GEOmedia_1_2017

mediageo

La prima rivista italiana di geomatica

Rivista bimestrale - anno XXI - Numero 1/2017 - Sped. in abb. postale 70% - Filiale di Roma

TERRITORIO CARTOGRAFIA

GIS

CATASTO

3D

INFORMAZIONE GEOGRAFICA

FOTOGRAMMETRIA

URBANISTICA

GNSS

BIM

RILIEVO TOPOGRAFIA

CAD

REMOTE SENSING SPAZIO

EDILIZIA

WEBGIS

UAV

SMART CITY

AMBIENTE

NETWORKS

LiDAR

BENI CULTURALI

LBS

Gen/Feb 2017 anno XXI N°1

La prima rivista italiana di geomatica e geografia intelligente

Galileo

Initial Services

ci siamo

STORIA E SVILUPPO DEL

PROGRAMMA GALILEO

POSIZIONE PRECISA

CON LO SMARTPHONE

EVOLUZIONE DEL

GNSS E I NUOVI MERCATI


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Galileo, la geomatica e la spatial location

I servizi iniziali del sistema di posizionamento satellitare europeo sono attivi. Le frequenze dei

trasmettitori costruiti dalla Comunità Europea iniziano ad essere popolate dalle informazioni necessarie

ai calcoli delle posizioni di milioni di ricevitori, i quali si stanno configurando per entrare in servizio

prossimamente, anche in configurazioni del tipo 2.0, in quanto i satelliti Galileo dialogheranno con noi

in entrambi i versi.

La rivoluzione geospaziale in atto da tempo presenta alla base l'innovazione tecnologica che la geomatica

ha portato in tutti i settori. Si la geomatica. Una parola che indica un qualcosa di ancora non ben

conosciuto e in corso di evoluzione, se consideriamo la sua etimologia dalla composizione di geo- e

(infor)matica della fine del sec. XX. Apparsa negli anni ‘90 in Canada, raggruppava in se quei campi di

attività che "usano un approccio sistemico per selezionare gli strumenti e le tecniche appropriate per acquisire,

integrare, trattare e disseminare dati in un flusso di lavoro digitale continuo”. Si solidificava poi in Italia, per

evolversi subito all’inizio del terzo millennio come “la scienza e la tecnologia che tratta le caratteristiche e la

struttura delle informazioni geo - referenziate, ovvero a referenza spaziale, variabili nel tempo e non”.

Ma il fatto che essa, per forza di cose, comprenda i metodi di acquisizione, organizzazione,

classificazione, trattamento, analisi, gestione, restituzione e diffusione, porta a deviare l’attenzione verso

l’evoluzione dei sistemi di trattamento informatico del dato dovendo spesso anche sconfinare nei settori

dell’infrastruttura necessaria per l’uso ottimale di queste stesse informazioni, nei molteplici e differenti

campi d’applicazione.

Nello stesso tempo, la cultura anglosassone ne riportava l’attenzione più verso le modalità di

acquisizione del dato e lo studio della superficie terrestre, come riportava dal 2006 l’Oxford Dictionary

che semplicemente definiva la geomatica come “la matematica della Terra; la scienza della collezione,

analisi e interpretazione dei dati, specialmente quelli strumentali, relazionati alla superficie terrestre”.

Dopo una primitiva deviazione dell’attenzione dei geomatici verso i problemi informatici si torna

quindi a rivolgere di nuovo l’attenzione alla prima parte della parola (geo-) estendendone però il

campo di applicazione, nel 2009 infatti nella Treccani la geomatica viene definita come “tecnologia di

rilevamento e trattamento informatico dei dati relativi alla Terra e all’ambiente”.

L’estensione del campo di azione all’ambiente, allarga la funzione iniziale delle scienze geomatiche

dalla acquisizione dei dati a quella più specifica dell’interpretazione di tali dati per valutare

l’impatto sull’ambiente con mezzi e sensori, prima appannaggio esclusivamente delle discipline del

telerilevamento, che ora trovano nuova collocazione nell’ambito di quella definizione che potrebbe

riunire oggi tutti gli esperti settoriali di questa grande comunità nell’unica definizione che vede la

geomatica come il:

rilevamento e interpretazione di dati relativi alla Terra e all’ambiente

Il trend attuale è ben definito, le competenze che saranno necessarie sono tutte riferibili ad una sola

attività che richiede una combinazione di conoscenze di progettazione, computer, misura e rilievo sul

campo, sperimentazione di laboratorio e modellazione informatica per risolvere una varietà di problemi

che tutti hanno in comune una sola cosa:

la posizione nello spazio

La spatial location anglosassone, il prodotto della costellazione dei satelliti Galileo e dei loro orologi di

precisione che, superiori alle altre costellazioni GNSS, consentiranno a tutti, a breve, un affidabile e

precisa individuazione delle posizioni nello spazio di riferimento.

Buona lettura,

Renzo Carlucci


In questo

numero...

FOCUS

REPORT

“Initial

Services”, la

nuova fase del

programma

Galileo

di Marco Lisi

6

LE RUBRICHE

40 MERCATO

46 AGENDA

Come sfondo al sommario vi

è un immagine del satellite

Sentinel-3A sui cieli del Mare

di Okhotsk, nella regione piu

orientale della Russia, con

una acquisizione effettuata il

15 febbraio scorso in cui - da

una vista a volo d’uccello - le

nuvole sembrano mescolarsi

con ghiaccio e neve.

12

Lo sviluppo

del programma

Galileo: sue

traversie,

lezioni e

considerazioni

di Mario Caporale

Sentinel-3 e una missione a

due satelliti del programma

europeo Copernicus. Mentre

Sentinel-3A si trova in orbita

dal febbraio 2016, il secondo

satellite verra lanciato entro

il 2017.

Credits: ESA.

Traduzione: Gianluca Pititto

In copertina una

raffigurazione degli ultimi

quattro satelliti Galileo 15-18

lanciati nel 2016. Rilasciati dal

lanciatore Ariane 5 che li ha

portati in orbita tutti insieme

a 22.900 km di altezza,

vennero sganciati due alla

volta e con manovre successive

portati nella loro posizione

di lavoro.

Copyright ESA–P. Carril

18

Smartphone

e GNSS per

l’utilizzo

professionale

di Mattia De Agostino,

Luca Guida, Davide

Portinaro, Luca Raso,

Massimo Galluzzi

geomediaonline.it

GEOmedia, bimestrale, è la prima rivista italiana di geomatica.

Da 20 anni pubblica argomenti collegati alle tecnologie dei

processi di acquisizione, analisi e interpretazione dei dati,

in particolare strumentali, relativi alla superficie terrestre.

In questo settore GEOmedia affronta temi culturali e tecnologici

per l’operatività degli addetti ai settori dei sistemi informativi

geografici e del catasto, della fotogrammetria e cartografia,

della geodesia e topografia, del telerilevamento aereo e

spaziale, con un approccio tecnico-scientifico e divulgativo.


INSERZIONISTI

3D Target 48

AerRobotix 46

Codevintec 41

Epsilon 40

24

Galileo:

orologi

atomici e

ridondanze

di Gianluca Pititto

Esri Italia 39

Geobusiness 45

GEOCART 43

Geogrà 42

Geomax 47

Leica 23

ME.S.A 38

GEOmedia

intervista

Antonio

Bottaro

sul tema

degli Initial

Services di

Galileo

a cura della

redazione

28

Planetek Italia 35

Stonex 17

Teorema 44

Topcon 27

Trimble 2

36

Galileo: al

via gli Initial

Services

di Manuela Rossi,

Francesco Malvolti

30

Evoluzione del GNSS

ed i nuovi mercati

di Mirko Antonini

una pubblicazione

Science & Technology Communication

Direttore

RENZO CARLUCCI, direttore@rivistageomedia.it

Comitato editoriale

Vyron Antoniou, Fabrizio Bernardini, Mario Caporale,

Luigi Colombo, Mattia Crespi, Luigi Di Prinzio,

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Rivista fondata da Domenico Santarsiero.

Numero chiuso in redazione il 20 marzo 2017.


FOCUS

“Initial Services”, la

nuova fase del

programma Galileo

di Marco Lisi

Il 15 dicembre dello scorso anno, nel corso di una cerimonia alla quale

hanno partecipato tutti i principali personaggi del programma Galileo

a livello istituzionale (la Commissaria Bienkovska ed il Commissario

Sefcovich per la Commissione Europea, il Direttore Generale prof. Woerner

ed il Direttore dei Programmi di Navigazione Paul Verhoef per l’ESA, il

Direttore Esecutivo Carlo Des Dorides per la GSA), sono stati dichiarati

ufficialmente operativi i “Galileo Initial Services”.

Questa nuova fase del

programma Galileo,

associata alla fornitura

di servizi garantiti e ad una

serie di cambiamenti operativi

ed organizzativi, ha tuttavia

un significato essenzialmente

politico: per la prima volta la

Commissione Europea prende

ufficialmente la sua responsabilità

di fronte agli utenti europei

e mondiali per i servizi di localizzazione,

navigazione e tempo

forniti dalla seppur parzialmente

completata costellazione

dei satelliti Galileo.

Tali servizi, dato lo stato di

parziale completamento del

sistema, sono ancora limitati

e garantiscono prestazioni

inferiori a quelle disponibili

in futuro, quando la costellazione

ed il sistema di supporto

a terra saranno completati.

Pur tuttavia, essi contribuiranno

a migliorare da subito

le applicazioni disponibili agli

utenti, seppur in un’ ottica

multi-costellazione, cioè come

integrazione dei servizi forniti

da altri GNSS (ad esempio l’americano

GPS). In particolare,

per quanto riguarda la distribuzione

globale di un riferimento

di tempo universale (UTC),

con gli “Initial Services” può

addirittura vantare la piena

autonomia dagli altri GNSS

(per la distribuzione del tempo

UTC è infatti sufficiente un

solo satellite in visibilità).

Fig. 1 - 17 Novembre

2016, alle ore 14:06

CET. Lanciati per

la prima volta quattro

satelliti Galileo,

utilizzando il razzo

vettore Ariane 5, dal

Guiana Space Center di

Kourou, nella Guiana

Francese.

6 GEOmedia n°1-2017


FOCUS

di controllo e stazioni sparse

su tutta la superficie del globo

terrestre.

Il sistema Galileo è progettato

per fornire una serie di servizi,

ciascuno associato a differenti

segnali radio (“Signals in

Space, SiS”):

Lo stato attuale del sistema

Galileo ed il suo piano di

completamento

Pochi giorni prima della citata

cerimonia di dichiarazione degli

“Initial Services”, il 17 novembre

2016, quattro satelliti

Galileo venivano felicemente

posti in orbita da un vettore

Ariane 5 dopo un lancio da

manuale effettuato dalla base

ESA di Kourou, nella Guyana

francese.

Questo lancio rappresenta una

importante pietra miliare nella

storia di Galileo, non solo per

aver aggiunto in un sol colpo

quattro satelliti alla costellazione

(che conta ora 18 satelliti

in orbita), ma anche perché è

il primo lancio quadruplo di

satelliti GNSS della storia.

Galileo è un’iniziativa europea

che ha l’obiettivo di fornire

all’Europa ed al mondo intero

un’infrastruttura di localizzazione,

navigazione e tempo

molto accurata ed autonoma.

Seppur completamente autonomo,

Galileo sarà tuttavia interoperabile

con gli altri GNSS

esistenti, in particolare con

l’americano GPS.

L’implementazione del sistema

Galileo è stata sviluppata in

due fasi: una fase iniziale di

“validazione in orbita”(“In-

Orbit Validation, IOV, phase”)

ed una successiva fase di “piena

capacità operativa” (“Full

Operational Capability, FOC,

phase”), ancora in corso di realizzazione.

Al termine della fase FOC,

nella sua configurazione finale,

il sistema Galileo includerà 30

satelliti in orbita (24 più 6 in

ridondanza attiva) ed una complessa

rete di terra, con centri

Fig. 2 - Alcune informazioni sul satellite Galileo FOC

• L’”Open Service, OS” ed il

“Public Regulated Service,

PRS” sono simili, rispettivamente,

allo “Standard

Positioning Service” ed

al “Precise positioning

Service”del sistema GPS;

• Il “Commercial Service”, una

delle innovazioni introdotte

da Galileo, fornirà servizi

di posizionamento e tempo

molto accurati e soprattutto

autenticati, specificatamente

per applicazioni commerciali;

• Il “Search & Rescue”, parte

della più vasta organizzazione

internazionale Cospas-Sarsat,

fornirà servizi di soccorso ad

utenti in condizioni di emergenza

ed estremo pericolo.

I satelliti Galileo non sono

molto grandi: la loro massa al

momento del lancio è di circa

700 chilogrammi. Attraverso

i loro pannelli solari sono in

grado di generare una potenza

di utile di circa 2 chilowatt.

L’intero satellite è progettato

GEOmedia n°1-2017 7


FOCUS

per una vita di almeno 12 anni

in orbita.

Il cuore dei satelliti Galileo è

costituito dagli orologi atomici,

che hanno recentemente

sofferto di alcuni problemi,

peraltro in via di risoluzione.

Ogni satellite Galileo imbarca

quattro orologi atomici:

• 2 “Passive Hydrogen

Masers”, con una stabilità di

0.5 nanosecondi in 12 ore,

cioè di 1 secondo ogni 3 milioni

di anni (!) (al momento,

questi sono gli orologi più

stabili mai messi in orbita);

• 2 orologi al Rubidio, con una

stabilità di 3 secondi ogni

milione di anni.

Tanto per chiarire le idee, basti

pensare che un orologio da

polso al quarzo di buona qualità

ha una stabilità tipica di un

secondo all’anno.

La costellazione Galileo è distribuita

su 3 piani orbitali,

inclinati di 56 gradi rispetto

all’Equatore. Nella sua configurazione

finale, sarà composta

di 24 satelliti, 8 per ciascuno

dei tre piani orbitali, più 6

satelliti in ridondanza attiva o,

come si dice, “calda” (2 satelliti

per ciascun piano orbitale).

Fig. 3 - Passive Hydrogen Masers di Galileo

Fig. 4 – Distribuzione orbitale della costellazione Galileo

I satelliti orbitano intorno alla

Terra ad un’altezza di circa 23

mila chilometri.

Dei diciotto satelliti attualmente

in orbita, solo 12 saranno

operativi ai fini degli

“Initial Services”. Gli ultimi

quattro satelliti, lanciati il

17 novembre 2016, sono al

momento in fase di test ed

accettazione in orbita, e si uniranno

agli altri nella fornitura

dei servizi ad aprile ed a giugno.

Entro il 2017, pertanto,

i satelliti operativi ai fini degli

“Initial Services” diventeranno

16. Dati costantemente

aggiornati sullo stato dei satelliti

e sulle loro caratteristiche

tecniche sono disponibili sul

sito Web del “Galileo Service

Centre (GSC)” in Madrid,

l’interfaccia di Galileo (più

propriamente della GSA) con

il mondo degli utenti e dei servizi

ed applicazioni downstream

(https://www.gsc-europa.eu).

Nel 2017 e nel 2018 si prevedono

altri due lanci quadrupli

con Arianne 5, che dovrebbero

portare il numero totale di satelliti

in servizio a 24.

Come già accennato, il segmento

di terra del sistema

Galileo è costituito da molti

centri di controllo, da stazioni

remote (di monitoraggio, di

Up-Link, di TT&C) distribuite

su tutta la superficie

terrestre e da una complessa

rete di linee di comunicazione,

il tutto a formare una

complessa infrastruttura di

tipo ICT (“Information &

Communication Technology”).

I vari centri di controllo del

sistema sono situati sul territorio

europeo, come mostrato in

figura.

