPRS.
 

Ogni stazione è dotata di una scheda di telemetria che consente la gestione della strumentazione da remoto, la verifica dello stato operativo della stazione ed il trasferimento giornaliero dei dati, mediante collegamento telefonico GSM/GPRS, al Centro di Controllo. Il Centro di Controllo garantisce l’acquisizione dei dati, la loro conversione nel formato standard internazionale RINEX, la loro classificazione (comprensiva di opportuno back-up incrementale), e la successiva elaborazione.

 

ANALISI, ELABORAZIONE E INTERPRETAZIONE DEL DATO

L’elaborazione e l’analisi dei dati GPS viene gestita secondo le seguenti fasi:

  • controllo di qualità dei dati;
  • processing dei dati;
  • analisi delle serie storiche degli spostamenti.
 

Date le elevate precisioni richieste dal monitoraggio CGPS, la qualità operativa delle stazioni viene controllata e verificata in continuo ed assume carattere ausiliario e complementare all’elaborazione e all’analisi del dato acquisito.

Il monitoraggio delle variazioni plano-altimetriche della rete CGPS di Stogit è realizzato con il software Bernese mediante tecniche differenziali (di posizionamento relativo) che consentono di determinare la posizione dei singoli siti di controllo con elevata accuratezza, attraverso l’uso di stazioni permanenti GPS di riferimento il cui stato cinematico risulta ben caratterizzato.

Le serie storiche degli spostamenti delle singole stazioni CGPS sono calcolate con precisioni sub-centimetriche nelle componenti Nord, Est e Quota e sono inquadrate nel Sistema di Riferimento Internazionale ITRF2014. La caratterizzazione cinematica delle stazioni CGPS Stogit viene realizzata tramite la stima delle coordinate e delle velocità plano-altimetriche (con le rispettive precisioni) a partire dalle serie storiche degli spostamenti Nord, Est e Quota.

La corretta stima dei parametri cinematici può essere effettuata solo a valle di un’analisi approfondita delle serie storiche che si ottiene dopo un periodo di osservazione sufficientemente prolungato (circa 3 anni), tale da permettere di valutare correttamente i dati acquisiti. 

 

STATO ATTUALE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO STOGIT

Il monitoraggio GPS in continuo è attivo in tutte le concessioni di stoccaggio Stogit mediante stazioni permanenti installate presso le centrali di stoccaggio con l’obiettivo di misurare i possibili movimenti del suolo generati dall’attività di stoccaggio.

In accordo con gli esiti della sperimentazione del progetto-pilota condotto sul campo di Minerbio, è in corso l’implementazione del sistema di monitoraggio GPS Stogit tramite l'installazione di una seconda stazione GPS per ciascuna concessione di stoccaggio.

La presenza di una ulteriore stazione CGPS permanente permetterà di integrare le informazioni fornite dalle stazioni esistenti con l’obiettivo di misurare i possibili spostamenti generati dall'attività di stoccaggio in tutte le componenti di spostamento verticale e planare (Nord, non rilevabile da interferometria SAR, ed Est).

Tale implementazione è già stata finalizzata per la concessione di Minerbio.

 

MINERBIO: MONITORAGGIO CGPS

Nella concessione di Minerbio è attiva da dicembre 2008 una stazione CGPS denominata MINE installata presso la centrale di stoccaggio. La struttura di monumentazione dell’antenna GPS è stata fissata al fabbricato “sala quadri e comando”.

È inoltre attiva da agosto 2019 una seconda stazione CGPS denominata MIN2 fissata al fabbricato “ cabina STAU” entro l’area Cluster A. Le informazioni attualmente disponibili per la stazione MIN2 non consentono di formulare valutazioni tecniche e considerazioni a carattere interpretativo, in quanto la corretta taratura dei dati richiede un arco di tempo solitamente stimato in circa 3 anni.

 

Monitoraggio CGPS

 

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> Monografie delle stazioni CGPS

 

> Risultati CGPS Minerbio 2021

 
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ultimo aggiornamento
28 dicembre 2022 - 12:15 CET