Una delle principali fonti di errore nel posizionamento GNSS di precisione è causata da effetti dovuti alla propagazione del segnale all'interno dell'atmosfera terrestre, che degradano le osservazioni dello pseudorange o della fase della portante GNSS. Nel calcolare la posizione del ricevitore, è necessario compensare i ritardi di propagazione che influenzano il segnale ricevuto , e questa compensazione può avvenire utilizzando modelli atmosferici . Se la posizione del ricevitore è nota con un buon livello di precisione, il trattamento degli osservabili GNSS può essere utilizzato per caratterizzare tali effetti di propagazione . La loro misurazione sistematica e loro inversione (i ritardi di propagazione sono valori che possono essere invertiti per comprendere i parametri della distribuzione atmosferica lungo il percorso di propagazione ) sono la base per il telerilevamento atmosferico basato su GNSS.
Argomento principale di questo corso di terzo livello è la descrizione degli effetti di propagazione e tecniche di inversione ordinariamente applicate agli osservabili atmosferici GNSS (ritardi di propagazione ) per il telerilevamento, per atmosfera neutra e ionosfera .
Il corso fornirà una panoramica delle architetture di ricevitori GNSS per applicazioni scientifiche e la loro applicazione al telerilevamento .
Inoltre, verrà descritta la tecnica di Radio Occultazione. Tale tecnica può essere implementata considerando le osservazioni GNSS di un ricevitore a bordo di un satellite in orbita terrestre bassa , che acquisisce segnali GNSS per caratterizzare i profili verticali di parametri atmosferici ( temperatura, pressione , densità e vapore acqueo ) . Infine, verrà presentato l'uso di un ricevitore GNSS come Scatterometro / altimetro (riflettometria GNSS ). Tale nuova tecnica permette di sfruttare segnale GNSS riflesso dal terreno o dal mare al fine di caratterizzare l'umidità del terreno, altezza delle onde , il vento sul mare, la stratificazione del ghiaccio secco .

One of the major source of error in GNSS precise positioning is caused by effects due to the signal propagation inside terrestrial atmosphere, which are induced on pseudorange or carrier phase GNSS observations. In computing the receiver position, it is necessary to compensate for propagation delays affecting the received signal, and this compensation can be performed using atmospheric models. If, from the other side, the receiver position is known with a good accuracy level, the processing of GNSS observables can be used to characterize such propagation effects. Their systematic measurement and their inversion (propagation delays are integral values, to be necessarily inverted in order to understand the atmospheric parameters distribution along the propagation path) are the basis for the GNSS atmospheric Remote Sensing.
Main topic of this third level course is the description of propagation effects and corresponding inversion techniques ordinarily applied to GNSS atmospheric observables (propagation delays) for the Remote Sensing of Neutral Atmosphere and Ionosphere.
The course will provide an overview of GNSS receivers architectures for scientific applications and its application to remote sensing.
Moreover, the Radio Occultation technique will be described. Such technique can be implemented considering GNSS observations taken on-board a Low Earth's Orbiting receiver, which acquires GNSS signals in a limb sounding strategy to characterize vertical profiles of atmospheric parameters (temperature, pressure, density and water vapour). Finally, details about the use of a GNSS receiver as scatterometer/altimeter (namely, GNSS reflectometry) for land Remote Sensing will be given. Such emerging and new technique exploit GNSS signal reflected off by terrain or sea in order to characterize soil moisture, wave height, wind over sea, dry ice stratification.

Il corso di terzo livello si articola in tre parti. Durante la prima parte introduttiva, sarà descritta l'architettura del ricevitore per applicazioni scientifiche e vengono analizzati gli effetti atmosferici dovuti alla propagazione del segnale a radiofrequenza. Verranno discusse le problematiche relative ai ritardi di propagazione, piegature traiettoria, multipath atmosferico e fenomeni dovuti alla distribuzione del vapore acqueo. Verranno descritti i sistemi GNSS, e i loro principali osservabili e sarnno introdotte le tecniche usate per la caratterizzazione dell’atmosfera.
Durante la seconda parte , verrà dettagliata le tecniche GNSS per la Radio Occultazione. L'inversione di misura del ritardo di fase effettuate sul segnale ricevuto a bordo di un satellite in orbita bassa per l'estrazione di profili quasi- verticali di temperatura, densità atmosferica , pressione e umidità . verranno presentati risultati già ottenuti dal payload operativi su satellite per la Radio Occultazione.
Durante la terza parte , sarà descritto l'impatto della ionosfera sulla propagazione del segnale GNSS e le relative problematiche . . Viene infine introdotta la riflettometria GNSS e la sua applicazione per il remote sensing ( stato del mare , misura del vento sul mare , umidità del suolo , ecc ),


The “GNSS Remote Sensing” third level course is divided in three parts.
During the first and introductory part, the receiver architecture for scientific application will be described and the atmospheric effects due to radio frequency signal propagation will be analyzed. Details about propagation delays, trajectory bendings, atmospheric multipath and ducting due mainly to water vapor distribution will be given. A description of GNSS systems, GNSS main observables and techniques often used to extract atmospheric signatures will be given in such introduction.
During the second part, GNSS Radio Occultation technique will be detailed. The inversion of phase delay measurements performed on the signal received on-board a Low Earth’s Orbiting platform when GNSS satellite is setting or rising in the local horizon, allows the extraction of quasi-vertical profiles of temperature, atmospheric density, pressure and humidity. Inversion techniques, applications and results already obtained by Radio Occultation operative satellite payloads will be described in the framework of this part.
During the third part, the impact of Ionosphere on GNSS signal propagation and related issues will be described. Ionosphere can also be mapped using GNSS and this topic will also be detailedFinally considering the emerging GNSS reflectometry technique, a land Remote Sensing (sea state, wind over sea, soil moisture, etc.) is also possible. Such three applications will be described during this third part.



Bibliografia
- Dovis F., Mulassano P., Dominici F., Overview of Global Navigation Satellite Systems, In: Handbook of Position Location: Theory, Practice and Advances, Wiley, ISBN: 978-0-470-94342-7
- W. Menke, Geophisical data analysis: discrete inverse theory, Academic Press, 1984.
- E. Kaplan, Understanding GPS: principles and applications, Artech House, 2006.
- O. I. Yakovlev, Space Radio Science, Taylor & Francis, 2002.
- G. Kirchengast, U. Foelsche, and A. Steiner, Occultations for Probing Atmosphere and Climate, Springer, 2004.

CALENDARIO:
4 giugno - ore 11-13 AULA 11B
9 giugno - ore 11-13 AULA 6C
12 giugno - ore 11-13 AULA 1P
16 giugno - ore 11-13 AULA 6C
18 giugno - ore 11-13 AULA 23
20 giugno - ore 11-13 AULA 9B
2 luglio - ore 11-13 AULA 6C
4 luglio - ore 11-13 AULA 6C