Le ultime due acquisizioni, ancora

in corso di completamento

sono il “Galileo Reference

Centre (GRC)”, situato in

Olanda, che verificherà costantemente

ed in modo indipen-

8 GEOmedia n°1-2017


FOCUS

Fig. 5 - La sequenza dei lanci nelle fasi IOV e FOC.

dente dal resto del sistema la

qualità delle prestazioni fornite,

ed il “Galileo Integrated

Logistic Centre (GILC)”, in

Belgio, che avrà un ruolo chiave

in tutti le attività di manutenzione

e logistica, fondamentali

per garantire continuità e

disponibilità del sistema stesso.

Cosa sono gli

“Initial Services”?

Come già anticipato, gli

“Initial Services” si riferiscono

solo ad alcune tipologie di servizio

e con prestazioni limitate,

compatibili con il numero

ridotto di satelliti in orbita.

Per i servizi dichiarati e per le

loro prestazioni si garantiscono

tuttavia qualità, disponibilità

e continuità, in accordo a

documenti ufficiali che, come

vedremo, sono stati pubblicati

e resi disponibili al mondo dei

potenziali utenti.

Gli “Initial Services” costituiscono

un impegno ufficiale,

da parte della Commissione

Europea, della GSA e dell’ESA,

a gestire la complessa macchina

tecnico-organizzativa del sistema

Galileo in modo da garantirne

la massima disponibilità e

fruibilità da parte degli utenti.

Il cambio di prospettiva è drastico

e notevole: da una fase

precedente durante la quale

l’attenzione era soprattutto

rivolta alle tematiche tecnologiche,

tecniche ed implementative,

alla fase attuale, nella

quale, pur permanendo gli

obiettivi tecnici e programmatici

precedenti, enfasi e priorità

vengono date al servizio ed alla

soddisfazione degli utenti. Ciò

ovviamente comporta una sempre

maggiore attenzione agli

aspetti operativi, logistici ed

organizzativi.

Nel dettaglio, gli “Initial

Services” includeranno I seguenti

servizi:

Fig. 6 - Il termine e le sue relazioni, un diagramma.

• Open Service

− Aperto a tutti ed interoperabile

con altri GNSS;

− Accesso globale.

• Public Regulated Service

− Accesso autorizzato e

controllato dalle Autorità

Governative degli Stati EU

− Accesso globale.

• Search and Rescue

− Aperto a tutti;

− Globale, sotto il controllo

dell’organizzazione internazionale

Cospas-Sarsat;

− Localizza i segnali inviati in

caso di emergenza e comunica

la richiesta di soccorso

ai centri Search & Rescue.

GEOmedia n°1-2017 9


FOCUS

Prestazioni e condizioni dei

servizi offerti sono descritte

in una serie di documenti ufficiali

e pubblici emessi dalla

Commissione Europea.

In sintesi:

• ~ 0.8 metri di “ranging accuracy”

media, al 95% di

disponibilità;

• ~ 3/~8 metri di accuratezza

media di localizzazione, rispettivamente

orizzontale e

verticale, al 95% di disponibilità

e quando PDOP


FOCUS

Fig. 10 – Il primo smartphone europeo BQ Aquaris X5 Plus con chip Qualcomm Snapdragon

Fig. 12 – Il tachigrafo digitale collegabile a Galileo.

la registrazione in automatico

della posizione del veicolo, con

il controllo dei periodi di guida

e di riposo, e consentirà anche

alle forze di Polizia di interrogare

da remoto l’apparecchio,

per accertare la presenza di

anomalie.

Conclusioni ed uno

sguardo al futuro

La dichiarazione ufficiale degli

“Initial Services” di Galileo nel

dicembre scorso e la nuova fase

di fornitura di servizi confermano,

ad onta delle molte polemiche,

la valenza strategica,

economica, tecnologica e tecnica

del programma Galileo.

Attraverso questo programma,

l’Europa si è fatta protagonista

in un campo altamente

strategico e tecnologicamente

avanzato, promuovendo la

crescita di nuove conoscenze

tecniche e lo sviluppo di innumerevoli

iniziative industriali

e commerciali, tutte altamente

innovative.

Le maggiori promesse per il

futuro derivano da una caratteristica

che rende Galileo peculiare

rispetto agli altri GNSS:

quella di poter fornire servizi di

autenticazione della posizione e

del tempo. Questa potenzialità

è resa tanto più importante a

seguito del crescente timore di

possibile “spoofing”, cioè falsificazione,

dei segnali GNSS.

L’autenticazione è la capacità

del sistema di garantire agli

utenti che essi stanno utilizzando

segnali provenienti da

satelliti Galileo e non da altre

sorgenti, più o meno malevole.

Al momento si stanno studiando

due diversi livelli di autenticazione:

• uno, più semplice, basato sul

segnale E1B dell’Open Service,

che potrebbe essere già disponible

nel 2018, con bassi costi

di implementazione;

• l’altro basato sul segnale E6

del Commercial Service, basato

su un sofisticato sistema

crittografico, a partire dal

2020.

Recentemente la Commissione

Europea ha adottato la

“Galileo Commercial Service

Implementing Decision”,

confermando che la prima

generazione di Galileo fornirà

agli utenti servizi di “High

Accuracy and Authentication”.

Come è stato fatto notare, il

“Commercial Service” è unico

e peculiare, in quanto non

fornito dagli altri GNSS; pertanto

rappresenta una grande

opportunità per Galileo di differenziarsi

dagli altri sistemi e

fornire agli utenti un prezioso

valore aggiunto rispetto ai servizi

standard già disponibili.

ABSTRACT

With the Declaration of Initial Services, officially launched by

the European Commission in Brussels on Thursday 15 December

2016, Galileo started to offering services to public authorities,

businesses and citizens, free services of primary importance

as the support to emergency operations, more accurate

navigation for citizens, better time synchronisation for critical

infrastructures and secure services for public authorities. The

Declaration of Galileo Initial Services means that the Galileo

satellites and ground infrastructure are now operationally ready.

These signals will be highly accurate but not available all the

time. In the coming years, new satellites will be launched to

enlarge the Galileo constellation, which will gradually improve

Galileo availability worldwide. The constellation is expected to

be completed by 2020 when Galileo will reach full operational

capacity.

PAROLE CHIAVE

Galileo; GNSS; Initial Services; eCall;

AUTORE

Marco Lisi

marco.lisi@ieee.org

European Space Agency (ESA)

Fig. 11 – Il sistema e-Call che andrà in servizio su tutte le autovetture europee prodotte

a partire dal 2018

GEOmedia n°1-2017 11


FOCUS

Lo sviluppo del programma

Galileo: sue traversie,

lezioni e considerazioni

di Mario Caporale

Lo sforzo europeo per dotarsi

di un sistema autonomo globale

di navigazione satellitare, dalla

concezione alla realizzazione.

Il Sistema di navigazione satellitare

europeo Galileo ha dichiarato

il 15 dicembre 2016

l'avvio dei suoi "Servizi Iniziali"

("Galileo goes live!", comunicato

stampa della Commissione

Europea, 14 dic. 2016). Una

lunga strada di almeno sedici

anni da quando il programma è

partito, strada costellata di problemi,

ritardi, ripensamenti organizzativi

e strutturali, incrementi

di budget, prima di raggiungere

questo primo importante risultato:

il sistema Galileo inizia a fornire

dei servizi, anche se "iniziali"

per via della sua costellazione di

satelliti ancora incompleta.

Galileo è il primo programma

spaziale di grandi dimensioni gestito

e di proprietà della Unione

Europea (UE). Il suo valore strategico

si fonda sulla indipendenza

politica, operativa, industriale

e tecnologica nel settore della

navigazione e posizionamento

globale. Sebbene Galileo rappresenti

una priorità per la politica

spaziale europea, a circa sedici

anni dalla dichiarazione della sua

fattibilità, il programma vedrà il

suo completamento almeno al

2020.

Galileo ha avuto uno sviluppo

lento e problematico a causa di

Maroš Šefcovičč, a sinistra, e Elżbieta Bieńkowska, pronti a dare il via agli Initial

Services di Galileo il 15 Dicembre 2016.

fattori diversi e concomitanti,

tra cui il fallimento del previsto

partenariato pubblico-privato

(PPP), l'approccio al finanziamento,

i costi sempre crescenti,

le opinioni divergenti tra gli

Stati membri e all'interno di

istituzioni dell'UE, problemi di

governance e complessi negoziati

internazionali ancora in corso (ad

esempio quello con la Cina o con

la Russia).

Il percorso di Sviluppo e

Realizzazione

La navigazione satellitare vede

la luce in Europa con l’avvio del

programma EGNOS (European

Global Navigation Overlay

System), nel 1994 [EU1994],

primo contributo europeo alla

navigazione satellitare, finalizzato

a fornire un sistema satellitare

di potenziamento e miglioramento

dell'accuratezza del

segnale civile del sistema GPS

americano, garantendo la rilevazione

e correzione degli errori. Il

secondo contributo dell’Europa

sarebbe stato un sistema indipendente,

civile e globale, Galileo

appunto. Nel 1999-2000 nasce

quindi la fase di definizione del

Programma, con l’obiettivo di

avere la fase di sviluppo negli

anni 2001-2005 e lo spiegamento

nel 2006-2007, per avviare

le operazioni commerciali nel

2008.

Nel 2000, quando al World

Radio Conference dell'ITU vengono

assegnate le frequenze del

sistema Galileo, la concezione del

sistema Galileo si presenta come

altamente innovativa: un sistema

civile sotto il controllo civile che

fornisce una diecina di segnali di

navigazione, gran parte di questi

aperti. E' una enorme innovazione

rispetto a quanto disponibile

allora: un solo segnale aperto del

sistema GPS e un segnale aperto

12 GEOmedia n°1-2017


FOCUS

del sistema GLONASS, due

sistemi militari sotto il controllo

militare. L'innovazione avviata

dal sistema Galileo ben presto influenza

tutto il GNSS mondiale:

il GPS nel 2000, con la delibera

di Clinton, elimina la "selected

availability", quel disturbo intenzionale

sul segnale aperto GPS

che ne riduceva l'accuratezza.

Negli anni a venire, sorgono

idee di nuovi sistemi, globali e

regionali. Appare all'orizzonte

il sistema cinese COMPASS-

BEIDOU, il sistema regionale

giapponese QZSS. Nasce una

crescente competizione mondiale

sui servizi di navigazione satellitare.

Il sistema Galileo ha contribuito

significativamente a questa

rivoluzione del GNSS, ma, purtroppo,

non è riuscito a gestirne

adeguatamente le finestre di opportunità

del mercato.

La fase di definizione di

Galileo è stata finanziata dalla

Commissione europea e dall’E-

SA attraverso studi di fattibilità

e di pre-sviluppo, ma i risultati

presentati dalla Commissione

nel 2000 non hanno portato

rapidamente alla decisione del

Consiglio dei trasporti dell'Unione

Europea di passare alla fase di

sviluppo. Infatti, fino al 2002,

gli Stati membri Europei non

sono stati in grado di sostenere

un impegno forte e una politica

collettiva al progetto, per raggiungere

una posizione comune

sulle questioni critiche quali il

finanziamento, la sicurezza,

il quadro giuridico, oltre

che sugli aspetti più tecnici,

come il sistema di

responsabilità legali,

la assegnazione di frequenze,

l'integrazione

di EGNOS in Galileo,

la partecipazione

industriale, la progettazione

del segmento

di terra.

Alla fine della fase di

definizione la stima per

la fase di sviluppo era di 1.1 €€

e quella per la fase di spiegamento

era di 2.15 €€. In realtà

la sola fase di sviluppo (fase di

definizione e fase IOV - In Orbit

Validation- ) è venuta a costare

circa 2,1 €.

Nel 2002 la Commissione

Europea ritenne fondamentale

esplorare una collaborazione

pubblico-privata per lo spiegamento

del Programma Galileo

che vedesse la parte privata entrare

per i 2/3 del costo della fase di

spiegamento. Fu avviato un processo

di Concessione PPP (Public

Private Partnership) e si costituì

una Joint Venture, la Galileo JU,

che aveva il compito di sviluppare

la gara per la Concessione.

Dal 2004 partì la competizione

per la concessione PPP che andò

avanti per almeno un triennio.

Nel frattempo, nel 2004

venne creata la Agenzia GSA,

allora denominata GALILEO

Supervisory Authority, che avrebbe

avuto il compito di gestire la

concessione Galileo e in essa far

confluire le attività del programma

EGNOS in completamento

di sviluppo (anch’esso vittima di

ritardi e extra costi in maniera

vertiginosa).

Nel 2007, dai risultati della

competizione per la Concessione

Galileo emerse che la parte privata

non intendeva sostenere finanziariamente

alcuni rischi del programma,

in particolare il rischio

di progetto, e in parte anche il

rischio di mercato. Per farsi carico

di questi rischi la parte privata

chiedeva una copertura in caso di

rischio fino ad un massimo, nel

caso peggiore, di 8 €.

La Commissione Europea e gli

Stati Membri a questo punto decisero

per il totale finanziamento

pubblico del programma.

Sono state effettuate nel periodo

2007-2008 le stime di completamento

del Programma, sia

utilizzando le stime industriali

che quelle dell’ESA e di società

di consulenza, e si arrivò ad

una stima a finire per la fase di

spiegamento del sistema (denominata

FOC, Full Operational

Capability) di 3.4 €.

Il Regolamento europeo 683

[EU-2008] adottato nel 2008 teneva

in conto questa stima per il

completamento del Programma.

Il regolamento 683 inoltre trasferiva

la proprietà delle infrastrutture

del sistema di navigazione

satellitare Europeo (EGNOS e

GALILEO) alla Commissione

Europea che diventava responsabile

del Programma. L’obiettivo

di completamento era fissato alla

Javier Benedicto, Project Manager Galileo di ESA, guarda il primo position fix di longitudine, latitudine

and altitudine del sistema Galileo il 12 marzo 2013 al Navigation Laboratory ESA - ESTEC, in

Noordwijk, the Netherlands. Copyright ESA - Anneke Le Floc'h

GEOmedia n°1-2017 13


FOCUS

fine del 2013. La GSA [GSA-

2013] veniva ridimensionata

nei compiti e nella struttura,

focalizzandosi su due aspetti del

programma, la omologazione in

sicurezza delle infrastrutture del

sistema e la analisi di mercato

volta a preparare lo sviluppo

applicativo e dei servizi. Il ruolo

dell’ESA veniva identificato

in quello di Design Agency

e System Prime del Sistema

Galileo.

Tuttavia, dal 2008 al 2012, nonostante

la ridistribuzione delle

responsabilità ed un più chiaro

quadro di separazione e distinzione

delle responsabilità degli

attori, il programma subì un

altro significativo incremento di

costi a finire ed un significativo

ritardo dell’entrata in servizio: i

3.4 € erano insufficienti a completare

il sistema (stimato ora un

delta a finire di 1.9 €) e soprattutto

il raggiungimento della piena

operatività, veniva proiettato

al 2020 [GPSWORLD-2012].

Nel 2013 il Regolamento GNSS

europeo [EU-2013] viene rivisto.

La Governance del programma

viene rivista come segue: la

Commissione Europea responsabile

di tutto il programma,

l’Agenzia europea GSA, GNSS

Agency, con il compito di operare

il sistema europeo di navigazione

e l’ESA, Agenzia Spaziale

Europea, con il suo ruolo di

Architetto di sistema e gestore

dei contratti industriali. Il budget

a finire del programma, inclusivo

dei costi operativi fino al 2020,

viene rivisto includendo 1.9 €€

per il completamento del sistema

Galileo, 3 € per le operazioni

Galileo e 2 € per le operazioni

EGNOS e il Management del

programmi.

In sintesi, al 2017, i costi complessivi

del sistema Galileo, sistema

ancora in completamento,

ammontano a circa 11 €.

