Considerazioni sui risultati

In questo capitolo ci si è soffermati sull’approccio di calcolo Precise Point Positioning, con l’intento di valutare le prestazioni che questo approccio offre nel caso in cui si operi con tempi di osservazione inferiori alle 24 ore, tipiche dei file RINEX prodotti dalle stazioni GNSS permanenti.

Dal punto di vista delle precisioni, intese come scarto quadratico medio dei residui rispetto ad un valore di riferimento, sono stati confermati per i file di 24 ore i valori millimetrici già riscontrati nel lavoro riportato nel capitolo precedente. Considerando file RINEX della durata

di 6 e 12 ore le precisioni rimangono di ordine sub-centimetrico, mentre per tempi di osservazione di 3 ore si raggiungono valori intorno al centimetro in planimetria ed 1,5 cm in quota. Per RINEX della durata di un’ora le precisioni sono rispettivamente di circa 2, 4, e 5 cm nelle componenti Nord, Est ed Up.

Dal punto di vista dell’accuratezza, intesa come vicinanza del valore medio delle soluzioni calcolate rispetto a quello di riferimento IGb08, si può dire che le soluzioni PPP rimangano consistenti col frame ufficiale a livello millimetrico.

Dal momento che un tempo di acquisizione di poche ore è tipico di rilievi che non vengono ripetuti nel tempo, se non a distanza di molto tempo, si è considerato il fatto che chi si trovasse a calcolare file RINEX come quelli qui analizzati disporrebbe esclusivamente della stima dell’errore commesso fornita automaticamente dal software di calcolo. È quindi fondamentale in primis che questo indicatore permetta di individuare con la massima affidabilità almeno gli errori più grossolani.

Assumendo, arbitrariamente, i 30 centimetri come soglia di errore oltre la quale si vuole considerare la soluzione da rigettare, si è visto che l’errore formale permette di individuare con affidabilità quasi assoluta questi casi. Analizzando invece la capacità dell’errore formale fornito da GIPSY di stimare la reale precisione delle soluzioni, si è visto che in quasi il 20% dei casi questa viene sovrastimata, talvolta anche di molto. Questo errore viene però limitato considerevolmente, e praticamente annullato sulla componente Est, qualora venga associato alle soluzioni ottenute fissando le ambiguità iniziali di fase l’errore formale stimato per le corrispondenti soluzioni ad ambiguità non fissata. Si ricorda che le soluzioni con ambiguità fissate derivano direttamente da quelle con ambiguità float, per cui utilizzare la matrice di covarianza della soluzione float, accoppiata alla soluzione fixed, non è un operazione del tutto scorretta anche da un punto di vista rigoroso, e non costituisce un aggravio di calcolo per il software.

L’impatto del fissaggio dell’ambiguità iniziale di fase è stato valutato anche in termini di precisioni reali delle soluzioni, riscontrando come questo sia significativo solamente sulla componente Est, e maggiore per le soluzioni relative ai tempi di osservazione minori.

Alcune considerazioni vanno fatte per quanto riguarda il calcolo di RINEX contenenti solamente mezzora di dati. Come si è visto, considerando la soglia di 30 cm per l’eliminazione degli outliers, queste soluzioni vengono rigettate in circa la metà dei casi. Delle soluzioni rimanenti si può dire che le precisioni rimangano entro livelli sub-decimetrici per tutte le componenti geodetiche, mentre l’errore formale non porta a particolari sottostime degli errori reali. Non si ritengono però rappresentativi questi risultati, per cui è stata ripetuta l’analisi adottando una soglia di

rigetto delle soluzioni di 1 m, seguendo poi gli stessi criteri e calcoli già descritti. In questo caso la percentuale di soluzioni da rigettare, ovvero che hanno un errore formale superiore ai 33 cm, è di circa il 6%, ed ancora una volta la percentuale delle soluzioni rimanenti con un errore reale superiore ad 1 m è trascurabile. La precisione delle soluzioni ottenute per mezzora di osservazione sono di 5, 9 e 12 cm rispettivamente nelle componenti Nord, Est, ed Up. Ciò significa che per applicazioni in cui l’obiettivo sia di avere una precisione di livello sub-metrico, anche sessioni di acquisizione della durata di mezzora possono essere consigliabili. Inoltre, in un futuro test sarebbe interessante verificare se per tempi di osservazione così corti si possa ottenere un miglioramento significativo delle prestazioni del PPP incrementando la frequenza di acquisizione delle osservabili, che in questo caso era di una ogni 30 secondi, magari portandola ad 1 Hz.

Per concludere si riportano anche alcune considerazioni generali sull’utilizzo del PPP. Le prestazioni mostrate in questo test per le finestre di osservazione più brevi non sono ancora paragonabili con quelle che si possono ottenere dal calcolo di una baseline, soprattutto se di lunghezza inferiore ai 10 km. Inoltre il PPP non consente, come invece in un rilievo svolto con tecniche differenziali RTK od NRTK, la valutazione in tempo reale dello stato di fissaggio delle ambiguità iniziali di fase, e quindi una prima indicazione sulla qualità del posizionamento svolto.

Si è però visto come trattando opportunamente l’errore formale fornito dal calcolo PPP sia possibile individuare con ottima affidabilità gli errori grossolani, evitando così le situazioni critiche. Rispetto all’RTK, ma anche all’NRTK, il vantaggio che si avrebbe utilizzando la tecnica di calcolo PPP potrebbe essere quello della strumentazione ridotta al minimo, ovvero un singolo ricevitore senza l’ausilio di un secondo o di un modem radio/internet. Bisogna però considerare che per le precisioni in gioco con le tecniche relative potrebbero essere sufficienti dei ricevitori mono-frequenza, più economici dei ricevitori geodetici a doppia frequenza necessari per il calcolo PPP.

Dove invece questa tecnica di calcolo potrebbe essere assolutamente vantaggiosa, sono scenari in cui non siano presenti infrastrutture geodetiche di alcun tipo. Si pensi infatti a zone remote in cui sia necessario svolgere in tempi rapidi un rilievo, magari per monitorare una catastrofe naturale in atto, nelle quali non siano, o non siano più, presenti stazioni permanenti ne reti geodetiche passive. In questo caso le tecniche RTK ed NRTK non sarebbero applicabili per mancanza di coordinate di riferimento nel primo caso, e di servizio nel secondo. Anche nel caso in cui venisse rilevata una rete, calcolata poi con approccio differenziato post-processing, le

coordinate di questa non potrebbero essere inquadrate in un sistema globale se non con l’accuratezza consentita dalle misure di codice. In uno scenario simile, grazie al PPP, sarebbe invece possibile determinare la posizione relativa, ed assoluta, di una serie di punti di riferimento con solamente, ad esempio, 3 ore di misure per ciascuno, ottenendo precisioni di ordine centimetrico con grande affidabilità.

5. I SISTEMI DI RIFERIMENTO GEODETICI E LE APPLICAZIONI NEL RILIEVO