Tecnologie di Posizionamento

Il sistema CORS2NET implementa diverse tecniche di posizionamento, ciascuna con caratteristiche specifiche in termini di precisione, tempo di convergenza e requisiti infrastrutturali, nel dettaglio:

  • Nearest
  • VRS
  • PPP
  • PPP-RTK
Confronto tra le modalità di posizionamento
Nearest/VRS PPP PPP-RTK
Base locale Nessuna base Fase Carrier
Conv. <30 sec Conv. 15-60 min Conv. <5 min
Precisione 1-2 cm Precisione 5-10 cm Precisione 1-3 cm
Distanza dalla base Copertura regionale Copertura Limitata
Si Internet Si/No Internet Si/No Internet
Cantieri, agricoltura , topografia Agricoltura, rilievi marini, geodesia Topografia, rilievi avanzati

Nearest

La modalità NEAREST nei ricevitori GNSS si riferisce a un criterio di selezione della base di riferimento più vicina per il calcolo della posizione differenziale, tipicamente in applicazioni RTK (Real-Time Kinematic) o DGPS (Differential GPS).

Quando un rover GNSS opera in modalità NEAREST, il sistema seleziona automaticamente la stazione base più vicina tra quelle disponibili all’interno della rete di riferimento. Questo metodo viene comunemente utilizzato nei seguenti scenari:

  • Reti di Stazioni Permanenti (CORS, NTRIP, ecc.)
    Se il rover è configurato per ricevere correzioni da un network di stazioni base GNSS, la modalità NEAREST garantisce che vengano utilizzati i dati della base più vicina per ridurre gli errori dovuti alla distanza.
  • Miglioramento della Qualità delle Correzioni
    Le correzioni GNSS differenziali degradano con la distanza dalla base a causa dell’errore troposferico e ionosferico. Scegliere la base più vicina permette di ridurre questi errori, migliorando la precisione della posizione.
  • Applicazioni RTK con NTRIP Caster
    Se un rover è connesso a un caster NTRIP che fornisce dati da più stazioni, con la modalità NEAREST esso riceverà automaticamente le correzioni dalla base più prossima.

Vantaggi

  • Migliore Accuratezza – La selezione della base più vicina riduce gli errori dovuti alla distanza.
  • Riduzione del Tempo di Inizializzazione – Meno distanza significa che l’ambiguità della fase carrier può essere risolta più rapidamente.
  • Ottimizzazione delle Risorse di Rete – Consente di ridurre il carico sui server NTRIP, in quanto il rover non richiede correzioni da più stazioni contemporaneamente.

Limitazioni

  • Cambio Automatico di Base – Se il rover si sposta, può cambiare la stazione base utilizzata, causando discontinuità nelle correzioni e possibili errori nella soluzione RTK.
  • Dipendenza dalla Densità della Rete – Se le stazioni base sono distanti, la selezione automatica potrebbe non fornire correzioni ottimali.

VRS

La VRS (Virtual Reference Station) è una tecnica avanzata utilizzata nei sistemi di posizionamento GNSS differenziale (come RTK e Network RTK) per migliorare la precisione della posizione del rover e ridurre gli errori sistematici laddove la distanza dalla master più vicina è superiore ad alcuni km.

La tecnologia VRS genera una stazione di riferimento virtuale nelle immediate vicinanze del rover, invece di utilizzare direttamente i dati di una singola stazione base fisica.

  • Connessione al Server NTRIP
    Il rover GNSS si connette a una rete di stazioni di riferimento permanenti (come una rete NTRIP).
  • Invio della Posizione del Rover
    Il rover invia la propria posizione approssimata al server NTRIP della rete di stazioni.
  • Generazione della Stazione Virtuale
    Il server calcola e simula una stazione di riferimento virtuale vicino al rover, creando dati di correzione personalizzati per quella posizione.
  • Invio delle Correzioni Personalizzate
    Il rover riceve correzioni differenziali come se fosse in prossimità di una vera stazione base, migliorando la precisione RTK.

Vantaggi

  • Migliore Accuratezza – Riduce gli errori atmosferici e geometrici, migliorando la precisione fino a livello centimetrico.
  • Continuità delle Correzioni – Evita problemi di cambio stazione (switching) che possono verificarsi con la modalità NEAREST.
  • Elimina il Limite della Distanza – Non dipende dalla distanza diretta con una stazione fisica, quindi riduce gli errori differenziali.
  • Maggiore Efficienza della Rete – Non sovraccarica le singole stazioni fisiche, poiché genera correzioni specifiche per ogni rover.

Limitazioni

  • Richiede una Connessione Dati – È necessaria una connessione internet stabile per comunicare con il server NTRIP.
  • Maggiore Complessità di Calcolo – Il server di rete deve elaborare i dati delle stazioni per generare una VRS ottimale.
  • Dipendenza dalla Densità della Rete – Se le stazioni fisiche sono troppo distanti, la qualità della VRS può essere compromessa.

PPP

Il PPP è un metodo di posizionamento GNSS che utilizza dati di correzione globali per migliorare la precisione delle coordinate di un ricevitore senza la necessità di una stazione base locale.

Come Funziona?

  • Uso di dati GNSS grezzi
    Il ricevitore GNSS raccoglie misure grezze di fase della portante e codice da più costellazioni (GPS, Galileo, BeiDou, GLONASS).
  • Applicazione di correzioni precise
    Si utilizzano dati di orologi satellitari, effemeridi precise e correzioni atmosferiche, forniti da servizi globali (es. IGS, CNES, Trimble RTX).
  • Calcolo del posizionamento assoluto
    Il ricevitore GNSS processa i dati per ridurre gli errori e ottenere una posizione precisa senza necessità di una stazione di riferimento locale.

Vantaggi

  • Indipendenza da stazioni base locali – Non richiede una rete RTK o stazioni CORS.
  • Copertura globale – Funziona ovunque nel mondo, anche in mare aperto.
  • Alta precisione – Può raggiungere precisioni di 5-10 cm in condizioni ottimali.

Limitazioni

  • Tempo di convergenza lungo – Può richiedere 15-60 minuti per raggiungere la massima precisione.
  • Richiede connessione dati – Per ricevere le correzioni in tempo reale.
  • Precisione inferiore rispetto a RTK

PPP-RTK

Il PPP-RTK è un’evoluzione del PPP che migliora il tempo di convergenza e la precisione grazie all’uso di correzioni di fase carrier locali fornite da reti di riferimento. Come Funziona?

  • Dati GNSS globali come nel PPP
    Il ricevitore acquisisce dati satellitari e applica correzioni precise di orologi ed effemeridi.
  • Correzioni di fase carrier regionali
    Una rete di stazioni di riferimento fornisce correzioni ionosferiche e troposferiche locali, riducendo drasticamente il tempo di convergenza.
  • Calcolo della posizione ad alta precisione
    Il PPP-RTK consente di ottenere una precisione centimetrica in pochi minuti, invece dei 15-60 minuti richiesti dal PPP classico.

Vantaggi

  • Precisione centimetrica – Simile al RTK tradizionale.
  • Tempo di convergenza ridotto – Inferiore rispetto al PPP classico, spesso meno di 5 minuti.
  • Copertura più ampia rispetto a RTK – Non necessita di una base locale, funziona con reti satellitari e di riferimento globali.

Limitazioni

  • Dipendenza da correzioni locali – Deve ricevere dati da una rete di stazioni permanenti.
  • Richiede una connessione dati – Per ottenere le correzioni di fase carrier in tempo reale.
  • Meno diffuso di RTK/VRS – In fase di sviluppo e implementato solo in alcune regioni.