Il primo “fixing” di posizione

del sistema Galileo avviene il

12 marzo 2013. Con il lancio

del terzo e quarto satellite della

costellazione nell'ottobre 2012,

il primo nucleo di costellazione

Galileo, denominato IOV

(In Orbit Validation), quattro

satelliti, consente di validare le

caratteristiche del sistema. La prima

determinazione di posizione

consente di ottenere una precisione

tra i 10 e 15 metri (ridotta

a causa del limitato numero di

satelliti).

La Fase FOC (Full Operational

Capability) viene avviata già

dal 2009, e a seguito di questa

la struttura industriale subisce

cambiamenti dovuti alle nuove

competizioni. In particolare, il

manifatturiero dei satelliti viene

cambiato (subentra la tedesca

OHB). Nel 2013 a causa di

malfunzionamenti nelle fasi di

test ambientali dei primi due

satelliti della fase FOC, il piano

di assemblaggio e test dei

satelliti FOC (Full Operational

Capability) viene rivisto e, i lanci

dei satelliti subiscono un ritardo

di circa 18 mesi. Malgrado ciò, al

2013 si ipotizzava ancora il completamento

della costellazione

al 2017. Solo successivamente

il piano del Programma viene

rivisto e, alla fine del 2016, a

valle della delta System Critical

Design Review, la nuova data di

completamento del sistema viene

proiettata al 2020.

Ad oggi, inizi del 2017, il sistema

Galileo dispone di ben

18 satelliti in orbita (gli ultimi

quattro lanciati con Ariane 5 a

Novembre del 2016). Di questi,

11 sono operativi, gli ultimi

quattro lanciati a novembre 2016

saranno operativi verso la fine

della primavera del 2017 (un satellite

IOV ha smesso di generare

i segnali e 2 satelliti sono stati

14 GEOmedia n°1-2017

Il Galileo operations team nella Main Control Room at ESA’s Space Operations Centre,

28 agosto 2014. Copyright Ruben Solaz.


FOCUS

posizionati su orbite ellittiche e

attualmente non utilizzabili). Un

problema tecnico che sta affliggendo

il sistema è dovuto a un

malfunzionamento degli orologi

atomici di bordo che ha portato,

ad oggi, ad avere, sui 72 orologi

attualmente orbitanti (ce ne sono

4 per satellite, due al rubidio e

due maser all'idrogeno), 9 non

funzionanti: 3 al rubidio e 6

all'idrogeno. Questo problema

sta mettendo in discussione il

lancio dei futuri satelliti fintanto

che non sia chiara la ragione dei

guasti [SPACENEWS-2017]

[GUTIERREZ-2017].

Galileo nel contesto

internazionale

Il sistema Galileo nasce in un

contesto in cui sono già presenti

e operativi altri sistemi globali di

navigazione satellitare, in primis

il GPS americano, il rivivificato

sistema GLONASS russo, e costellazioni

nascenti quali la cinese

COMPASS-BEIDOU, l’indiana

GINS, oltre ai sistemi regionali

tra cui spicca per innovazione

il Giapponese QZSS (Quasi

Zenith Satellite System).

Il Sistema Galileo ha dovuto sin

dalla sua concezione far fronte ad

aspetti di compatibilità dei suoi

segnali nell’ambito delle frequenze

elettromagnetiche richieste

in ambito ITU (International

Telecommunication Union). La

compatibilità va intesa essenzialmente

come non-interferenza,

non disturbo reciproco

rispetto ai sistemi già operanti

nelle bande elettromagnetiche

in cui Galileo intende operare.

Questi sistemi sono il GPS, il

GLONASS, ma anche i sistemi

di controllo del traffico aereo, i

sistemi radar militari, i sistemi

di comunicazione satellitari

mobili (MSS), e perfino i sistemi

di radioastronomia, che

operano nelle vicinanze delle

bande Galileo.

La prima grande questione

internazionale è stata la compatibilità

con il GPS. Nel 2004,

[LEWIS-2004] dopo tre anni

di lunghe trattative, si è riusciti

ad arrivare ad un accordo di

compatibilità che, tra l’altro, ha

aperto le porte ad esplorazioni di

interoperabilità con il GPS. Sono

stati concordati aspetti di interoperabilità

quali l’offset di tempo

e di riferimento spaziale tra i due

sistemi da inserire rispettivamente

nei contenuti dei messaggi dei

segnali dei due sistemi Galileo e

GPS, che consentiranno ai futuri

utenti dei due sistemi un interscambio

ed un utilizzo plurimo

dei due sistemi.

Nel 2006 si è anche concordato

di dotare i due sistemi, GPS e

Galileo, di un segnale civile definito

e concordato comunemente

al fine di massimizzare l’interoperabilità

a livello di utenti finali.

A Gennaio 2013 gli USA hanno

inviato all’Unione Europea una

lettera di interesse al servizio

Galileo PRS e successivamente,

in Marzo 2013 hanno dettagliato

il loro interesse.

Le negoziazioni con la Russia

già avviate nel 2000, sono state

riprese in più volte, dopo varie

battute di arresto avutesi negli

anni passati, con l'obiettivo di

arrivare ad un accordo in tema di

GNSS tra i due sistemi Galileo

e GLONASS, includendo anche

i due sistemi di “augmentation”

rispettivi EGNOS e SDCM.

Ad oggi, anche per la attuale

situazione politica europea verso

la Russia, le negoziazioni hanno

subito una ulteriore battuta di

arresto.

Il dialogo con la Cina ha avuto

alti e bassi. Dal 2003 al 2007

l’accordo stipulato vedeva una

cooperazione stretta con la Cina

(era il periodo in cui si pensava

di realizzare il sistema Galileo

con una concessione Pubblico

Privata). Quando nel 2007 si

è deciso di finanziare il sistema

Galileo con fondi interamente

pubblici, il rapporto con la Cina

si è arrestato. È stato ripreso solo

recentemente, nel 2010 con

il dialogo spaziale tra Europa

e Cina. Sono in corso da due

anni contatti per cercare di trovare

una soluzione al problema

di compatibilità tra i segnali

Galileo e quelli del sistema cinese

COMPASS.

Sono state finalizzate le negoziazioni

con la Norvegia e proseguono

le negoziazioni con la

Svizzera per la collaborazione in

tema di GNSS europeo, per includere

questi due paesi che, nonostante

partecipino attivamente

in ambito ESA e contribuiscano

finanziariamente anche in ambi-

La prima risoluzione del Consiglio Europeo che nel 1994 avvio la realizzazione del sistema Galileo.

GEOmedia n°1-2017 15


FOCUS

to comunitario, sono paesi non

appartenenti all’Unione Europea.

Inoltre sono stati avviati dialoghi

di cooperazione con l’Ucraina,

Israele, l’America Latina e l’Africa.

16 GEOmedia n°1-2017

Le Lezioni apprese

Sebbene il programma Galileo

rappresenti una esperienza unica

in Europa, lezioni importanti si

possono derivare dalle esperienze

positive e negative. L'analisi

critica della gestione e del finanziamento

del programma mostra

come alla base dei crescenti costi

e ritardi del programma ci sono

stati motivi politici, industriali /

tecnologici ed economici.

In primo luogo, le questioni

politiche, come le diverse percezioni

tra gli Stati membri sulla

logica del programma - la redditività

a fronte della indipendenza

- hanno giocato contro l'interesse

comune di un avvio tempestivo

del progetto e di una fornitura

del sistema nei tempi debiti.

Il modello di finanziamento è

stato anche un motivo di disaccordo

tra gli Stati membri e ha

fluttuato da un primo approccio

di partenariato pubblico-privato

ad un finale e completo finanziamento

pubblico più adatto ad

un progetto di interesse comune,

caratterizzato da alto livello

tecnico, da alte responsabilità

e rischi di mercato. Infatti, gli

investimenti previsti dal settore

privato erano basati su previsioni

di alti ritorni finanziari che alla

fine si sono mostrati irrealistici

e hanno condotto al re-profiling

del programma.

Il fallimento del modello PPP

Galileo ha confermato che se

non ci sono margini di profittabilità

(quando son presenti

alti rischi tecnici) non ci si può

aspettare investimenti dal settore

privato. Un modello PPP di

successo richiede chiari piani di

business.

Inoltre, la struttura di governance

iniziale stabilita per il programma

Galileo non era molto

adatta, caratterizzata da linee di

responsabilità deboli, e dai ruoli

concomitanti e contrastanti di

singoli attori. La riorganizzazione

della governance pubblica fatta

nel 2007 ha delineato meglio le

responsabilità e compiti dei vari

attori. Tale governance è stata

ulteriormente rivista nel 2013,

delineando così una nuova struttura

più adatta allo sviluppo di

un programma complesso quale

il sistema Galileo. Infine, le implicazioni

di sicurezza e di difesa

del programma Galileo, discusse

all'interno dell'UE e sulla scena

internazionale, sono state ulteriore

causa di ritardi del programma

stesso [ECA-2009].

In secondo luogo, l'organizzazione

industriale, la sua leadership e

la quota di lavoro per sviluppare

le tecnologie innovative, è diventata

una questione di divisione

non solo tra le imprese stesse, ma

anche tra gli Stati membri che

si sono schierati con le loro imprese

nazionali. Questo è anche

dovuto alla limitata competitività

del settore aerospaziale europeo,

dove si concentrano grandi industrie

in un piccolo numero

di Stati membri, industrie che

tra l’altro sono sovvenzionate e

in parte controllate dagli stessi

governi.

In terzo luogo, i ritorni economici

di Galileo sono stati successivamente

stimati ad un valore

molto più limitato, spostando

così l'attenzione dalla redditività

del programma alla sua utilità

pubblica, e quindi ai benefici

economici e sociali che il sistema

fornirà a lungo termine per i cittadini

europei.

Solo recentemente è stato accettato

dagli Stati Membri europei

l'uso militare del servizio PRS del

sistema Galileo. Sebbene Galileo

sia un sistema civile sotto il controllo

civile, il principio di uso

duale va nella direzione di aumentare

la sinergia civile-militare

nell'uso dei sistemi spaziali. Non

perché bisogna trovare un uso

militare dei sistemi spaziali ma

piuttosto perché è utile comprendere

come questi possano

essere vantaggiosi in termini di

razionalizzazione delle risorse

[EP-2011].

Le lezioni apprese dalle varie

traversie del Programma Galileo

dovrebbero essere di monito per

i futuri Programmi spaziali a

carico del bilancio dell'Unione

europea. Questi dovranno essere

basati su logiche di responsabilità

chiare e condivise, e fondati sul

comune interesse europeo piuttosto

che sui particolari interessi

nazionali.

BIBLIOGRAFIA

[EU-1994] Resolution of the Council of the EU on the European

contribution to the development of a Global Navigation

Satellite System (GNSS) 19 December 1994

[EU-2008] Regulation (EC) No 683/2008 of the European

Parliament and of the Council on the further implementation

of the European satellite navigation programmes (EGNOS and

Galileo), 9 July 2008

[GSA-2013] Regulation (EU) No 912/2010 of the European

Parliament and of the Council setting up the European GNSS

Agency, repealing Council Regulation (EC) No 1321/2004

on the establishment of structures for the management of the

European satellite radio navigation programmes and amending

Regulation (EC) No 683/2008 of the European Parliament and

of the Council, 22 September 2010

[EU-2013] REGULATION (EU) No 1285/2013 of The European

Parliament and of The Council of 11 December 2013

on the implementation and exploitation of European satellite

navigation systems repealing Council Regulation (EC) No

876/2002 and Regulation (EC) No 683/2008

[LEWIS-2004] James A. Lewis, Galileo and GPS: from competition

to cooperation, Centre for Strategic and International

Studies (CSIS), Washington DC. June 2004

[ECA-2009] European Court of Auditors, The management

of the Galileo programme’s development and validation phase,

Special Report No. 7, 2009

[EP-2011] The Galileo Programme: Management And Financial

Lessons Learned For Future Space Systems Paid out of The

EU Budget, Directorate-General For External Policies Of The

Union, European Parliament, PE 433.833, |September 2011

[GPSWORLD-2012] Da Capo: Pardon Me, Boy, Is That the

Galileo Choo Choo? February 1, 2012 - By Alan Cameron,

GPS WORLD

[SPACENEWS-2017] Rash of Galileo clock failures cast doubt

on timing of upcoming launches by Rob Coppinger - January

19, 2017 - Space News

[GUTIERREZ-2017] ESA Puts Brave Face on Galileo Clock

Failures, Peter Gutierrez, 19/01/2017, Inside GNSS.

ABSTRACT

This article sketches the European trail from conception to development

of the Galileo system, highlighting the major steps, and

trying to derive the lesson learned from the various experiences.

The Galileo system represents the really first European programme,

involving political, strategical, operational, industrial and

technological aspects which challenge the European institution.

The Galileo system permeates the European activities, challenges

the international relations policy, constitutes a powerful instrument

to verify and consolidate the European Union.

PAROLE CHIAVE

Galileo; GNSS; Initial Services; eCall;

AUTORE

Mario Caporale

mario.caporale@asi.it

Agenzia Spaziale Italiana


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GEOmedia n°1-2017 17


REPORT

Smartphone e GNSS per

l’utilizzo professionale

di Mattia De Agostino, Luca Guida, Davide Portinaro, Luca Raso, Massimo Galluzzi

Fig. 1 - Il BQ Aquaris X5 Plus, primo

smartphone a tracciare anche il segnale di

Galileo (fonte: http://www.usegalileo.eu/)

Al giorno d’oggi, utilizzare

un’app per conoscere la

posizione di un’attività

commerciale o di un servizio

pubblico, oppure per determinare

il passaggio di un autobus

alla fermata, è diventata una

pratica talmente usuale che la

momentanea assenza di questi

servizi crea disagio e disorientamento.

La rivoluzione del

geo-posizionamento

A riprova di quanto detto,

un recente studio dell’Agenzia

Europea sul GNSS [GSA

2016] ha inserito i servizi basati

sulla localizzazione dell’utente

(Location Based Services, LBS)

Galileo, insieme ad

alcune evoluzioni

tecnologiche e a

qualche semplice

elaborazione statistica,

potrebbe rendere

possibile l’utilizzo di

smartphone e tablet

anche per rilievi

professionali.

Vediamo come.

al primo posto tra le applicazioni

più diffuse basate sul posizionamento

satellitare, arrivando

a coprire nel 2015 oltre il 50%

dell’intero mercato. All’interno

di questa “rivoluzione del geoposizionamento”

un ruolo

senza dubbio fondamentale è

da attribuirsi alla diffusione di

smartphone e tablet sempre più

completi, dotati al loro interno

di moduli di ricezione GNSS e

di altri sensori per la localizzazione.

Sebbene questi moduli siano

pensati per geolocalizzare l’utente

con accuratezze metriche

o inferiori, è utile analizzare nel

dettaglio le loro capacità, anche

alla luce della diffusione dei servizi

legati a Galileo, ed i possibili

sistemi per il miglioramento

della posizione finale, per capire

se dispositivi mobili quali

smartphone o tablet possano

essere utilizzati per applicazioni

professionali quali ad esempio

rilievi topografici speditivi, popolamenti

di banche dati o di

GIS.

Tecnologie per il posizionamento

GNSS da dispositivi

mobili

Le applicazioni di navigazione

e i servizi LBS da dispositivi

mobili si avvalgono frequentemente

di una posizione assoluta

(coordinate in un sistema di riferimento

ben definito) ottenuta

con le tecniche GNSS. I moduli

GNSS inseriti all’interno di

questi dispositivi sono pertanto

studiati appositamente per soddisfare

le esigenze di questo tipo

di applicazioni, tra le quali:

4disponibilità del posizionamento

sempre, in qualsiasi

parte del mondo, il più velocemente

possibile, cercando

di diminuire il tempo di

attesa per avere una posizione

valida (il cosiddetto Time To

First Fix, TTFF);

4disponibilità di un posizionamento

anche in ambienti

disturbati (canyon urbani) o

addirittura indoor, aumentando

la capacità di ricevere

ed elaborare segnali anche

molto rumorosi;

4riduzione del consumo della

batteria, evitando per quanto

possibile il funzionamento di

servizi in maniera continua,

e cercando invece di calcolare

la posizione dell’utente solo

quando strettamente necessario.

