Istituto Tecnico Nautico "Artiglio" - Viareggio

Appunti
di
Navigazione Moderna


Mauro Bertolini

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Premessa

Sommario

Il presente lavoro è stato fatto in occasione di un corso di aggiornamento svolto a Viareggio su alcuni temi di Navigazione Moderna. Non sono stati affrontati tutti i possibili argomenti, ma soltanto quelli più attuali e di maggior interesse per il pubblico cui era rivolto il corso.

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Sommario

Inizio



1 I Satelliti artificiali
 
1.1 Principi generali
1.2 Periodo e velocità
1.3 Suborbita
1.4 Parametri orbitali
1.5 Perturbazioni dell'orbita
1.6 Orbite sincrone e geostazionarie
1.7 Orbite eliosincrone
1.8 Area di acquisizione di un satellite
1.9 Coordinate altazimutali di un satellite
Una piccola appendice matematica
Coordinate altazimutali di un satellite geostazionario
1.10 Orizzonte radioelettrico dell'osservatore
1.11 Durata del passaggio
1.12 Successivi passaggi
1.13 Effetto Doppler
 
2 NAVSTAR - GPS
 
2.1 Principio operativo e caratteristiche
2.1.1 Introduzione
2.1.2 Principio di funzionamento
2.1.3 I satelliti
Satelliti di sviluppo o prototipi (BLOCK I)
Satelliti operativi (BLOCK II e IIA)
Satelliti operativi di sostituzione (BLOCK IIR)
2.1.4 Sistema di controllo terrestre
2.1.5 Frequenze utilizzate e codici trasmessi
Codice P (Protected o Precision)
Codice C/A (Clear Access o Coarse Acquisition)
Codice D (Navigation Data)
2.1.6 Tempo standard di riferimento o GPS time
2.1.7 Modulazione dei segnali
2.1.8 Degradazione artificiale della precisione
Selective Availability (SA)
Anti-Spoofing (AS)
2.2 Ricezione ed utilizzo dei segnali
2.2.1 Ricevitori GPS
2.2.2 Misura dei ritardi e calcolo delle distanze
2.2.3 La posizione del ricevitore
Qualche indicazione analitica
2.3 Errori del sistema
2.3.1 Considerazioni generali
Errori dei satelliti
Errori nella propagazione dei segnali nella ionosfera e nella troposfera
Errori prodotti da percorsi multipli o Multipath
Errori del ricevitore
2.3.2 Errori sulla posizione
Incertezza sul luogo di posizione terrestre
Errore di posizione nel piano orizzontale
Errore di posizione nello spazio
2.4 DGPS o GPS differenziale
2.4.1 Principio di funzionamento
2.4.2 Stazioni di riferimento ed utilizzo del DGPS
2.4.3 Organizzazione delle stazioni DGPS
2.5 La navigazione con il GPS
2.5.1 Dati misurati e dati calcolati
2.5.2 Ellissoide terrestre
2.5.3 Coordinate geografiche e quota del ricevitore
2.5.4 Rotta e velocità (COG e SOG)
2.5.5 Set and Drift
2.5.6 Accensione dell'apparato
2.5.7 Dati sui satelliti
Situazione della costellazione
Scelta dei satelliti
2.5.8 Programmazione e controllo della traversata
Rotte e waypoints
Durante la navigazione
 
3 Calcolatori
 
3.1 Principi base
3.1.1 Struttura di un calcolatore
3.1.2 Codici di trasmissione
3.1.3 Capacità di una memoria
3.1.4 Segnali analogici e digitali
Definizioni
Conversione analogico-digitale
3.2 Linguaggi di programmazione
3.3 Trasferimento dati
3.3.1 Trasferimento seriale e parallelo
3.3.2 Velocità di trasmissione
3.3.3 Trasmissioni seriali sincrone e asincrone
3.3.4 Lo standard RS-232 nella trasmissione seriale
3.3.5 Protocolli di trasmissione
3.3.6 Protocollo NMEA
Connessioni elettriche
Caratteristiche dei segnali
Struttura delle frasi
3.4 Unità video
3.4.1 Informazioni preliminari
3.4.2 Tubo a raggi catodici
3.4.3 Sistemi di deflessione
3.4.4 Risoluzione video e modalità di lavoro
3.4.5 La realizzazione dei colori
3.4.6 Occupazione di memoria
3.4.7 Altri sistemi video
3.4.8 Display a cristalli liquidi
 
4 Carte elettroniche
 
4.1 Generalità
4.2 Tipi di carte elettroniche
4.2.1 Carte Raster
4.2.2 Carte vettoriali
4.3 Requisiti della carta elettronica
4.4 L'ECDIS - Electronic Chart Display System
4.4.1 Introduzione
4.4.2 Requisiti degli apparati
4.4.3 Standardizzazione degli archivi
 
5 Navigazione integrata
 
5.1 Introduzione
5.2 Schema di un sistema di navigazione integrata
5.3 Il filtro di Kalman
Valore medio e scarto quadratico medio
Successive misure
Stima mediante più misure indipendenti
5.4 Autopilota
5.4.1 Generalità
5.4.2 Autopilota convenzionale
5.4.3 Autopilota adattativo
5.4.4 Alcune caratteristiche di un autopilota
5.5 Bussola magnetica elettronica
5.5.1 Alcuni richiami di magnetismo navale
5.5.2 Sensori fluxgate
5.5.3 Funzionamento della bussola fluxgate
5.6 Navigazione con un sistema integrato
Route steering
Radar Steering o modalità radar
Manual steering o modalità manuale


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Ultima modifica: 01/10/1999