Questo corso è diviso in tre parti. Durante la prima parte e introduttiva, viene fornita una panoramica dei sistemi GNSS, segnale, ricevitori, principali osservabili, insieme a una panoramica delle tecniche di telerilevamento e riflettometria GNSS. Durante la seconda parte, verrà approfondito l'impatto della ionosfera sulla propagazione del segnale GNSS, concentrandosi sia sulla modellazione del ritardo che sulla rivelazione e mitigazione della scintillazione. Verrà approfondito l'uso dei ricevitori GNSS per il monitoraggio e l'analisi ionosferica, introducendo sia tecniche classiche che nuovi paradigmi basati sull'intelligenza artificiale. Verranno mostrati i risultati di recenti progetti di ricerca e campagne di misurazione nelle regioni equatoriali e in Antartide. Successivamente, durante la terza parte, verrà fornita l'analisi delle tecniche di monitoraggio atmosferico, con particolare attenzione alla troposfera e al multipath atmosferico. Inoltre, saranno svolte dagli studenti attività pratiche relative al posizionamento GNSS considerando una rete di stazioni di riferimento, per applicare quanto studiato durante la prima parte del corso.

Nozioni di fisica di base, nozioni di base di elaborazione numerica dei segnali

I sistemi globali di navigazione satellitare (Global Navigation Satellite Systems - GNSS) come GPS, GLONASS e Galileo sono ampiamente utilizzati per la stima della posizione e per scopi di navigazione. Tuttavia, sono anche fondamentali per un grande numero di applicazioni per scopi scientifici, tra cui il monitoraggio atmosferico e il telerilevamento ambientale. Una delle principali fonti di errore nel posizionamento GNSS è la propagazione del segnale attraverso l'atmosfera. La proprietà di rifrazione dell'atmosfera ne modifica la velocità di propagazione, inducendo così un ulteriore ritardo nello pseudorange. Se non modellato sufficientemente bene, può portare a errori significativi. Inoltre, durante le tempeste geomagnetiche e alle latitudini equatoriali e polari, la diffrazione del segnale dovuta a irregolarità nella distribuzione degli elettroni porta a rapide fluttuazioni di ampiezza e fase del segnale, chiamate scintillazioni, che portano a errori nelle osservazioni della fase portante. Invertendo il problema, se il ricevitore GNSS è statico e la sua posizione è nota con elevata precisione, è possibile invertire il problema ed elaborare osservabili GNSS per caratterizzare gli effetti lungo il percorso di propagazione del segnale stimando così le proprietà dell'atmosfera, grazie alla gran numero di satelliti e segnali oggi disponibili. Inoltre, l'elaborazione del segnale e dei dati dei segnali GNSS riflessi e diffusi dalle superfici terrestri, tramite appositi ricevitori a bordo di satelliti e/o droni, consente di utilizzarli per la caratterizzazione dell'ambiente. In questo corso, oltre a fornire i fondamenti dei sistemi di navigazione satellitare e dei loro segnali, verranno introdotte le tecniche di elaborazione del segnale e dei dati, per utilizzarli come sorgenti di monitoraggio ambientale. Queste tecnologie stanno diventando popolari grazie alla loro bassa complessità in diverse applicazioni come la stima dell'umidità del suolo, la gestione dell'acqua nell'agricoltura intelligente o il monitoraggio delle inondazioni.

Modalità mista

Test a risposta multipla - Presentazione report scritto

P.D.2-2 - Maggio

L'esame potrà consistere di un test a risposta multipla o, in alternativa a scelta dello studente, in una tesina su un argomento correlato agli argomenti del corso