18 GEOmedia n°1-2017


REPORT

Con l’obiettivo di soddisfare

queste esigenze, negli ultimi

anni i produttori di moduli

GNSS per dispositivi mobili

hanno introdotto evoluzioni in

qualche modo simili a quelle

che hanno interessato negli anni

passati i ben più complessi sensori

GNSS per applicazioni di

alta precisione.

In particolare, la maggior

parte dei moduli GNSS per

smartphone e tablet supporta ad

oggi più di una costellazione:

tipicamente, si tratta di sensori

GPS/GLONASS, ma sono presenti

sul mercato anche molti

dispositivi in grado di tracciare

i satelliti Beidou e QZSS, e iniziano

ad essere prodotti i primi

sensori in grado di tracciare il

segnale di Galileo (Figura 1). La

capacità di tracciare più di una

costellazione si riflette direttamente

sugli aspetti chiave elencati

in precedenza: un numero

maggiore di satelliti tracciabili

aumenta la probabilità che questi

siano effettivamente visti anche

all’interno di un ambiente

disturbato, o al chiuso.

D’altro canto, il tracciare più satelliti

comporta un maggior costo

in termini di produzione, di

carico computazionale e quindi

di consumo della batteria del

dispositivo. Per questo motivo

ad esempio, sebbene circa il

65% dei moduli GNSS installati

all’interno dei dispositivi

mobili sia in grado di tracciare

ed utilizzare i satelliti geostazionari

SBAS, quali ad esempio

EGNOS, questi vengono spesso

disabilitati via firmware per

evitare la continua ricezione di

correzioni e quindi il rapido

consumo della batteria [GSA

2016], preferendo piuttosto la

possibilità di avvalersi di servizi

di miglioramento via internet

(Assisted GNSS, A-GNSS), disponibili

su richiesta dell’utente.

Per quanto concerne le frequenze

tracciate, attualmente tutti i

moduli GNSS per questo tipo

di applicazioni sono in grado di

utilizzare il segnale proveniente

dalla sola frequenza E1/L1, sebbene

la direzione intrapresa in

questi anni, e che si rifletterà già

sui prossimi prodotti in uscita,

vada verso l’introduzione di

ricevitori multifrequenza (E1/

L1 + E5/L5), che dovrebbero

consentire una sensibile riduzione

del multipath e un vantaggio

nell’utilizzo in ambienti indoor

o disturbati. Anche in quest’ottica,

quindi, l’avvio del servizio

di posizionamento Galileo, in

grado di trasmettere su entrambe

le frequenze, rappresenta un

interessante vantaggio per questi

dispositivi.

Un discorso a parte va fatto

considerando la componente

software. Fino ad oggi, infatti,

l’utilizzo della tecnologia

GNSS all’intero di dispositivi

mobili era fortemente limitato

dal sistema operativo del dispositivo

su cui questi moduli

erano installati e che consentiva,

attraverso le proprie API

(Application Programming

Interface), l’accesso alla sola

soluzione finale del posizionamento

(ovvero, alle tre coordinate

geografiche), eventualmente

corredata da informazioni

aggiuntive relative a elevazione,

azimut e rapporto segnale/rumore

per ogni satellite. Questo

blocco, voluto per semplificare

il lavoro della maggior parte

degli sviluppatori di app, non

interessati al dato grezzo GNSS

ma solamente al risultato finale,

ha invece limitato sensibilmente

l’utilizzo professionale di questi

dispositivi per applicazioni

geografiche, laddove la possibilità

di elaborare i dati grezzi

provenienti dai satelliti può

rappresentare un vantaggio.

Questa limitazione è parzialmente

superata dal fatto che,

negli ultimi mesi, Google ha

rilasciato, insieme all’ultima

versione del suo sistema operativo

Android (versione 7, denominata

“Nougat”), le librerie

di accesso ai dati grezzi GNSS,

aprendo così la possibilità agli

sviluppatori di utilizzare direttamente

i codici, le fasi e i segnali

Doppler provenienti dai moduli

GNSS, se abilitati dal produttore.

Siccome tuttavia questa possibilità

ad oggi è limitata ad un

numero esiguo di modelli, non

verrà in questa sede analizzato

il posizionamento da dati grezzi

ottenuti da dispositivi mobili.

Fig. 2 - Effetto dei disturbi al segnale GNSS da dispositivo mobile causati dall’operatore. Nei primi secondi

di misura, mentre il telefono era tenuto in mano dall’operatore, il segnale per tutti i satelliti tracciati era particolarmente

discontinuo, con forti variazioni del rapporto Segnale/Rumore (SNR). Una volta appoggiato il

telefono, il segnale ha ripreso ad essere continuo con un valore stabile di SNR.

GEOmedia n°1-2017 19


REPORT

Parlando di posizionamento

da dispositivo mobile, infine, è

bene ricordare che, oltre ai moduli

GNSS interni, smartphone

e tablet possono utilizzare ricevitori

GNSS esterni, connessi

via Bluetooth, per migliorare

la propria posizione. I vantaggi

nell’impiego di ricevitori esterni

sono, ad esempio:

4compatibilità tra i sistemi

operativi: un ricevitore

GNSS esterno è in grado di

trasmettere un protocollo

standard (NMEA 0183) a

tutti gli smartphone, indipendentemente

dalle librerie

di accesso ai dati del sistema

operativo ospitante;

4precisione: i ricevitori GNSS

esterni sono in genere abilitati

a ricevere ed utilizzare le

correzioni da satelliti SBAS,

quali EGNOS;

4tecnologia: i chipset installati

all’interno dei ricevitori esterni

sono spesso tecnologicamente

più avanzati rispetto

a quelli installati all’interno

degli smartphone, e talvolta

consentono addirittura di

interfacciarsi, attraverso apposite

librerie messe a disposizione

dal produttore, ai dati

Fig. 3 - Il progetto LEMOn si pone come obiettivo il

miglioramento del posizionamento GNSS da dispositivi

mobili, per il loro utilizzo nella pratica professionale

grezzi GNSS (codice e fase su

E1/L1) e non solo alla loro

posizione;

4consumo della batteria: utilizzare

il ricevitore GNSS

interno allo smartphone causa

un rapido consumo della

batteria. Diversamente, il

ricevitore GNSS esterno è alimentato

da una sua batteria,

e preserva quindi quella dello

smartphone.

Vantaggi e svantaggi del posizionamento

da dispositivo

mobile

La tendenza dei moduli GNSS

per dispositivi mobili ad essere

sempre più multi-costellazione

e multi-frequenza ha come ovvia

conseguenza quella di un

aumento dell’accuratezza, della

precisione e dell’affidabilità del

posizionamento GNSS.

In quest’ottica, l’avvio del sistema

di posizionamento europeo

Galileo e dei suoi servizi riveste

senza dubbio un ruolo chiave:

come detto, la disponibilità di

più satelliti in orbita aumenterà

la possibilità che questi satelliti

siano visibili anche all’interno di

ambienti disturbati o in edifici,

con una riduzione del TTFF ed

un aumento della ricezione in

ambienti indoor. Inoltre, l’opportunità

di disporre di servizi

aggiuntivi rispetto all’Open

Service destinato al posizionamento

di massa, quali i servizi

Commerciali o quelli per il

Search and Resque, rappresentano

un’interessante evoluzione

verso l’impiego di dispositivi

mobili per il mercato professionale.

In questa analisi occorre tuttavia

tenere presente che, con l’aumentare

di precisione e accuratezza

del posizionamento, alcuni

aspetti che spesso non sono

considerati nei comuni servizi di

localizzazione con questi dispositivi

diventeranno invece ben

più importanti.

Ad esempio, occorrerà considerare

attentamente la qualità

dell’antenna GNSS integrata

all’interno del dispositivo, la posizione

in cui questa è installata

e la variazione del suo centro di

fase. Bisognerà inoltre prestare

molta attenzione al fatto che

l’operatore stesso può fortemente

disturbare la ricezione del

segnale GNSS semplicemente

tenendo in mano il proprio

dispositivo, causando non solamente

un aumento della rumorosità

del segnale ricevuto, ma

anche ad esempio una continua

perdita nel tracciamento della

fase (Figura 2).

Inoltre, occorrerà fare fronte ad

una serie di limitazioni attualmente

introdotte per ridurre al

massimo il consumo energetico

del dispositivo, quali l’accensione

del modulo GNSS interno

per un periodo limitato alla

sola ricezione dei dati dai satelliti

(“duty cycling”), oppure il

“congelamento” della posizione

fino a quando non viene rilevato

un movimento dell’utente.

Queste e altre problematiche

simili rappresentano ad oggi impedimenti

al tracciamento del

segnale GNSS e all’elaborazione

di dati che siano il più possibile

continui.

Ovviamente, i problemi qui

sopra presentati sono ben noti

alla comunità scientifica, e

numerosi studi su come mitigarne

o eliminarne gli effetti

sono già disponibili nella letteratura

scientifica, come ad

esempio su [LINTY-2014] o su

[BELLAD-2016], e potranno

essere applicati ai moduli GNSS

di prossima produzione.

Alla luce di quanto sopra

esposto, è quindi fin da oggi

possibile pensare ad un impiego

di smartphone e tablet per

applicazioni professionali, quali

ad esempio il popolamento di

banche dati, rilievi speditivi o

inserimento in database GIS,

20 GEOmedia n°1-2017


REPORT

a meno di qualche accortezza

aggiuntiva nelle operazioni di

rilievo in campo, e mediante

ad esempio l’applicazione di

opportuni algoritmi di miglioramento

della posizione finale.

Il paragrafo successivo descrive

brevemente il lavoro effettuato

in questo ambito negli ultimi

anni, mediante lo sviluppo di

un’app in ambiente Android

per l’elaborazione statistica delle

posizioni GNSS acquisite da

dispositivi mobili e per il loro

utilizzo nell’ambito del rilievo

professionale.

Miglioramento del posizionamento

da smartphone:

il progetto LEMOn

Il progetto LEMOn (Location

Enhancement on Mobile, Figura

3) è un progetto di sviluppo

di GESP srl, nato nel 2014 e

finalizzato alla realizzazione di

app in ambiente Android che

consentano, attraverso un’analisi

statistica delle posizioni

ricevute, di migliorare la geolocalizzazione

da dispositivi

mobili, in maniera da favorirne

un impiego per applicazioni

professionali.

In sintesi, l’algoritmo di analisi

statistica contenuto all’interno

delle app LEMOn riceve la

posizione dal ricevitore GNSS

interno al dispositivo, o eventualmente

da un ricevitore

esterno connesso via Bluetooth,

la elabora, verificando che non

si discosti eccessivamente da

quelle precedenti, e, nel caso

in cui venga ritenuta idonea, la

utilizza per un calcolo statistico

robusto, pesandola opportunamente

attraverso l’indice DOP

di qualità del posizionamento.

I vantaggi nell’applicazione di

un algoritmo di questo tipo,

il cui funzionamento è attualmente

limitato al solo caso

di acquisizione statica su un

punto, sono legati all’eliminazione

dei punti “fuori posto”

(outliers), ovvero quelle posizioni

molto distanti dall’effettiva

localizzazione dell’utente e che

spesso, per le necessità di ridurre

il TTFF al più breve tempo

possibile, sono anche le prime

ad essere restituite dal sensore

GNSS, e quindi ad essere utilizzate

nelle comuni app di rilievo

e salvataggio dei punti.

Lo schema di rilievo mediante

l’app LEMOn si compone sostanzialmente

di quattro semplici

fasi:

1. L’utente raggiunge il punto

di cui vuole conoscere la posizione,

avvia l’app e attende

che sia disponibile una posizione

valida.

2. L’utente a questo punto avvia

la registrazione del punto

e attende che la precisione

finale risultato dell’analisi

statistica sia idonea alle sue

attese.

3. Una volta raggiunta la precisione

desiderata, l’utente

blocca la registrazione, inserisce

i dati identificativi del

punto (nome, descrizione,

…) e passa al punto successivo.

4. Terminato il lavoro in

campo, l’utente può visualizzare

all’interno dell’app

i punti registrati, esportarli

in formato testuale (CSV)

o GIS (Google KML) sulla

memoria del dispositivo,

ed inviarli direttamente via

email o attraverso altri canali

(Bluetooth, WiFi, salvataggio

in un ambiente cloud o invio

mediante messaggistica).

Ovviamente, il posizionamento

utilizzando il modulo GNSS

dello smartphone non è del

tutto esente dalle problematiche

descritte nel paragrafo

precedente. Per un corretto

funzionamento dell’algoritmo

di analisi è necessario infatti

che le posizioni acquisite dal

dispositivo GNSS siano statisticamente

indipendenti ad ogni

epoca di misura. Questo requisito

purtroppo si scontra con

il fenomeno sopra descritto di

“congelamento” della posizione,

presente su alcuni dispositivi

mobili. Inoltre, la possibilità

che l’operatore possa ad un

certo punto della registrazione

introdurre con la sua mano o

il suo corpo un disturbo alle

misure può compromettere parzialmente

la qualità del risultato

finale. Tali problematiche sono

fortemente ridotte nel caso in

cui si utilizzi un sensore GNSS

esterno, come già analizzato nei

paragrafi precedenti.

Fig. 4 - Dispersione planimetrica delle misure ottenute utilizzando l'app LEMOn con un GNSS interno e con un

GNSS esterno, rispetto alle coordinate “vere” del punto (la stella al centro del grafico)

GEOmedia n°1-2017 21


REPORT

GNSS Interno

GNSS Esterno

Senza LEMOn Con LEMOn Senza LEMOn Con LEMOn

Precisione 14.9 m 9.5 m 4.7 m 0.9 m

Accuratezza 18.6 m 11.3 m 6.0 m 1.6 m

Tabella 1 – Precisione ed accuratezza riscontrati durante il test, rispetto alle coordinate “vere” del punto

Nella Figura 4 si riporta il confronto

tra i risultati ottenuti

sperimentalmente utilizzando,

sullo stesso punto di misura, un

ricevitore GNSS interno al dispositivo

e un ricevitore GNSS

esterno collegato via Bluetooth,

entrambi processati attraverso

l’app LEMOn con diverse sessioni

di misura di due minuti di

durata. Osservando la dispersione

planimetrica degli errori rispetto

alle coordinate “vere” del

punto risulta evidente la diversa

qualità del posizionamento

utilizzando il ricevitore GNSS

esterno rispetto a quello interno.

Tale evidenza è confermata

anche dall’analisi numerica dei

risultati, riportata in Tabella 1,

e che mostra un notevole incremento

nella precisione e nell’accuratezza

del posizionamento

finale.

Prospettive future nel posizionamento

GNSS da smartphone

Nel presente articolo si è cercato

di fornire un quadro di

insieme sul posizionamento

GNSS da dispositivi mobili, alla

luce delle tecnologie esistenti e

delle prospettive future, e sulle

problematiche che potrebbero

insorgere nell’utilizzare questi

dispositivi per un posizionamento

di precisione. Si è inoltre

illustrato come con alcuni

accorgimenti e con semplici

elaborazioni statistiche, quali

ad esempio quelli introdotti

all’interno dell’app LEMOn, sia

possibile migliorare precisione

ed accuratezza finali del posizionamento

da dispositivi mobili,

22 GEOmedia n°1-2017

arrivando a dimezzare l’entità di

questi valori.

