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CODICE 101144
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 9 cfu al 2° anno di 10948 MARITIME SCIENCE AND TECHNOLOGY(L-28) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ICAR/06
    LINGUA Inglese
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    L'insegnamento 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 all'insegnamento.

    MODALITA' DIDATTICHE

    L'insegnamento prevede 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.

    Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

    L'insegnamento si tiene in inglese.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    L'insegnamento 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). Dall'insegnamento di Navigazione vengono richiamati i fondamenti teorici della geodesia, dei sistemi di riferimento, delle proiezioni cartografiche e del posizionamento.

    Più in dettaglio:

    Cartografia numerica:

    - Richiami sulle superfici di riferimento e sui datum, sui sistemi di coordinate e di riferimento e sulle loro trasformazioni, sulle proiezioni cartografiche; i codici EPSG per la gestione dei diversi datum, la procedura di georeferenziazione;

    - Tipo e formato dei dati geografici per l'interoperabilità dei dati nei GIS, scala nominale ed errore di grafismo, dati metrici e semantici, topologia, metadati e interoperabilità;

    - Cartografia nautica elettronica (ENC), il suo contenuto e la sua qualità, e le principali caratteristiche dell'ECDIS (Electronic Chart Systems for Nautical Navigation), con uno sguardo ai futuri standard S100;

    - lezioni pratiche sulla gestione, l'analisi e la visualizzazione dei dati cartografici.

    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 ed errori: ritardi della ionosfera e della troposfera. Multipath. Influenza della geometria del satellite sulla precisione. Diluizione dell'indice di precisione. 

    - Posizionamento assoluto, differenziale, RTK e PPP: fondamenti, correzione della posizione, protocollo di trasmissione, messaggio di sistema. Cenni sui servizi di ampliamento SBAS. Affidabilità e precisione del posizionamento. 

    - Cenni su Loran C, eLoran e sulla loro integrazione con il sistema GNSS. 

    - Cenni sulle tecniche beam e multibeam per il rilievo batimetrico.

    - Lezioni pratiche sul posizionamento GNSS

    Trattamento statistico delle misure per il posizionamento:

    - Richiami ai concetti e agli indici statistici introdotti nel corso di Navigazione per funzioni lineari;

    - Media, varianza ed errore quadratico medio di una funzione non lineare di grandezze osservate;

    - Concetti di ridondanza delle misure e loro compensazione mediante aggiustamento ai minimi quadrati, ellisse di confidenza.

    - Lezioni pratiche sul trattamento statistico delle misure per definire l'accuratezza di una posizione su una carta nautica.

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Appunti di lezione e materiale fornito dall'insegnante su aulaweb

    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

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su 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 un'applicazione personale similare all’esperienza pratica effettuata durante l'insegnamento. 

    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

    Data Ora Luogo Tipologia Note