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di Walter DJ9VF
(Traduzione e adattamento
dal francese di Aki IZ0MVN)
Vedere anche: -
Da qualche anno, il costo ridotto
e la facilità d'impiego delle apparecchiature GPS ci fanno
dimenticare i prodigi raggiunti delle diverse tecnologie. Il calcolo
così preciso delle coordinate di un viaggiatore, di un
veicolo, o di una sonda, quest'ultima nelle tre dimensioni, è
possibile soltanto avendo buone previsioni delle traiettorie orbitali
di ogni satellite della costellazione GPS.
Queste posizioni orbitali possono essere gestite preventivamente
grazie agli Almanacchi del giorno prima ma una precisione a dieci
metri o, ancora, al metro non può essere ottenuta se non
usando le Effemeridi trasmesse in tempo reale dagli stessi satelliti;
effemeridi che tengono conto, praticamente in modo continuo, degli
scarti di traiettoria misurati dai RADAR di inseguimento statunitensi.
Obiettivi per l'inseguimento delle RS con Sonde Monitor
- dati che permettono di prevedere le traiettorie orbitali dei
satelliti GPS;
- Comparazione sulla precisione ottenuta per la decodifica delle
coordinate delle RS92 facendo uso dei dati di ciascuno dei 3 tipi
seguenti: Almanacco, RINEX oppure Effemeridi;
- Come e dove recuperare questi tre diversi tipi di dati predittivi;
- Interesse ad utilizzare un "GPS su porta USB".
Tappa precedente
Decodifica delle coordinate di una
sonda di tipo RS92SGP con l'aiuto di un Almanacco
Elementi orbitali dei satelliti GPS
La Radiosonda di tipo Vaisala RS92
non invia direttamente le proprie coordinate GPS, che devono dunque
essere calcolate alla ricezione. La ragione risale alla concezione
stessa del suo ricevitore GPS, semplificato e sicuramente, così,
meno costoso; la scelta del trattamento dei dati "grezzi"
dei satelliti da parte delle stazioni a terra, richiede notevoli
calcoli ma offre anche, dall'origine, possibilità di costanti
miglioramenti.
Di contro, il programma di decodifica, quale Sonde Monitor, richiede,
oltre alla ricezione dei segnali GPS "bruti" ritrasmessi
dalla sonda, di avere anche i parametri che definiscono le traiettorie
dei satelliti a partire dalle tre variabili seguenti:
- Almanacco (dati quotidiani di traiettorie, predetti di un giorno);
- RINEX (dati quotidiani più dettagliati, predetti di un
giorno);
- Effemeridi (previsioni praticamente in tempo reale); esse sono
ritrasmesse da ogni satellite e sono acquisibili con un GPS, in
stazione (per esempio con un semplice "mouse GPS").
Prima di decodificare le coordinate di una RS come nella tappa
5 si deve scegliere quali parametri di dati orbitali sono
disponibili e saranno, poi, usati.
Scelta: A per l'Almanacco, R
per RINEX e, infine, E per le
Effemeridi.
Per la nostra caccia è bene avere il maggior numero di
parametri possibili poiché l'impossibilità di recuperare
un tipo di parametri, o anche la loro alterazione, sarà
compensata dall'uso di un altro tipo; così anche questo
ci condurrà al successo!
Comparazione sullo scarto di posizione ottenuto per le coordinate
della sonda
Queste tre varianti permettono
di ottenere più o meno precisione; lo scarto di posizione
sarà, altresì, più o meno importante. Valori
empirici di questi scarti, in funzione del tempo, sono dati sul
diagramma a lato.
Le coordinate ottenute da un file Almanacco (file di 7 kbyte solamente)
non possono presentare una precisione migliore di +/- 50 metri,
che degrada sul filo dei giorni. Questa variante non deve, tuttavia,
essere disdegnata poiché, se per 3 giorni non si ha accesso
ad una base di dati Internet, essa permetterà ancora di
ottenere una buona precisione (v. curva A).
Molto migliore è il risultato ottenuto dai dati RINEX;
le traiettorie orbitali sono molto meglio definite, con numerosi
parametri correttivi; questo tipo di file, più pesante,
presenta una dimensione di circa 260 kByte. Sfortunatamente, la
sua validità non supera un giorno; poi, questa precisione
si degrada e dopo due giorni lo scarto ottenuto sarà più
ridotto con l'uso di un Almanacco (v. curva R).
Infine, la migliore precisione possibile è ottenuta attraverso
i dati delle Effemeridi. Questi file "E" si possono
ricevere direttamente da ognuno dei satelliti GPS e, per esempio,
connettendo al PC un "mouse GPS" in dialogo con il programma
SondeMonitor. Questi dati, tuttavia, hanno una validità
molto breve; dopo un'ora solamente, la grande precisione ottenuta
va a degradarsi (v. curva E).
Dove recuperare i file dati che definiscono le traiettorie
dei satelliti GPS
· ALMANACCO:
Questi dati sono messi a disposizione su Internet dal U.S. Department
of Homeland Security. Si tratta sempre del file del giorno
prima. Lo si può recuperare sia da una scorciatoia sotto
Sonde Monitor, sia all'indirizzo seguente:
- http://celestrak.com/GPS/almanac/SEM/2010/
o, ancora, sui siti ARINC (v. pagina collegamenti).
Questo file chiamato " current.AL3 " (numero del giorno
dell'anno) oppure "xyz" per CELESTRAK deve essere registrato
nella cartella "\log files" di Sonde Monitor.
· RINEX:
Questi dati per il 2010 possono essere recuperati all'indirizzo:
ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2010/brdc/
o, ancora, sul sito CORS (v. pagina collegamenti).
Prendere gli ultimi dati disponibili (numero del giorno) e scompattarli
prima di registrarli nella cartella "\log files" di
SondeMonitor.
Ci si può anche servire di questi dati in un "post-processo",
per esempio all'indomani di un recupero, per comparare le ultime
coordinate ricevute con quelle del posto di caduta reale (v. tappa 7).
· EFFEMERIDI attraverso un "mouse GPS"
o altro GPS:
E' necessario usare un GPS che possa dialogare in protocollo SIRF
(e non necessariamente una testina di ricezione SIRF da verificare
con dei commenti); un " mouse GPS " poco costoso (40
Euro) è, per esempio, il: NL-302U di Navilock.
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