Alla luce di quanto sopra esposto

e delle limitazioni ad oggi

imposte a livello hardware e

software, un utilizzo professionale

di smartphone o tablet per

la geolocalizzazione è possibile

laddove sia sufficiente disporre

di accuratezze metriche, e di

precisioni di poco inferiori. Tali

valori sono compatibili con un

gran numero di applicazioni

connesse al mondo geografico.

Gli algoritmi statistici di elaborazione

introdotti all’interno

dell’app LEMOn consentono

ad oggi di migliorare la qualità

finale del posizionamento

solamente nel caso di rilievi di

tipo statico. Tuttavia, è possibile

estendere queste funzionalità

anche al rilievo cinematico di

traiettorie, implementando

opportuni algoritmi (ad esempio,

un filtro di Kalman) che

tengano conto della dinamica

dell’oggetto in movimento.

Ovviamente, la comparsa sul

mercato di dispositivi mobili

abilitati al tracciamento delle

nuove costellazioni di satelliti,

prima tra tutte Galileo, renderebbe

gli strumenti e le app già

disponibili capaci di migliorare

ulteriormente le proprie prestazioni.

Allo stesso modo, l’apertura ai

dati grezzi GNSS introdotta

nell’ultima versione del sistema

operativo Android, unita con

la produzione e la diffusione

di moduli GNSS in grado di

interfacciarsi con queste librerie,

rappresenta senza dubbio

un importante passo avanti per

queste tecnologie, ed una prospettiva

davvero interessante per

un impiego sempre più esteso

dei dispositivi mobili in ambito

professionale.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare

il Politecnico di Torino,

Dipartimento di Ingegneria

dell’Ambiente, del Territorio e

delle Infrastrutture, che ha fornito

il suo supporto scientifico

allo sviluppo di LEMOn e ai

test.

BIBLIOGRAFIA

[GSA-2016] European GNSS Agency - GSA (2016)

GNSS User Technology Report. Issue 1, 31-39,

https://www.gsa.europa.eu/european-gnss/gnssmarket/2016-gnss-user-technology-report

(Retrieved:

26.02.2017)

[LINTY-2014] Linty N., Lo Presti L., Dovis F. &

Crosta P. (2014) Performance analysis of duty-cycle

power saving techniques in GNSS mass-market

receivers. 2014 IEEE/ION Position, Location and

Navigation Symposium - PLANS 2014, 1096-1104.

[BELLAD -2016] Bellad V., Petovello M. G. &

Lachapelle G. (2016) Tracking and Position Errors in

GNSS Receivers with Intermittent Signal Tracking.

Journal of the Institute of Navigation, 63: 193-204.

PAROLE CHIAVE

Galileo; GNSS; smartphone

ABSTRACT

Smartphones and tablets are nowadays more and more complex,

and almost all of them include GNSS modules and

other sensors for user localization. After the start of Galileo

positioning services, the final positioning quality from mobile

devices is intended to significantly improve, even in noisy or

indoor environments. This paper describes a state-of-the-art

of GNSS positioning for mobile devices, and of the problems

that may arise in using these devices for precise positioning.

Some precautions and simple statistical processing techniques

are also described, to make possible an use of mobile devices

for professional applications.

AUTORE

Mattia De Agostino

deagostino@gesp.it

Luca Guida

Davide Portinaro

Luca Raso

Massimo Galluzzi

GESP srl, Viale Scarampo 47 - 20148 Milano,

web: www.gesp.it


REPORT

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GEOmedia n°1-2017 23


REPORT

Galileo: orologi atomici e ridondanze

di Gianluca Pititto

Alcuni malfunzionamenti a

bordo dei satelliti Galileo

rischiano di inficiare i

risultati del sistema di

posizionamento satellitare

che sono condizionati al

buon funzionamento degli

apparati ad alta tecnologia

del sistema, in particolare

gli orologi atomici, che

sono i responsabili della

accuratezza del dato di

navigazione.

Gli orologi atomici Passive Hydrogen Maser di Leonardo-Finmeccanica a bordo dei

satelliti Galileo (Foto Leonardo-Finmeccanica)

Il lungo e complesso sviluppo

del progetto Galileo

ha raggiunto una storica

milestone il 15 dicembre del

2016, con l’entrata ufficiale

nella fase operativa, pur non

essendo ancora completato il

deploy dell’intera costellazione.

I primi 18 satelliti – sui 24 totali

più altri 6 di backup- sono

stati posizionati con successo

nei tre previsti piani orbitali

a 56° gradi di inclinazione

equatoriale ed hanno iniziato

a trasmettere dati di navigazione

e di tempo al segmento

utente finale. Sono stati attivati

tre servizi di base, i cosiddetti

Galileo Initial Services (navigazione

“open” con precisione 1

metro, navigazione criptata per

agenzia governative, servizio

Search-And-Rescue integrato

con il sistema Cospas-Sarsat).

A completamento della costellazione

saranno disponibili

servizi aggiuntivi, tra cui la

navigazione precisa al centimetro,

grazie anche alla interoperabilità

di Galileo (Europa)

con i sistemi GPS (USA) e

GLONASS (Russia).

Tutti questi risultati sono ovviamente

condizionati al buon

funzionamento degli apparati

ad alta tecnologia del sistema.

Tra questi assumono particolare

importanza gli orologi atomici

installati a bordo dei satelliti,

responsabili della accuratezza

del dato di navigazione e

che purtroppo hanno mostrato

qualche malfunzionamento

negli ultimi due anni di attività

sperimentale ed operativa di

Galileo.

Vale la pena di descrivere brevemente

come è strutturato il

complesso sistema degli orologi

di bordo, per meglio descrivere

le anomalie che sono state riscontrate.

Giova anzitutto ricordare che il

calcolo della propria posizione

da parte del ricevitore è basato

sulla conoscenza molto accurata,

per ogni segnale ricevuto da

Galileo, delle coordinate spaziali

del satellite che ha emesso

il segnale e del preciso istante

in cui il segnale è stato emesso.

L’accuratezza del segnale temporale

è di vitale importanza

per il corretto funzionamento

del sistema: per averne un’idea,

basti pensare che un errore di

un nanosecondo (miliardesimo

di secondo) sul calcolo del

ritardo temporale del segnale

24 GEOmedia n°1-2017


REPORT

nel transito dal satellite al ricevitore

introduce un errore

medio di 30 cm nel calcolo

della posizione del ricevente (1

msec=300mt).

Queste due informazioni sono

incapsulate nel segnale stesso e

con esso sono trasmesse a terra

dai satelliti. I valori trasmessi

sono continuamente monitorati

da una rete globale di terra

(GSS –Galileo Sensor Stations),

costituita essenzialmente da

sensori che captano i segnali

e che li convogliano verso 2

centri di controllo (GCC –

Galileo Control Center), rispettivamente

in Italia (Fucino) e

Germania (Oberpfaffenhofer),

che utilizzano le informazioni

per calcolare la loro integrità

e sincronizzare il segnale di

tempo dei satelliti con un riferimento

temporale generato

a terra (GST – Galileo System

Time) presso i due GCC, ottenuto

da orologi atomici al cesio

molto stabili, che vantano una

accuratezza di 28 miliardesimi

di secondo. I segnali di correzione,

sia relativi al tempo sia

alle posizioni orbitali, sono inviati

ai satelliti tramite una rete

di uplink, consentendo così che

le informazioni incapsulate nei

segnali trasmessi dai satelliti

verso terra si mantengano al

livello di accuratezza adeguato

per il calcolo di posizionamento

che verrà effettuato dai ricevitori.

La precisione standard

così ottenuta è dell’ordine del

metro.

Il dato temporale che i satelliti

inviano a terra ai ricevitori è

ottenuto grazie orologi atomici

installati a bordo di ciascun

satellite. Gli orologi atomici

sono estremamente accurati e

basano il loro funzionamento

sulla variazione dello stato

energetico degli elettroni di un

atomo, variazione indotta in

vario modo (luce, laser, maser).

Forzando gli atomi a passare

da uno stato energetico ad un

altro viene emessa una radiazione

a microonde di frequenza

estremamente stabile, utilizzata

per la generazione del segnale

temporale.

Su ogni satellite di Galileo

sono presenti 4 orologi atomici:

2 basati sulle caratteristiche

atomiche del Rubidio (RAF

– Rubidio Atomic Frequency)

e 2 maser all’idrogeno passivo

(PHM – Passive Hydrogen

Maser). Il primo tipo impiega

le transizioni energetiche del

rubidio ed stato già utilizzato

su molti sistemi di navigazione,

tra cui le missioni preliminari

di Galileo GIOVE A e GIOVE

B. Il secondo è di nuova concezione

e fa uso di una transizione

ultra stabile degli atomi di

idrogeno ad 1,4 GHz: è stato

progettato per ottenere accuratezze

più elevate ed è l’orologio

“master” di Galileo. Pertanto,

sui 18 satelliti attualmente in

orbita ci sono 36 orologi di

ciascuno dei due tipi (72 in totale).

La ridondanza di orologi

sui satelliti è stata decisa proprio

per fronteggiare il caso di

malfunzionamento o blocco di

questi dispositivi e consentire

una loro immediata sostituzione

operativa.

Cosa è accaduto negli ultimi

due anni? I tecnici hanno riscontrato

anomalie bloccanti

in 3 orologi di tipo RAF ed

in 6 orologi di tipo PHM. Un

totale di 9 orologi malfunzionanti,

che hanno interessato

5 dei 18 satelliti in orbita. Va

subito precisato che grazie alla

ridondanza quadrupla appena

descritta su ciascun satellite

restano al momento almeno

2 orologi funzionanti, per cui

tutti i 18 elementi della costellazione

hanno continuato ad

operare e Galileo nel suo insieme

ha continuato a funzionare

senza interruzioni nell’erogazione

dei servizi.

L’OROLOGIO ATOMICO DI

FINMECCANICA

Il Passive Hydrogen Maser (PHM)

realizzato da Finmeccanica-Selex ES

a Nerviano è il più stabile orologio

atomico mai realizzato per applicazioni

spaziali grazie ad una stabilità di

frequenza che equivale ad uno scarto

di un secondo ogni tre milioni di

anni. Sulla base della sua straordinaria

stabilità, l’orologio all’idrogeno viene

utilizzato per attività che richiedono

elevati livelli di precisione, quali la localizzazione,

il cronometraggio e altre

applicazioni di bordo.

Il Maser viene installato su ciascuno

dei satelliti della Costellazione Galileo,

il più sofisticato sistema di navigazione

satellitare ad uso civile mai realizzato.

Il Maser viene impiegato per “segnare

il tempo” di tutti i satelliti della costellazione,

garantendo una precisione che

nessun orologio spaziale ha mai avuto

prima. L’eccellente stabilità di frequenza

del Maser garantisce infatti la precisione

richiesta dal sistema Galileo per più di

otto ore, senza alcuna sincronizzazione

da parte del controllo a terra. La tecnologia

sviluppata da Finmeccanica-Selex

ES consente di determinare con assoluta

precisione la posizione di un ricevitore

poiché, nella misura del tempo, un

errore di un miliardesimo di secondo

equivale ad un errore di 30 cm nella

valutazione della distanza.

Finmeccanica-Selex ES è oggi impegnata,

oltre che nella produzione dei Maser

per la costellazione Galileo, anche

nella miniaturizzazione e riduzione dei

consumi di questo prodotto attraverso

la realizzazione del Mini Maser, con

l’obiettivo di imbarcarlo a bordo di

Galileo Second Generation (G2G), la

seconda generazione di satelliti della

costellazione Galileo.

(Finmeccanica-Selex)

GEOmedia n°1-2017 25


REPORT

Tuttavia, indagini sono in corso

con immaginabile solerzia

in ESTEC, in affiancamento

ai produttori degli orologi

(Spectratime) e dei satelliti

(Airbus e Thales Alenia Space;

OHB e SSTL). In particolare,

per le anomalìe negli orologi

RAF l’attenzione si è focalizzata

su due possibili cause: dei

corto circuiti, oppure effetti

imprevisti di una procedura

di test effettuata a terra. Per

quanto concerne invece gli

orologi PHM sono state identificate

due cause differenti con

buon margine di certezza: una

dovuta ad un particolare parametro

con un margine troppo

basso (cosa che ha creato una

condizione di errore), l’altra

dovuta al mancato riavvio di

alcuni orologi, dopo essere stati

spenti per un periodo lungo e

causata da alterazioni occorse

per le condizioni orbitali. Due

orologi PHM hanno avuto

verosimilmente il primo problema,

altri 4 hanno invece

sperimentato il secondo.

Un elemento che può rivelarsi

interessante per le indagini in

corso riguarda l’origine dei

satelliti interessati. Il lancio in

orbita della costellazione è iniziato

nel 2005 con una prima

generazione di 4 satelliti, che

hanno dato vita alla cosiddetta

fase IOV (In Orbit Validation),

una fase preliminare di test

approfonditi per la validazione

dell’infrastruttura e dei segnali.

Ad una seconda generazione di

satelliti appartengono invece i

successivi 14 elementi lanciati

nel corso degli anni a seguire (a

partire dal 2011) e che hanno

costituito la fase detta di FOC

(Full Operational Capability),

peraltro ancora da completare

con i satelliti rimanenti.

Detto questo, i 3 orologi RAF

che hanno mostrato problemi

appartengono tutti alla serie

FOC, mentre dei 6 orologi

PHM malfunzionanti 5 appartengono

alla serie IOV ed uno

alla FOC. Visto in termini di

satelliti: 3 dei 4 satelliti IOV

sono “affetti” da anomalie,

come pure 2 dei 14 satelliti

FOC.

Altro elemento di interesse

proviene dall’Agenzia Spaziale

Indiana, con cui ESA è in contatto:

gli indiani stanno utilizzando

per proprie missioni gli

stessi orologi al rubidio e sono

in corso scambi di informazioni

sul loro funzionamento ed

eventuali problemi.

Attualmente lo staff tecnico e

manageriale in che gestisce il

problema si trova di fronte ad

un bivio decisionale. Come

ha affermato in conferenza

stampa il direttore generale di

ESA - Jan Woerner – si tratta

di decidere se continuare

i lanci dei satelliti rimanenti

secondo la pianificazione già

programmata, oppure sospendere

i lanci già schedulati ed

attendere l’identificazione certa

delle cause dei problemi occorsi.

Entrambe le opzioni hanno

pro e contro, per cui sono ambedue

praticabili. Nel primo

caso si riuscirebbe perlomeno

a preservare le prestazioni di

Galileo, ma con il rischio di

non individuare pienamente

un eventuale errore di sistema;

nel secondo si giungerebbe ad

identificare compiutamente

il problema, ma con il rischio

che eventuali malfunzionamenti

di altri orologi potrebbero

portare ad una riduzione delle

prestazioni dell’intera infrastruttura.

Nel frattempo si stanno pianificando

azioni mirate a

prevenire ulteriori problemi.

In particolare, sono in corso

di analisi differenti modalità

operative per gli orologi una

volta posti in orbita. Si stanno

inoltre adottando leggere modifiche

degli orologi che sono

prossimi al lancio, mentre per

quelli di futura costruzione si

sta pensando a vere e proprie

modifiche progettuali.

Resta il fatto che grazie alla

ridondanza degli orologi su

ciascun satellite ci sono al

momento almeno 2 orologi

funzionanti, per cui fortunatamente

i servizi di Galileo non

hanno risentito dei problemi

fin qui descritti.

L’attuale obiettivo di ESA è

dunque quello di confermare

il lancio dei prossimi 4 satelliti

della costellazione perlomeno

entro la fine dell’anno. Gli ultimi

quattro sono stati lanciati

il 17 novembre 2016 con un

modello particolare del vettore

europeo Arianne 5, che in un

solo lancio ha portato in orbita

4 satelliti.

