GNGTS 2015 - Atti del 34° Convegno Nazionale

GNGTS 2015 S essione 1.2 83 GeoGuard: un nuovo servizio di monitoraggio geodetico per l’osservazione di segnali geodinamici S. Caldera 1 , E. Realini 1 , M. Reguzzoni 1,2 , D. Sampietro 1 , F. Sansò 1,2 1 GReD srl, Lomazzo (CO), Italia 2 DICA – Politecnico di Milano, Italia Introduzione. Lo studio dei processi geodinamici richiede spesso di attivare sistemi di monitoraggio, al fine di migliorare la conoscenza dei movimenti della crosta terrestre. Del resto lo stesso monitoraggio è anche utile per la mitigazione dei rischi naturali o dei rischi legati a cedimenti di strutture ed infrastrutture al fine di mitigarne gli effetti in termini di costi economici e sicurezza per la popolazione. Uno dei possibili approcci per controllare l’osservazione di tali processi consiste nella determinazione continua della posizione (e quindi dello spostamento) di una rete di punti posti sulla superficie e solidali con l’area di interesse. In particolare, a seconda dei movimenti da monitorare, possono essere definiti diversi requisiti sia in termini di risoluzione temporale (osservazioni di spostamento giornalieri, mensili, ecc.) sia in termini di risoluzione spaziale (numero di punti monitorati nell’area di studio), sia in termini di accuratezza delle osservazioni dello spostamento. Ovviamente i tre requisiti sopra elencati sono strettamente correlati tra loro, infatti elevate accuratezze nella misura permettono di osservare movimenti minori e quindi rendono di interesse anche maggiori risoluzioni sia temporali che spaziali. Per la risoluzione di questi problemi le tecniche geodetiche come il posizionamento classico, il SAR o i sistemi GPS/GNSS Global Positioning System/Global Navigation Satellite System) rappresentano ormai una pratica comune. Tuttavia, ognuna di queste tecniche ha una serie di peculiarità: ad esempio il SAR permette di avere dati spazialmente ben distribuiti, ma ha una risoluzione temporale limitata dai passaggi dei satelliti e l’accuratezza delle osservazioni difficilmente scende sotto il centimetro. Il posizionamento classico mediante l’utilizzo di stazione totale richiede invece la presenza di uno o più operatori, oppure la costruzione di costose strutture per l’installazione di stazioni totali automatiche. Nel primo caso la risoluzione spaziale del monitoraggio non può essere elevata, nel secondo caso non solo bisogna far fronte a elevate spese d’installazione, ma inoltre si possono monitorare solo punti visibili dalla stazione totale fissa. Inoltre, l’accuratezza delle misure può essere fortemente deteriorata dalle variazioni delle condizioni atmosferiche, con accuratezze anche inferiori ad 1 cm per elevate distanze tra stazione totale e punto da monitorare. L’uso dei sistemi GPS/GNSS per monitorare le deformazioni viene tipicamente svolta installando una rete di ricevitori di qualità geodetica che garantiscono accuratezze dell’ordine dei millimetri con un giorno di latenza. Tuttavia, l’elevato costo dei ricevitori a doppia frequenza limita generalmente il numero dei punti monitorati. Di recente sono stati usati in alternativa dispositivi GNSS a più basso costo che mostrano la possibilità di fornire buoni risultati. In questo lavoro viene proposto un servizio per il monitoraggio basato su ricevitori GNSS a singola frequenza a basso costo. Tale servizio presenta l’elevata accuratezza e risoluzione temporale dei sistemi GNSS ma, riducendo i costi, permette anche un’elevata risoluzione spaziale. Il ricevitore GNSS può essere affiancato da accelerometri MEMS (Micro Electro-Mechanical System) per l’analisi di possibili sismi di medio-alta intensità o da altri sensori, quali ad esempio pluviometri, termometri o barometri per eventuali correlazioni tra le deformazioni osservate e gli eventi atmosferici. L’analisi dei dati raw GPS, acquisiti in formato RINEX  (Receiver Independent Exchange Format) è svolta da un sistema cloud all’interno del servizio stesso e all’utente finale vengono forniti, salvo diversa indicazione, direttamente le serie temporali delle deformazioni osservate. In questo lavoro sono presentati, oltre all’architettura del servizio di posizionamento stesso, una serie di esperimenti di posizionamento relativo. Quest’ultimo è stato ottenuto processando dati con differenti pacchetti software che mostrano l’affidabilità dei ricevitori GNSS a basso costo per l’analisi di deformazioni.