PRESENTAZIONE

Il corso fornisce i principi di funzionamento e la precisione ottenibile per mezzo dei principali sistemi di navigazione elettronica, compreso il GNSS (Global Navigation Satellite System). Vengono descritta la cartografia elettronica e i GIS (Sistemi Informativi Geografici) per la gestione, l'analisi dei dati cartografici, con particolare attenzione alla cartografia nautica elettronica (ENC) e alle caratteristiche principali dei ECDIS (Electronic Chart Systems for Nautical Navigation).

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Principles of cartography and electronic mapping. Fixing position and navigation.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Acquisizione teorica e pratica delle tecniche per il Posizionamento Elettronico e per il trattamento della Cartografia Elettronica, con particolare attenzione al settore nautico.

Elementi per il trattamento delle osservazioni per valutare la precisione della posizione.

Capacità di analisi dei risultati in funzione della risoluzione metrica dei dati.

Utilizzo di software libero e open source, quando possibile, in accordo con la direttiva del Ministro per l'Innovazione e la Tecnologia, 19 dicembre 2003 che incoraggia l'utilizzo di queste tecnologie.

PREREQUISITI

Le nozioni fornite dal corso di Navigazione sono propedeutiche al corso

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni teoriche seguite da lezioni pratiche, per mettere in pratica le nozioni apprese durante le lezioni teoriche.

Strumenti didattici innovativi, come i sondaggi istantanei, saranno utilizzati sia per stimolare l'attenzione degli studenti, sia per verificare il loro grado di apprendimento.

Il corso si tiene in inglese.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso fornisce i principi, il funzionamento, le limitazioni, le fonti di errore e l'accuratezza dei principali sistemi di navigazione elettronica, tra cui Loran C, eLoran e GNSS (Global Navigation Satellite System) e i suoi servizi aumentati, per fissare la posizione e la navigazione. Vengono poi descritti i principali elementi della cartografia elettronica, il formato dei dati geografici per l'interoperabilità dei dati e i GIS (Geographic Information Systems) per la gestione, l'analisi e la visualizzazione dei dati cartografici, con particolare attenzione alla cartografia nautica elettronica (ENC), il suo contenuto e la sua qualità, e le principali caratteristiche di ECDIS (Electronic Chart Systems for Nautical Navigation). Vengono inoltre forniti i fondamenti teorici della geodesia, dei sistemi di riferimento, delle proiezioni cartografiche e del posizionamento.

Più in dettaglio:

Base di Geodesia: I fondamenti teorici della geodesia: La forma della Terra. Campo gravitazionale e superfici equipotenziali. Il geoide. Le superfici di riferimento e i dati. La linea geodetica e loxodromica. Teoremi di geodesia operativa.  I sistemi di coordinate e di riferimento, i datum e le trasformazioni tra di essi.

Cartografia numerica: Proiezioni cartografiche e deformazioni. Proiezioni cartografiche nautiche e posizione nautica.  Cartografia numerica: tipo e formato dei dati geografici per l'interoperabilità dei dati in GIS, scala nominale ed errore di grafismo, dati metrici e semantici, topologia, metadati e interoperabilità. I codici EPSG per la gestione dei diversi dati, procedure di georeferenziazione. La cartografia nautica elettronica (ENC), il suo contenuto e la sua qualità, e le principali caratteristiche di ECDIS (Electronic Chart Systems for Nautical Navigation). Lezioni pratiche di gestione, analisi e visualizzazione dei dati cartografici.

Base del trattamento statistico delle misurazioni: Concetti di errori, di precisione e accuratezza; errore quadratico medio, varianza e errore quadratico medio di una funzione delle quantità osservate; Concetti di ridondanza delle misure e loro compensazione utilizzando la regolazione dei minimi quadrati, ellisse di confidenza. Lezioni pratiche sul trattamento statistico delle misure.

Posizionamento elettronico: Introduzione e principi del GNSS; Segmento spaziale: orbite; stato della costellazione; segmento di controllo. Segmento utente: caratteristiche dei ricevitori. Segnale GNSS: frequenze, codici C/A, P e D, emissione e ricezione. Precisione vs. errori: ritardi ionosferici e troposferici. Multipath. Affidabilità. Posizionamento assoluto, differenziale, RTK e PPP: fondamenti, correzione della posizione, protocollo di trasmissione, messaggio di sistema. Cenni sui Servizi di Augmentation SBAS. Influenza della geometria dei satelliti sulla precisione. Diluizione dell'indice di precisione. Idoneità e precisione del posizionamento. Cenni su Loran C, eLoran e la loro integrazione con il sistema GNSS. Lezioni pratiche sul posizionamento GNSS

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti di lezione e materiale fornito dall'insegnante.

Testi per la consultazione:

Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H, Collins J.: Global Positioning System - Theory and Practice. Springer&Verlag, Vienna

Leick A.: GPS Satellite Surveying, John Wiley & Sons Inc., New Jersey, USA, ISBN 0-471-05930-7

Mikhail E. M.: Observations and Least Squares. University Press of America, Lanham, MD, 1976.

Burrough P.A., McDonnel R.A., Principles of Geographical Information Systems, Oxford University Press, 1998.

Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W., Geographic Information Science and Systems, Ed. John Wiley & Sons, 2015, ISBN: 1118676955, 9781118676950.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

BIANCA FEDERICI (Presidente)

LORENZO BENVENUTO

VALENTINO PALMA

DOMENICO SGUERSO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/10948/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame è orale e consiste in alcune domande per l’accertamento della conoscenza dei concetti teorici dell'insegnamento e nella presentazione e discussione da parte dello studente di una breve applicazione personale similare all’esperienza pratica effettuata durante il Corso.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Durante l'esame orale, il docente verificherà la conoscenza dei concetti teorici essenziali per un corretto posizionamento con sistemi elettronici e per la gestione dei dati geografici in campo nautico. Inoltre, lo student presenterà e discuterà una breve applicazione personale relativa a elaborazioni di posizionamento GNSS (statiche e cinematiche, in NRTK e in Post-Processing), alla visualizzazione di livelli ed elementi cartografici in un ambiente GIS e alla valutazione della precisione cartografica di una rotta.

La votazione finale terrà conto della qualità dell'applicazione svolta (originalità, tipologia di applicazione, tecniche di elaborazione ed analisi impiegate, strategie di risoluzione di eventuali problematiche riscontrati), della discussione critica dei risultati ottenuti e della capacità espositiva, oltre che della conoscenza dei concetti teorici.

Calendario appelli