Il costo complessivo di Galileo

si stima in circa 7 miliardi di

euro da qui al 2020, anno in

cui si punta a completare lo

spiegamento dell’intera infrastruttura.

PAROLE CHIAVE

Galileo; orologio atomico;

posizionamento satellitare

ABSTRACT

Galileo atomic clocks and redundancies.

Some malfunction on board of Galileo satellites

are likely to affect the results of the satellite positioning

system. The contingent problems upon

the proper functioning of the system's high-tech

equipment, in particular atomic clocks, could be

responsible for the loss of accuracy of the navigation

data.

AUTORE

Gianluca Pititto

gpititto@rivistageomedia.it

Rivistageomedia.it

26 GEOmedia n°1-2017


REPORT

SOLUZIONI DI GEOPOSIZIONAMENTO

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GEOmedia n°1-2017 27


REPORT

GEOmedia intervista Antonio Bottaro sul

tema degli Initial Services di Galileo

a cura della Redazione

Abbiamo intervistato

Antonio Bottaro, il

GEOmedia: Sogei, ogni anno,

con il suo IGAW (International

Gnss Advanced Workshop),

è diventata punto di

riferimento del dibattito intorno

allo stato dell’arte delle

tecnologie GNSS. Che idea vi

siete fatti sul futuro di queste

tecnologie in rapporto anche

all’avvio degli Initial Services

di GALILEO?

A.B.: A tal proposito suggerisco

il ‘save the date’ per IGAW

2017 dal 20-22 Giugno. Sarà

occasione per parlare degli

Initial services e stiamo organizzando

un interessante

introduzione ai temi dell’automotive

e dei droni con uso di

RTK. Dopo la prima sessione,

che darà lo stato dell’arte sui

responsabile della Ricerca e

Sviluppo di Sogei, la società

in house del Ministero

dell'Economia e delle

Finanze che da 20 anni

lavora per l’innovazione,

con un modello industriale

all'avanguardia ed evolute

soluzioni IT per la

digitalizzazione della

Pubblica Amministrazione.

temi di spicco più importanti

del GNSS, con la

partecipazione di esponenti internazionali

di primissimo rilievo

che hanno fatto la storia del

GNSS ( tra i quali ad esempio

la Università di Calgary), passeremo

la parola ai primi risultati

provenienti dal progetto della

Comunità Europea (H2020)

denominato RHINOS nel

quale si approfondirà il tema

dell’integrità del sistema di

posizionamento satellitare in

ambito Rail. In tale contesto

avremo nuovamente occasione

di ascoltare prestigiose presenze

universitarie di Stanford e di

RomaTRE.

A ben vedere il futuro del

GNSS è legato all’integrazione

con altri ‘sotto-sistemi’ per la

realizzazione di un unico sistema

di posizionamento realmente

Ubiquitous, ovvero, disponibile

ovunque. E’ importante infatti

gestire in continuità il dato di

posizionamento nei ‘passaggi’

tra outdoor ed indoor, e viceversa.

Gestire significa monitorare

e curare detto passaggio

mantenendo la garanzia dei

livelli di sicurezza (particolarmente

a rischio nell’indoor

in presenza di IoT diffuso) e

senza rinunciare all’accuratezza,

al ‘tempo reale’, alla difesa da

eventuali attacchi intenzionali

mirati ad alterare lo stesso dato

di posizionamento (Spoofing).

Un dato falsificato, in un mondo

presto governato da algoritmi

automatici di Intelligenza

artificiale, può portare a ripercussioni

su larga scala: si provi

ad immaginare le conseguenze

di un’attività di spoofing mirato

alle infrastrutture dei trasporti!

GEOmedia: Quali sono, a suo

giudizio, le principali linee di

sviluppo tecnologico?

A.B.: Le possibili linee di sviluppo

tecnologico che appaiono

emergere sono:

- posizionamento di alta precisione

(decimetrico senza fixing

delle ambiguità, o con classiche

accuratezze RTK


REPORT

In tale contesto Galileo, tramite

i Commercial Services, potrà

contribuire al broadcasting delle

correzioni.

- posizionamento ad alta integrità:

per applicazioni ad elevato

livello di sicurezza o a rischio

vita, sarà necessario effettuare

un monitoraggio in tempo

reale dei sistemi GNSS e delle

infrastrutture di augmentation

per poter garantire i necessari

livelli di affidabilità. In

tal senso stiamo facendo una

interessantissima esperienza

in ambito Rail con i progetti

Europei ERSAT e RHINOS.

- Attività di Antispoofing: tramite

sistemi di autenticazione

autonomi a livello di ricevitore

e reti di monitoraggio a

terra, nonché a segnali di autenticazione,

come quelli forniti

dai Commercial Services

Galileo, si potranno studiare

algoritmi e sistemi per incrementare

i livelli di resistenza

agli attacchi

- Servizi governativi: i servizi

criptati per utenti governativi

continueranno a rappresentare

una necessità negli anni

futuri. I servizi PRS (Public

Regulated Services) permetteranno

di fornire un servizio di

tale genere a livello continentale.

Fra gli utenti Europei che

appartengono alla classe denominata

‘forze dell’ordine’,

con tutte le specificità nazionali

(es. Guardia di Finanza,

Carabinieri..)

- sistemi indoor: l’integrazione

fra sistemi GNSS e sistemi

di posizionamento terrestri

di diverso tipo (Wi-Fi, BLE,

LTE, etc..) permetteranno, se

opportunamente resi interoperabili

col GNSS, di garantire

l’obiettivo di un posizionamento

ubiquitous

- Piattaforma WebGIS: sarebbe

auspicabile, almeno per il

segmento ‘istituzionale’, l’adozione

di una piattaforma per

il facile mushup di servizi di

georeferenziazione di tipo ubiquitous:

di facile programmazione,

dotata di API, ed i cui

dati, possano essere conservati

in sicurezza potendo, di volta

in volta decidere, cosa rendere

Open (OpenData serviti da

API pubbliche).

Galileo, con il lancio dei primi

Initial Services, offrirà

l’occasione della verifica dei

prodromi dei futuri servizi operativi

Galileo (Open Services,

Commercial Services, PRS) previsti

per il 2020. Questa opportunità

consentirà anche l’avvio

di sperimentazioni significative

sui punti ‘chiave’ che abbiamo

elencato e che calendarizzano i

programmi di R&D nel settore

del posizionamento satellitare

multi-costellazione dei prossimi

anni.

GEOmedia: C’è qualcosa che

può facilitare lo sviluppo di

servizi innovativi basati sul

posizionamento satellitare di

precisione ?

Immaginiamo, per un momento,

di aver risolto tutti i problemi

sul fronte delle tecnologie

GNSS: abbiamo un posizionamento

satellitare preciso, in

tempo reale, con misura integra

e spoofing esente!

Dobbiamo chiederci su quale

rappresentazione cartografica

intendiamo poggiare, ad esempio,

le risultanze, tempo reale,

dell’automotive?

La risposta è aperta e non sembra

che detta esigenza venga

percepita in maniera così manifesta

ed urgente come dovrebbe

essere. Le tante cartografie digitali

hanno assolto al solo compi-

to della dematerializzazione ‘alla

data di acquisizione’ e, purtroppo,

successivamente alla fase

d’impianto, non hanno seguito

l’esempio della cartografia catastale

Italiana (unica cartografia

ad essere inserita in un vero

workflow digitale) che ha mantenuto

il proprio aggiornamento

digitale alla quotidianità: la

finalità propria della cartografia

catastale ha però lo scopo della

determinazione del possesso e

non della precisione nel riporto

delle infrastrutture (strade, ferrovie,

fiumi…). D’altro canto,

anche gli odierni grafi stradali,

sia essi di tipo open che commerciali,

non offrono precisioni

comparabili alle future necessità.

Quello che andrebbe ereditato,

dalla citata best practice del

Catasto italiano è il modello di

un workflow totalmente digitale

che coinvolga le professioni in

modo diffuso sul territorio: da

queste pagine facciamo partire

un appello rivolto a tutti coloro

che reputino urgente far convergere

uno sforzo comune verso

la costituzione di un asset cartografico

digitale di precisione,

aggiornato all’attualità, e servito

da una rete federata GNSS per

l’erogazione di servizi di posizionamento

di precisione a livello

nazionale (trasporti, amministrazione

del territorio, gestione

delle calamità) indispensabile al

progresso civile di questo Paese.

NOTA

Antonio Bottaro, ingegnere è Responsabile R&D di

Sogei e CEO di GEOWEB S.p.A.

PAROLE CHIAVE

Initial services Galileo; GNSS; trasporti; sicurezza

ABSTRACT

GEOmedia interviewed Antonio Bottaro, the head of

Research and Development of Sogei, the in-house company

of the Ministry of Economy and Finance, which for

40 years working for innovation, with a cutting-edge industrial

design and advanced IT solutions digitization of

the Public Administration. Antonio Bottaro is also CEO

of GEOWEB S.p.A.

GEOmedia n°1-2017 29


REPORT

Evoluzione del GNSS ed i nuovi mercati

di Mirko Antonini

Il sistema Galileo è entrato

ufficialmente nella sua fase

operativa iniziale il 15 dicembre

scorso, a seguito della

dichiarazione formale della

Commissione Europea. I satelliti

in orbita utilizzabili erano, e

sono al momento della stesura

del presente articolo, in numero

di 18. Da quel periodo, gli

utilizzatori del sistema hanno

cominciato a ricevere, in maniera

abbastanza sistematica, i

primi NAGU (Notice Advisory

to Galileo Users), cioè informazioni

ufficiali sullo stato di

operatività dei satelliti e dei servizi

associati. Al momento della

scrittura dell’articolo (marzo

2017), solamente 10 dei 18

satelliti risultano pienamente

operativi [GNSS1] per diversi

I sistemi GNSS hanno subito negli ultimi

15 anni una fondamentale evoluzione,

da sistemi utilizzati principalmente per

applicazioni militari e professionali,

ad infrastruttura di utilizzo pubblico

per una miriade di applicazioni di tipo

mass market. Nuove applicazioni,

principalmente in ambito consumer e

professionale, anche grazie al sistema

Galileo potranno nei prossimi anni

migliorare la qualità della vita. Si

evidenziano a giudizio dell'autore, le

principali criticità che il Sistema Italia

dovrà affrontare nel medio e lungo

periodo, per cogliere le opportunità

di business che le applicazioni GNSS

potranno riservare.

problemi

tecnici,

che è fuori dallo

scopo di questo articolo

specificare, ed ulteriori lanci di

satelliti per il completamento

della costellazione, sono previsti

già nel 2017. Il sistema Galileo,

una volta raggiunta la piena

operatività, garantirà quattro

servizi [GNSS2]: Open Service

(OS), Commercial Service(CS),

PRS (Public Regulated Services)

e Search and Rescue Service

(SAR). Non è più presente il

Safety of Life service (SoL), ipotizzato

già nelle prime versioni

della documentazione tecnica di

Galileo. I servizi PRS afferiscono

ad un mercato istituzionale

e regolamentato, pertanto fuori

dallo scopo di trattazione di

questo articolo. Il servizio SAR

invece interessa un mercato di

nicchia (al momento principalmente

marittimo) ed anch’esso

fortemente regolamentato.

Pertanto, verranno principalmente

analizzate le potenzialità

dei servizi OS e CS, e verranno

illustrati i principali

elementi della catena del

valore.

Progettazione e messa

in servizio del sistema

Galileo ed operazioni

La Commissione Europea

lanciò delle consultazioni

già nel 1998 [EU1998]

per delineare la possibilità

di realizzare un Sistema

di Navigazione alternativo

al GPS e GLONASS e nel

1999 lanciò ufficialmente la

sfida, attraverso un documento

[EU1999] che già delineava i

tratti del sistema Galileo, così

come lo conosciamo oggi.

Già nel 1999, molti studi finanziati

sia dall’ESA che dalla

Commissione Europea furono

avviati, solo per citarne qualcuno,

GALILEI, GEMINUS,

GALA, etc. Questa digressione

storica serve ad identificare un

preciso momento temporale

in cui, le aziende Europee, pur

non potendo ancora beneficiare

dei servizi e delle applicazioni

di Galileo, hanno potuto ricevere

commesse e finanziamenti

per tutti gli studi preliminari,

le ricerche, studi esecutivi, progettazione,

realizzazione e messa

in opera del sistema Galileo. Il

costo del Sistema Galileo fino

alla dichiarazione di fase iniziale

di dicembre 2016, è stato

stimato in oltre 10 miliardi di

Euro [GSA2015] ed è difficile

prevedere i costi totali fino al

completamento della costellazione,

che dovrebbe avvenire

salvo ulteriori ritardi, nel 2019.

Le aziende coinvolte in questa

30 GEOmedia n°1-2017


REPORT

parte iniziale della catena del

valore, sono state le più disparate

comprese molte PMI, in

quanto è stata precisa volontà

della Commissione Europea e

di ESA, non solo di finanziare

lo sviluppo e l’operatività del

sistema, ma anche tutti gli sviluppi

tecnologici e gli studi preliminari

per la messa in opera

di servizi ed applicazioni basati

su Galileo. Si può prevedere che

in un prossimo futuro le risorse

verranno dirottate sul completamento

ed il rinnovamento

della costellazione e su tutte le

operazioni per il mantenimento

del sistema e le sue evoluzioni.

Inoltre, sono stati già attivati

dei contratti per lo studio della

seconda generazione di satelliti

Galileo. Pertanto verranno molto

probabilmente coinvolte nelle

prossime fasi, grandi aziende

o partnership di grandi aziende

anche con enti pubblici, al fine

di garantire l’operatività e le

evoluzioni del sistema. Già nel

periodo 2014/2020, attraverso

lo strumento dei finanziamenti

europei H2020, le risorse stanziate

su progetti di ricerca per

Galileo sono state piuttosto modeste

(circa 70 milioni di Euro),

messe soprattutto a confronto

con gli stanziamenti precedenti.

Pertanto si ritiene fisiologico

che le attività di ricerca, soprattutto

a vantaggio di PMI

saranno con il tempo ridotte,

privilegiando grandi General

Contractors. Le grandi aziende

italiane sono tradizionalmente

molto presenti in questo elemento

della catena del valore,

sia sfruttando le competenze

che le infrastrutture di telecomunicazione

satellitare presenti

sul territorio. Ne è prova il

recente contratto del valore di

1.5 miliardi di Euro acquisito

da Spaceopal, joint venture tra

DLR e Telespazio, ma anche i

vari contratti per la progettazione

del sistema aggiudicati negli

anni da Thales Alenia Space

Italy. Il valore economico di tale

segmento, pur sembrando alto

in termini assoluti, non è alto

considerando in corrispondenza

il valore economico delle applicazioni.

Produzione chipset

e sottosistemi

Nella catena del valore del

Sistema Galileo, la produzione

dei chipset e dei sottosistemi

ha un ruolo cruciale. Solo nel

2015 [GSA2015] la GSA ha

cominciato ad emettere dei

bandi specifici sullo sviluppo di

ricevitori e chipset, forse non

considerando adeguatamente

i ritmi di sviluppo dei sistemi

concorrenti. Purtroppo, i ritardi

del programma Galileo hanno

portato molti produttori di

chipset a disinvestire nello sviluppo

di ricevitori multicostellazione

GPS+GALILEO. Inoltre,

già da metà anni 2000, il sistema

GLONASS ha ripreso gradualmente

ad essere pienamente

operativo, dopo un lungo

periodo in cui la costellazione

è stata solo parzialmente funzionante.

