Quando uilizzare il GNSS per il monitoraggio

Guardando fuori dalla finestra, mio figlio stava descrivendo la nuova Skyline di Milano. Mi ha chiamato impressionato da come stia cambiando rapidamente negli ultimi anni e mi ha spiegato che un grattacielo era stato completato e che era iniziata la costruzione di uno nuovo. Ha descritto come gli edifici sono alti e hanno diverse forme moderne; uno sembra attorcigliarsi su se stesso e un altro disegna una curva nel cielo.

Gli ho spiegato come il rapido sviluppo degli strumenti di misurazione e posizionamento stia aiutando a costruire queste infrastrutture in modo rapido e sicuro.

Il Monitoraggio strutturale con il GNSS

Il Monitoraggio strutturale con le stazioni totali è più comune e meglio conosciuto del monitoraggio con altri tipi di sensori, e per una buona ragione —le stazioni totali sono un'ottima soluzione nella maggior parte delle situazioni, data la loro capacità di monitorare fino a centinaia di punti con un'unica configurazione, in tempo reale e con elevata precisione.

Tuttavia, ci sono molti progetti di monitoraggio impegnativi -come i grattacieli di Milano- che richiedono le capacità uniche del GNSS per essere utilizzato da solo o in combinazione con una stazione totale o con altri sensori geotecnici.

Il monitoraggio GNSS a volte è l'unica scelta perché è possibile utilizzarlo in tutte le condizioni atmosferiche, non richiede lunghe linee di vista per il controllo a terra e i ricevitori GNSS aggiornano continuamente la posizione 3D senza la necessità di fare riferimento ad altri punti terrestri che non possono essere visibile in alcune circostanze.

Diamo un'occhiata ad alcuni esempi in cui il GNSS viene utilizzato per il monitoraggio:

• In una situazione di monitoraggio di frane, in cui una stazione totale potrebbe dover essere collocata in una posizione di per sé instabile, un ricevitore montato su prisma può essere posizionato nelle vicinanze e incluso nella routine di monitoraggio della stazione totale. Questo fornisce un ottimo controllo sulla posizione assoluta del punto occupato e della rete complessiva.

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• Nella costruzione di edifici alti, è molto importante costruire in verticale con precisione. Se la verticalità della costruzione non è corretta, l'edificio non può resistere in modo sicuro a un carico verticale o laterale. Pertanto, l'edificio non può rimanere in verticale e mantenere una condizione di sicurezza. I sistemi di monitoraggio GNSS vengono utilizzati per ottenere coordinate precise ed affidabili durante l'intero processo di costruzione che non sono influenzate dal movimento dell'edificio.

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A seconda di ciò che è necessario monitorare, è possibile utilizzare un diverso tipo di elaborazione GNSS e software/servizio per ottenere l'accuratezza e le informazioni desiderate dalle osservazioni GNSS. La differenza principale risiede nel tipo di elaborazione che verrà applicata all'osservazione.

Leica Geosystems ha sviluppato una procedura, utilizzando osservazioni GNSS combinate con inclinometri (sensori di inclinazione di precisione), per ottenere punti coordinati affidabili nella parte superiore della cassaforma del grattacielo crescente. Questi punti coordinati, o punti di controllo attivi (ACP), vengono puntati dalle stazioni totali robotiche Leica Geosystems per impostarne le coordinate e l'orientamento.

Cinematica in tempo reale (RTK) per applicazioni di monitoraggio

La Real Time Kinematic (RTK) è una tecnica relativa che fornisce una posizione 3D del punto di monitoraggio e ad un campionamento definito. Sono necessarie anche le stazioni di riferimento in un'area stabile per calcolare la posizione dei punti.

Anche il monitoraggio in tempo reale ad alta velocità è una peculiarità dell’RTK; ad esempio, l'oscillazione di un ponte a metà campata può essere tracciata a movimenti di posizione fino a velocità di 50 Hz, in modo così accurato che possiamo dire quando un grosso camion sta attraversando il ponte e in quale direzione è diretto.

Post-elaborazione per applicazioni di monitoraggio

Il Post Processing è una nota tecnica di elaborazione GNSS che utilizza più osservazioni e fornisce una posizione 3D di un punto di monitoraggio. Per questa tecnica altamente accurata è sempre necessaria anche una stazione di riferimento in posizione stabile.

Il monitoraggio GNSS può essere comune almeno quanto il monitoraggio con le stazioni totali per risorse come dighe, ponti, aree di frane e miniere a cielo aperto, dove non sono previsti danni catastrofici rapidi. Tuttavia, anche la conoscenza di movimenti relativamente piccoli per mesi può essere preziosa.

Le piattaforme di perforazione offshore sono un ottimo esempio; raramente subiscono danni, ma monitorare il movimento rispetto al fondale può essere incredibilmente utile per il funzionamento e la sicurezza. Senza punti di riferimento stabili disponibili fuori piattaforma, le stazioni totali non sono di grande utilità. Poiché la risposta in tempo reale sulla posizione non è così critica su progetti come questo, di solito è possibile fornire informazioni adeguate con pochi ricevitori. Nel caso di una piattaforma offshore, la subsidenza può richiedere una linea di base molto lunga con una stazione di riferimento stabile.

In questi casi, il software commerciale potrebbe non essere sufficiente per elaborare linee di base piuttosto lunghe. Pertanto, la soluzione è utilizzare il Servizio di monitoraggio Leica CrossCheck e beneficiare del nostro team di supporto a Heerbrugg, che preparerà la configurazione dell'elaborazione utilizzando software scientifici e modelli all'avanguardia. I risultati giornalieri saranno disponibili per l'utente su una piattaforma web dedicata dove potranno anche essere scaricati e integrati con altri software per ulteriori analisi. Il vantaggio principale di questa soluzione è che non sono necessarie competenze o infrastrutture.