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Politecnico di Torino | |||||||||||||||||
Anno Accademico 2009/10 | |||||||||||||||||
01FLGHK, 01FLGHG, 01FLGHJ, 01FLGJB Misure di posizione e navigazione satellitare |
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Corso di Laurea in Ingegneria Informatica - Torino Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino Corso di Laurea in Ingegneria Delle Telecomunicazioni - Torino Espandi... |
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Obiettivi dell'insegnamento
I sistemi di localizzazione e di navigazione hanno subito radicali modifiche negli ultimi venti anni: dalla triangolazione si è passati alla trilaterazione. Per millenni si è navigato e si sono costruite le carte geografiche unicamente con misure d'angolo usando strumenti ottici, ora sono avvenute due rivoluzioni: le misure di angolo dono state sostituite da misure di distanza e queste misure vengono effettuate con strumentazione elettronica e mediante l'uso di orologi atomici. Inoltre i sistemi sono diventati globali e vengono effettuati da appositi sistemi di satelliti.
Scopo del corso è quello di introdurre l'allievo in questo nuovo campo delle telecomunicazioni e delle misure elettroniche. Il corso è rivolto agli allievi ingegneri che siano interessati non solo ai sistemi di posizionamento da satellite e di satelliti e sonde, ma a due temi collaterali tra loro distinti, gli apparati che rendono possibili queste innovazioni e le applicazioni. Per il primo tema collaterale, si considereranno gli oscillatori piezoelettrici e quelli atomici, per il secondo le numerose applicazioni dei sistemi di navigazione tramite satellite sia scientifiche sia tecnologiche come autovetture, navigazione aerea e marittima, topografia, ecc.. |
Programma
Lezioni
Generalità sui sistemi di navigazione, sui sistemi di riferimento e sulla misura del tempo; le caratteristiche essenziali della propagazione elettromagnetica e l'effetto Doppler. La radionavigazione e i luoghi geometrici importanti: coni, iperboloidi, sfere. Metodi interferometrici e misure relative. Tipi di misure elettroniche: variazione di frequenza, tempi di volo, tempi di arrivo, ecc. La propagazione nei mezzi dispersivi e in particolare nella ionosfera. Oscillatore elettromagnetico: principio di funzionamento e esempi. Rappresentazione delle instabilità di frequenza di breve e lungo termine. Risonatore a quarzo e suo circuito equivalente, oscillatori a quarzo: esempi e caratteristiche. Confronto tra orologi piezoelettrici e orologi atomici, funzionamento e caratteristiche di un orologio al Rb. Sistemi satellitari, proprietà delle orbite Kepleriane. Il tipo di segnali emessi dal GPS, le frequenze utilizzate e i tempi di emissione. I segnali ricevuti, misura di tempi di arrivo e di confronto di fase, vari tipi di ricevitori. UERE e GDOP. Confronti tra scale di tempo di satelliti e sulla terra: effetti di velocità e di gravitazione. Metodi utilizzati per la sincronizzazione di orologi. L' integrità per la navigazione aerea civile e i sistemi WAAS ed EGNOS, il futuro sistema Galileo. Sono previste visite a laboratori che realizzano scale di tempo, orologi atomici e elaborazioni di segnali GPS e Galileo. |
Laboratori e/o esercitazioni
Sono previste due esercitazioni su due modalità di uso.
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Bibliografia
TESTI in INGLESE di MISURE di POSIZIONE e NAVIGAZIONE SATELLITARE
Myron Kayton, Walter R. Fried Avionics Navigation Systems (2nd edition) Wiley-Interscience 2_ The Navigation Equations (2.2-2.5, 2.8.2) 3_ Multisensor Navigation Systems 5_ Satellite Radio Navigation (GPS) 7_ Inertial Navigation 9_ Attitude and Heading References Elliot D. Kaplan Understanding GPS ' Principles and Applications Artech House Publishers 2_ Fundamentals of satellite navigation 4_ GPS satellite signal characteristics 5_ Satellite signal acquisition and tracking 7_ Performance of standalone GPS 10_ Glonass 11_INMARSAT U.L. Rohde : Microwave and wireless Synthesizers - Theory and design Wiley Interscience J. Vanier, C. Audoin The Quantum Physics of Atomic Frequency Standards Adam Hilger O.A. Stratton Electromagnetic theory Hoboken : Wiley, copyr. 2007 N. Ashby, D.W. Allan: Practical implication of relativity for a global coordinate time scale Radio Science, 14, 4, July-August 1979, pp. 649-669 Judah Levine : Time and Frequency Distribution using Satellites Institute of Physics Publishing Rep. Prog. Phys. 65 (2002) 1119-1164 K.L. Larson and J. Levine : Carrier-Phase Time Transfer IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 46, 4, July 1999. |
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Note |
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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