Pertanto, molti sforzi dei

produttori di chipset, specialmente

nel settore mass-market

sono stati indirizzati a sistemi

GPS+GLONASS. Inoltre negli

ultimi anni, il sistema Cinese di

navigazione satellitare Beidou è

stato dispiegato con incredibile

velocità, molto più rapidamente

di Galileo e con piani di sviluppo

molto stringenti e concreti

(attualmente sono 20 i satelliti

in orbita); pertanto anche i

produttori di chipset europei ed

americani hanno velocemente

implementato Beidou nei loro

chipset multicostellazione. Lo

sviluppo di ricevitori GNSS

prevede un forte know-how e

grandi investimenti, e la contrazione

del mercato verso pochi

ed importanti players è iniziata

da alcuni anni ed è già evidente.

Il valore economico della

produzione è molto alto ed è

presente solamente l’azienda

franco/italiana STM tra i players,

anche se il suo ruolo è al

momento non è tra i top vendors

[ABI2016].

Produzione dispositivi ed apparati

La produzione di dispositivi ed

apparati, sia mass market come

navigatori satellitari, smartphone,

trackers, braccialetti fitness,

o professionali come ad esempio

ricevitori per aeromobili, per

agricoltura di precisione, per

il rilevamento geodetico, etc.

sono ad appannaggio di aziende

di progettazione e produzione

elettronica che partendo dai

chipset, creano un dispositivo

completo per una applicazione

specifica. Le dimensioni di queste

aziende ed il know-how necessario

per la realizzazione dei

dispositivi, sono normalmente

direttamente proporzionali

La soluzione SpaceEXE per

le partite ufficiali di calcio,

capace di inviare i dati

delle prestazioni degli atleti

(velocità, accelerazione e

potenza metabolica) e della

tattica (posizionamento

accurato dei giocatori in

campo) in tempo reale,

tramite un dispositivo

miniaturizzato inserito

all’interno dei parastinchi.

GEOmedia n°1-2017 31


REPORT

alle dimensioni ed ai margini

del mercato di riferimento.

Pertanto la produzione di

smartphone è generalmente di

competenza di grandi aziende,

mentre ad esempio anche piccole

aziende sono state in grado

di integrare dei trackers per

applicazioni specifiche, come

ad esempio il tracciamento di

giocatori di calcio, oppure sistemi

professionali per il monitoraggio

statico di infrastrutture

critiche. Il valore economico

di tali produzione è di assoluto

interesse, e l’Italia è abbastanza

presente specialmente in applicazioni

di nicchia, mentre non è

presente (se non con ruoli assolutamente

marginali) nel ricco

mercato degli smartphones.

Progettazione, produzione ed

installazione di sistemi

Una importante e relativamente

nuova opportunità di business,

è la creazione di soluzioni basate

su GNSS, che integrano diverse

componenti. Tali soluzioni,

spesso vendute al cliente finale

come un servizio, utilizzano

dispositivi ed apparati GNSS

commerciali o con minima

customizzazione ed integrano

strati di telecomunicazione e

di servizio propri. Un esempio

di questi sistemi, è il tracciamento

flotte, laddove l’utente

finale gestore della flotta vuole

unicamente l’informazione, ed

il system integrator si occupa

dell’installazione e della progettazione

HW e SW. Un altro

importante mercato è quello

dell’automotive, in quanto sia

le compagnie assicurative che

i produttori di automobili,

per motivi diversi ma complementari,

hanno la necessità di

conoscere lo stile di guida, rilevare

eventuali frodi, coadiuvare

sistemi di guida autonoma e

fornire servizi a valore aggiunto.

Esempi di sistemi basati su

GNSS sono molteplici ed è

prevedibile che nuove aziende,

partendo da idee innovative e

creative, possano proporre sul

mercato sistemi nel prossimo

futuro, neanche immaginabili

al momento. Attualmente molti

di questi sistemi sono affidati

ad aziende di medie/grandi

dimensioni e l’Italia è spesso

presente come system integrator

specialmente in applicazioni di

carattere professionale.

Operazioni e servizi

Un crescente mercato che si è

sviluppato principalmente negli

ultimi anni, è quello delle

applicazioni basate sull’utilizzo

intelligente dell’informazione di

posizionamento, in particolare

a supporto di servizi personali

installati in applicazioni per

smartphone. Un esempio su

tutti è Uber, che ha generato

tante applicazioni simili derivate

per condivisione dei più

svariati servizi e beni, basando

il proprio algoritmo sulla posizione.

Esistono poi molteplici

esempi di applicazioni ludiche,

che nonostante possano essere

considerate di basso profilo, generano

giro di affari di miliardi

di Euro, in particolare per la

semplice intrinseca scalabilità

a livello mondiale. Esempi di

questo tipo sono l’applicazione

Pokemon-Go, oppure i vari

social network che basano i loro

algoritmi sulla posizione o anche

i servizi LBS commerciali.

Sebbene la crescita di aziende di

successo che basano il loro servizio

su applicazioni smartphones

sia velocissima, ed il knowhow

necessario molto basso,

non abbiamo avuto esempi importanti

di aziende Italiane che

siano state in grado di aggredire

mercati internazionali con delle

applicazioni basate sulla localizzazione.

Tradizionalmente, gran

parte di queste aziende sono

multinazionali nate negli USA.

Le nuove sfide

Sebbene siano già presenti tantissime

applicazioni basate sul

GNSS, a giudizio dell’autore,

ci sono ancora molti mercati

inesplorati che stanno nascendo

dalla rapida evoluzione tecnologica

dei dispositivi, e dalla

disponibilità di nuove costellazioni

come Galileo. In questo

paragrafo si vuole dare qualche

spunto di riflessione per individuare

opportunità di business

per il Sistema Italia.

Vulnerabilità del segnale

GNSS. Il segnale GNSS è

può essere facilmente reso

inutilizzabile per jamming,

e abbastanza facilmente

attraverso spoofing. Le principali

applicazioni critiche

(e.g. aeromobili, treni, etc.)

sono abbastanza resistenti

a questo tipo di attacchi,

perché basano il loro funzionamento

su molti sistemi

di misurazione interagenti;

invece normalmente i ricevitori

GNSS mass market sono

vulnerabili. Attacchi di tipo

cyber-terrorismo su segnale

GNSS può avere effetti sia

fatali per la salvaguardia delle

persone (e.g. nei sistemi di

guida autonomi, droni, etc.),

ma anche effetti nocivi sulle

attività economiche.

Alta accuratezza con

chipset a singola frequenza.

Il miglioramento del segnale

GNSS, dei ricevitori e degli

algoritmi, permette di ottenere

accuratezze di posizionamento

dinamiche submetriche

ed accuratezza statica

dell’ordine del millimetro,

attraverso dispositivi a bassissimo

costo (non paragonabile

con chipset a doppia/tripla

frequenza). Pertanto tutta

una nuova serie di applicazioni,

in ambito sportivo o

monitoraggio infrastrutture

critiche, sono ora possibili.

32 GEOmedia n°1-2017


REPORT

Elementi della

Catena del valore

Know How

necessario

Presenza di SME

o possibili new

incomers

Valore

aggiunto di

Galileo

Presenza di

Aziende italiane

Progettazione e Alto Basso Alto Alto Basso

messa in servizio del

sistema Galileo ed

operazioni

Produzione chipset Alto Basso Alto Basso Alto

e sottosistemi

Produzione Medio Medio Medio Basso Medio

dispositivi ed

apparati

Progettazione, Medio Medio Medio Medio Alto

produzione ed

installazione di

sistemi

Operazioni e servizi Basso Alto Basso Basso Alto

Valore economico

del mercato

Infittimento delle reti di

stazione di riferimento.

L’alta accuratezza su ricevitori

a singola frequenza ha necessità

di un infittimento delle

reti di stazioni di riferimento,

al fine di garantire un dato di

correzione sul territorio entro

10-15km di distanza dal dispositivo

richiedente. Anche

il concetto di rete di stazione

di riferimento, come ad oggi

considerato principalmente

per applicazioni specializzate

di geodesia o rilevametno,

deve essere completamente

ripensato al fine di un contenimento

dei costi.

Processamento cloud. Il

processamento cloud del dato

grezzo di posizionamento,

permette in molte applicazioni

che non richiedono

un tempo reale stringente,

molteplici vantaggi: maggior

accuratezza, certificazione del

dato, migliore continuità e

disponibilità del servizio, storage

dei dati.

Posizionamento attraverso

acquisizioni snapshot. Con

snapshot positioning si intende

l’acquisizione e registrazione

di una porzione molto

piccola del segnale (alcuni

millisecondi) e l’invio ad un

server che, attraverso dati

ancillari, permette la ricostruzione

della posizione. Tale

tecnica permette di ottenere

consumi di potenza minimi

e può essere utilizzata in una

varietà di applicazioni, che

hanno necessità ad esempio

di certificare una posizione,

un tempo di una transazione,

oppure che hanno requisiti di

consumo estremamente bassi.

Integrazione dati con altri

sensori. Al momento,

sebbene il posizionamento

continuo sia diventata una

realtà negli smartphone, dove

la localizzazione è effettuata

attraverso GNSS, rete cellulare

e Wi-Fi, non è invece presente

una integrazione dati

del GNSS con altri sensori,

in particolare con IMU. Tale

integrazione permetterebbe

grandi vantaggi in termini

di continuità del servizio,

laddove l’algoritmo di posizionamento

potesse utilizzare

contemporaneamente misure

grezze GNSS e IMU (e anche

magnetiche), specialmente in

ambienti difficili come quelli

indoor od a elevato multipath.

Il sistema Italia

L’Italia è stata presente nei lavori

sul sistema Galileo fin dalla

sua ideazione. E’ da considerarsi

certamente un successo, principalmente

per merito degli investimenti

infrastrutturali effettuati

nel passato, aver ottenuto

che uno dei due centri di controllo

di Galileo sia stato realizzato

presso il Centro Spaziale

del Fucino (AQ) ed aver ottenuto

un contratto di servizio

attraverso la Joint Venture

Spaceopal. Ciononostante, è da

rilevare la scarsa efficacia di una

strategia unitaria, che vada oltre

la ricerca di un ruolo importante

all’interno dei contratti per la

progettazione, sviluppo e gestione

del sistema Galileo. In particolare,

ogni analisi effettuata in

questi anni, fin dai primi studi

di PWC [GALILEO2001] fino

alle proiezioni elaborate da GSA

[GNSS2015] indicano che il

mercato globale per il GNSS

ha già dimensioni dell’ordine

dei 250 miliardi di euro/anno,

e che quindi sul mercato dei

prodotti e delle applicazioni

si sta giocando la partita più

importante, più che sul mero

sviluppo od operazioni del sistema

Galileo. A tal proposito,

una grossa parte del mercato

GNSS si gioca sulla produzione

di chipset e sulla vendita degli

smartphone. Purtroppo, in

entrambi i settori l’Italia non

GEOmedia n°1-2017 33


REPORT

è presente se non in maniera

assolutamente marginale ed a

causa probabilmente del continuo

perseguimento di strategie

di breve periodo. Nazioni

anche più piccole dell’Italia,

come ad esempio la Svizzera,

hanno investito molto e per

anni sui semiconduttori e sulla

microelettronica, e si ritrovano

un’azienda come u-blox AG,

oggi incredibilmente tra i primi

3 vendors mondiali di chipset

GNSS (dietro solo ai colossi

Broadcom e Qualcomm). Altre

importanti società del settore

come TomTom, Teleatlas e

Septentrio sono nate in paesi

con economie meno importanti

dell’Italia, come Belgio ed

Olanda, ma che hanno dimostrato

strategie chiare e di lungo

periodo per lo sviluppo di applicazioni

e ricevitori. Ad esempio,

il fallimento dell’esperienza

del GTR (Galileo Test Range),

un laboratorio per lo sviluppo

delle applicazioni di Galileo,

ideato già nel 2004 e che avrebbe

dovuto essere da volano per

le piccole e medie imprese del

territorio Laziale, e mai entrato

in operatività, rende l’idea di

come il Sistema Italia a volte

pecchi di scarsa lungimiranza.

In particolare nell’esperienza

GTR si è palesemente pensato

solo allo sviluppo dell’infrastruttura,

travisando che fosse

quello il business (come spesso

accade in Italia per molte opere

pubbliche abbandonate), ma

non nell’utilizzo della stessa per

creare know-how e valore. Il

paradosso di un mercato così

veloce ed alta concentrazione di

conoscenza come quello delle

applicazioni GNSS, è che la

grande azienda, invece di essere

un traino ed un aggregatore di

idee e risorse provenienti dalle

SMEs più innovative, è spesso

invece un freno allo sviluppo,

in quanto presidia mercati (specialmente

nel settore pubblico,

ma non solo) che non riesce

neanche a volte ad aggredire appropriatamente,

per mancanza

di competitività ed innovazione.

Ad esempio, nel settore privato

assicurativo, laddove la concorrenza

è assolutamente feroce,

vengono realizzate blackbox

per il tracciamento di automezzi

a costi di alcune decine di

euro, con costi del servizio di

alcuni euro/mese; questo tipo

di tecnologia è affine a quella

utilizzata per il tracciamento di

mezzi pubblici o di mezzi per

il trasporto rifiuti, che invece

vedono appalti pubblici del valore

di centinaia di milioni ad

appannaggio solo di grandi imprese.

Questo è solo un esempio

di una consuetudine che, oltre

a consumare denari pubblici,

ha anche il difetto di rendere i

nostri prodotti poco competitivi

sui mercati internazionali e

ridurre le velleità di innovazione

del Sistema Italia. La sfida globale

si gioca sull’innovazione. Il

solo mercato interno dell’Italia

può forse aiutare a mantenere

per ancora qualche decennio

i posti di lavoro esistenti, ma

non può certo essere il volano

per una seria ripresa dell’economia,

necessaria per garantire

un futuro in Italia alle nuove

generazioni. Pertanto il dualismo

non è tra grande impresa

e piccola impresa, ma piuttosto

tra tradizione ed innovazione.

La misura dell’innovazione non

è certo nei contratti acquisiti

in Italia o all’estero per via di

accordi di natura geopolitica,

ma quelli acquisiti su mercati

molto competitivi e ricchi come

quelli del mercato consumer,

naturale sbocco di gran parte

del business legato al GNSS.

Le applicazioni basate su GNSS

(almeno quelle più remunerative)

traguardano naturalmente il

mercato consumer, ed è plausibile

che una forte sinergia con

il crescente mercato dell’IOT,

possa in un prossimo futuro

rendere il GNSS pervasivo in

ogni oggetto connesso. Aziende

come Facebook e Google, meno

di venti anni fa non esistevano

neppure e Apple esisteva, ma

era sull’orlo del fallimento.

Certamente è stata la capacità

di creare innovazione che ha

portato queste aziende ad essere

leader nel proprio segmento di

mercato. E’ plausibile che le opportunità

di business legate al

GNSS possano, in un prossimo

futuro, creare nuove aziende

con vocazione internazionale.

BIBLIOGRAFIA

[GNSS1] https://www.gsc-europa.eu/systemstatus/Constellation-Information

[GNSS2] https://www.gsa.europa.eu/galileo/

services

[EU1988] GNSS-2 Forum

[EU1999] European Commission: “Galileo –

Involving Europe in a new generation of Satellite

Navigation Services”, Brussels, 9 February 1999.

[GSA2015] https://www.gsa.europa.eu/

sites/default/files/content/press_releases/PR-

GSA-15-03%202015-Launch-of-Fundamental-

Elements.pdf

[ABI2016] ABI Research GNSS IC Vendors 4Q

2016

[GALILEO2001] PriceWaterhouseCoopers

“Inception Study to Support the Development of

a Business Plan for the GALILEO Programme”

November 2001

[GNSS2015] GSA “GNSS Market Report, issue

4, 2015”

PAROLE CHIAVE

Galileo; mass market; GNSS; GPS; mercato;

ricevitori; applicazioni; servizi;

ABSTRACT

GNSS systems have undergone over the last 15 years

a fundamental shift from systems used primarily for

military and professional applications to public use

infrastructure for many types of mass-market applications.

The article will focus on new applications,

primarily in consumer and professional fields that

thanks to Galileo system, in next years, will be able

to improve quality of life. Will be also highlighted, in

the author's opinion, the main problems that the Italian

system will face in the medium and long term, to

take advantage of business opportunities that GNSS

applications may reserve.

AUTORE

Mirko Antonini, Ph.D.

mirko.antonini@spaceexe.com

CTO, SpaceEXE srl

Via Giacomo Peroni 442/444

00131 Roma - Italy

Tel: (+39) 06 98376227

Mob: (+39) 338 7402907

34 GEOmedia n°1-2017


REPORT

GEOmedia n°1-2017 35


REPORT

Galileo: al via gli Initial Services

di Manuela Rossi, Francesco Malvolti

Spaceopal GmbH, una società

paritetica tra Telespazio S.p.A.

(controllata di Leonardo) e DLR-GfR

(di proprietà dell’Agenzia Spaziale

Tedesca DLR) si è aggiudicata

nel dicembre scorso (a capo di un

team industriale che rappresenta

l’eccellenza nel settore aerospaziale

europeo) la gara per la selezione

del Galileo Service Operator per il

periodo 2017-2027.

L’

uso della navigazione

satellitare già oggi

rappresenta un driver

fondamentale per la crescita economica

globale, in particolare

nel settore delle tecnologie avanzate.

Gli esperti prevedono per

il mercato della navigazione satellitare

una crescita significativa

negli anni a venire. La maggiore

resilienza garantita dai segnali

Galileo, in combinazione con le

altre costellazioni, consentirà lo

sviluppo di nuove applicazioni

e servizi basati sulla migliore

accuratezza nella determinazione

della posizione e su superiore

disponibilità e continuità del segnale,

garantendo a Galileo e al

suo utilizzo un ruolo di primissimo

piano.

Ad oggi già circa 20 industrie,

che rappresentano il 95% del

mercato globale legato alla navigazione

satellitare, producono

chips “Galileo ready” (per esempio

Broadcom, Mediatek, STM,

Intel, Qualcomm, uBlox, etc.),

rendendo l’uso di Galileo già

possibile in molti smartphone e

nei navigatori utilizzati nel settore

automobilistico.

La Galileo Initial Services

Declaration

Durante la cerimonia di proclamazione

degli Initial Services,

Maroš Šefčovič, Vicepresidente

della Commissione Europea,

ha affermato che “la geolocalizzazione

è al centro dell’attuale

rivoluzione digitale, con nuovi

servizi che trasformano la nostra

vita quotidiana. Galileo migliorerà

del 1000% la precisione

della geolocalizzazione e sarà alla

base della prossima generazione

di tecnologie basate sulla localizzazione,

come le automobili autonome,

i dispositivi connessi o

i servizi urbani intelligenti. Oggi

mi rivolgo agli imprenditori europei

con questo invito: immaginate

cosa potete fare con Galileo.

Non aspettate, innovate!”.

La Commissaria responsabile

per il Mercato interno, l’Industria,

l’Imprenditoria e le PMI,

Elżbieta Bieńkowska, ha invece

dichiarato: “Questa offerta dei

servizi iniziali di Galileo costituisce

un traguardo importante per

l’Europa e una prima realizzazione

tangibile della nostra recente

strategia spaziale. È il risultato

di un sforzo congiunto per la

progettazione e la realizzazione

del sistema di navigazione satellitare

più preciso del mondo.

Dimostra il livello di eccellenza

tecnologica dell’Europa, il suo

know-how e il suo impegno

a fornire applicazioni e servizi

spaziali. Nessun paese europeo ci

sarebbe riuscito da solo.”

Entrando nel dettaglio, la

”Initial Services Declaration” ha

riguardato due dei quattro servizi

previsti dal sistema Galileo:

4Open Service (OS)

4Search and Rescue Service

(SAR).

Invece i Public Regulated

Services (PRS) e i Commercial

Services (CS) saranno resi disponibili

in futuro.

I corrispondenti “Service

Declaration Document” con i rispettivi

parametri di performance

sono accessibili sul sito del

GNSS Service Centre (http://

www.gsc-europa.eu/), cosi come

tutta la documentazione pubblica

del programma.

Con gli Open Services, Galileo

offre un servizio aperto e gratuito,

principalmente rivolto al

mercato di massa, per il posizionamento,

la navigazione e la

misurazione del tempo che può

essere usato mediante i chipset

compatibili con Galileo presenti

negli smartphone o nei naviga-

36 GEOmedia n°1-2017


REPORT

tori per auto. Alcuni di questi

smartphone sono disponibili sul

mercato già dall’autunno 2016

e possono utilizzare i segnali

Galileo per fornire la posizione

con maggiore precisione. Questo

significa che sfruttando la piena

compatibilità con il segnale GPS

e delle altre costellazioni, l’utente

avrà a disposizione un servizio

più accurato. Importanti benefici

si potranno ottenere nella navigazione

urbana, dove la presenza

degli edifici comporta la degradazione

del segnale.

Galileo costituirà il pilastro

del sistema europeo eCall, che

sarà obbligatorio su tutti i nuovi

modelli di veicoli venduti

nell’Unione Europea dal 2018,

che saranno equipaggiati con

sistemi di sicurezza in grado, in

caso di incidente, di informare

automaticamente i servizi di soccorso,

anche nel caso di vittime

prive di sensi, fornendo l’esatta

localizzazione del veicolo, oltre

ad altre informazioni sull’evento

(per esempio l’attivazione degli

airbag, etc.).

Poiché Galileo è in grado di

fornire un segnale di tempo con

un’accuratezza dell’ordine dei 30

nanosecondi, il suo utilizzo garantisce

una sincronizzazione più

precisa e resiliente per l’uso nei

sistemi bancari e finanziari, nelle

reti di telecomunicazione e nelle

reti di distribuzione dell’energia,

ed in generale in tutte le infrastrutture

e reti intelligenti, che

funzioneranno di conseguenza in

modo più efficiente.

Per quanto riguarda i Servizi

di Ricerca e Soccorso, Galileo,

attraverso il supporto offerto al

servizio internazionale globale

COSPAS-SARSAT, ridurrà il

tempo necessario per identificare

e localizzare (con l’elevata accuratezza

di cui è capace) i segnali

di emergenza emessi mediante

un apposito terminale (navale,

aereo o terrestre). La chiamata

di emergenza attivata attraverso

un radiofaro compatibile con

Galileo potrà essere individuata

con maggior precisione e soccorsa

più rapidamente, consentendo

di ridurre il tempo di individuazione

da 3 ore a soli 10 minuti.

L’avvio dei Servizi Galileo avrà

quindi positive ricadute su tutti i

diversi segmenti di mercato:

Road: Galileo supporterà la navigazione

a bordo dei veicoli, la

gestione delle flotte, il conteggio

dei pedaggi stradali e il controllo

della velocità. Quando, con

l’avvio anche dei Commercial

Services, sarà possibile garantire

anche l’integrità del segnale,

Galileo sarà in prima fila per la

diffusione della guida autonoma

dei veicoli.

Mapping and surveying: la disponibilità

contemporanea di

Galileo e degli altri sistemi di

navigazione (quali il GPS, il

GLONASS o BeiDou) consentirà

un miglioramento sostanziale

dell’accuratezza nella

determinazione della posizione,

con risultati particolarmente

importanti per l’utilizzo da parte

della comunità geodetica, anche

in ambienti difficili per la qualità

del segnale, quali gli ambienti

urbani o le fitte foreste.

Maritime: ufficialmente riconosciuto

dall’Organizzazione marittima

internazionale (IMO) come

parte del suo Worldwide Radio

Navigation System, Galileo

svolge un ruolo importante nella

navigazione marittima, contribuendo

a garantire la sicurezza

della navigazione nel settore

marittimo.

Agriculture: grazie a tecniche di

“precision farming”, con Galileo

gli agricoltori europei potranno

migliorare i rendimenti, aumentando

la produttività, ottimizzando

l’uso di fertilizzanti e

diserbanti e riducendo l’impatto

ambientale.

Rail: Galileo sarà presto in grado

di offrire una migliore disponibilità

e una maggiore accuratezza

per numerose applicazioni ferroviarie

critiche per la sicurezza

- incluse molte linee a bassa densità

in Europa.

Aviation: Nel prossimo futuro,

Galileo sosterrà gli operatori del

trasporto aereo, mentre ricevitori

per sistemi autonomi senza pilota

(UAS) stanno già utilizzando

Galileo.

Il Galileo Service Centre

Il modello di servizio previsto

per Galileo si avvale del ruolo

fondamentale del GNSS Service

Centre (GSC), che rappresenta

il punto di contatto tra il sistema

e gli utenti e l’interfaccia con

altri GNSS Service providers

(GPS NavCen ed EGNOS, al

momento).

Già durante gli Initial Services, il

GSC fornisce alla comunità degli

utenti un servizio di web portal

ed help desk per l’Open Service.

Nel futuro evolverà, in linea

con il completamento del sistema,

garantendo agli utenti un

livello di servizio sempre maggiore

in preparazione della Full

Operational Capability (FOC)

del sistema Galileo, ed includendo

anche i Commercial Services.

Tra i servizi a valore aggiunto

attualmente forniti dal GSC vi

sono lo stato della costellazione

Galileo, la notifica automatica

dei NAGU (Notice Advisory to

Galileo Users) che forniscono

agli utenti le puntuali informazioni

sullo stato del servizio e gli

eventuali fuori servizio, la pubblicazione

degli almanacchi ed il

monitoraggio della soddisfazione

utente.

Il ruolo del Galileo Service

Operator - Gsop

Sulla base della GNSS

Regulation con la quale la

Commissione Europea affida alla

GSA a partire dal 2017 le attività

ed il management del programma

Galileo, la GSA ha bandito

ad inizio del 2015 una gara

GEOmedia n°1-2017 37


REPORT

Europea per la selezione del futuro

operatore di Galileo (GSOp

– Galileo Service Operator). Al

termine di quasi due anni di

gara, il contratto decennale, di

valore fino a un massimo di 1,5

miliardi di Euro, è stato assegnato

a Spaceopal GmbH (joint

venture tra Telespazio S.p.A. ed

Agenzia Spaziale tedesca DLR).

Spaceopal, nel ruolo del Galileo

Service Operator, avrà la responsabilità

della gestione del

sistema satellitare Galileo e delle

sue prestazioni, in altre parole

delle operazioni e controllo del

sistema, della sua sicurezza, della

gestione del servizio, della logistica

e manutenzione di sistemi

e infrastrutture, dei servizi a supporto

degli utenti.

Nel nuovo ruolo di GSOp,

Spaceopal avrà anche la responsabilità

della manutenzione

del sistema a livello globale,

ed oltre alla gestione dei due

Centri di Controllo Galileo del

Fucino (presso il Centro Spaziale

“Piero Fanti” di Telespazio,

in provincia de L’Aquila) e di

Oberpfaffenhofen (presso il

sito della DLR a Monaco di

Baviera), sarà responsabile anche

della gestione del GNSS Service

Center (Madrid) e di una rete di

siti e stazioni distribuiti in tutto

il globo e connessi dal Galileo

Data Distribution Network.

Oltre alle attività previste

nell’ambito delle operazioni,

Spaceopal fornirà un contributo

fondamentale allo sviluppo

dei servizi Galileo mediante un

GNSS Competence Cluster,

che potrà far leva sull’esperienza

nel settore di Telespazio e DLR-

GfR, nonché su quella degli altri

partner industriali di Spaceopal e

su un insieme di aziende, enti di

ricerca e PMI fortemente impegnate

negli sviluppi applicativi.

PAROLE CHIAVE

Galileo; Initial Services; Spaceopal;

Galileo Service Operator

ABSTRACT

A brief overview on the implementation issues

and the possibilities offered by Galileo

since the Initial Services, with their key role

in the service provision and the maintenance

of system performance by the Galileo Service

Operator, the company Spaceopal GmbH, a

joint venture between Italian Telespazio (controlled

by Leonardo) and the German Space

Agency DLR.

AUTORE

Manuela Rossi

manuela.rossi@telespazio.com

Francesco Malvolti

francesco.malvolti@telespazio.com

Via Tiburtina, 965 - 00156 Rome - Italy

telespazio.com

38 GEOmedia n°1-2017


REPORT

ArcGIS

il WebGIS accessibile

ovunque

in ogni momento

da ogni dispositivo

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GEOmedia n°1-2017 39


MERCATO

Laser Scanner FOCUS S350

La serie FOCUS e’ l’ultima versione di laser scanner

che integra la popolare, compatta, leggera e intuitiva

linea FOCUS. I dispositivi della nuova serie

rappresentano i laser scanner piu’ all’avanguardia

sul mercato, con l’aggiunta di varie caratteristiche

incentrate sul cliente quale Ingress Protection Rating

(IP54), una maggiore precisione e un piu’ ampio

range di scansione, uno scomparto interno per gli

accessori e una routine di compensazione integrata in

loco.

Il Focus S350 unisce tutti i vantaggi dei gia’ noti

modelli FOCUS dotati delle caratteristiche piu’

innovative per eseguire scansioni laser sia in interni

che esterni, realmente mobile,rapido e affidabile.

Il Focus S350 consente di effettuare scansioni laser

della massima qualita’ per tutte le applicazioni ,in

settori quali Edilizia, BIM/CIM, sicurezza pubblica

e indagini forensi. I vantaggi nell’utilizzare il Laser

Scanner Focus S350 si riconoscono con:

Scansioni in ambienti difficili con protezione da

polvere, frammenti e spruzzi d’acqua

Massima qualita’ dei dati grazie alla compensazione

in loco

Dati di scansione simili alla realta’ grazie alla maggiore

precisione di distanza e angolare

Investimento che dura nel tempo ed espandibilita’

grazie allo scomparto integrato per gli accessori

Facile controllo dello scanner attraverso l’ampio touch

screen luminoso.

Per richiedere una DEMO gratuita cliccare sul link

sottostante:

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40 GEOmedia n°6-2016


MERCATO

Secondo Hackathon Galileo

dal 15 al 17 maggio a Danzica

in Polonia

Le applicazioni mobili basandosi sulla

posizione di un utente sono diventate

parte della nostra vita quotidiana.

Infatti, oltre il 50% delle applicazioni

scaricabili utilizza informazioni di

posizione. Smartphone, tablet, dispositivi

di localizzazione, fotocamere

digitali - per citarne solo alcuni - tutto

dipende dal posizionamento e dalle informazioni

fornite dai sistemi GNSS.

Di conseguenza, il GNSS è diventato

un servizio essenziale che fino ad ora

dipendeva dal GPS americano o dal

GLONASS della Russia. Ma con il

lancio dei Galileo Initial Services,

l'Europa ha ora attivo un proprio

programma GNSS. Ora, gli utenti

trarranno beneficio dal miglioramento

delle informazioni di posizionamento

e la tempistica che Galileo fornisce.

Tuttavia, per approfittare di tutto ciò

che Galileo ha da offrire, gli utenti

devono avere applicazioni e servizi

Galileo innovativi, ed è questo che

l’Agenzia per il GNSS europeo sta

cercando.

La GSA è alla ricerca di programmatori

appassionati con un entusiasmo per

plasmare il futuro dei Location Based

Services (LBS) e del Geo-IoT e il desiderio

di trasformare le idee in realtà,

per questo organizza una due giorni di

Galileo hackathon!

L’Hackathon Galileo non è solo una

grande opportunità per connettersi

con la comunità di sviluppo di applicazioni

Geo-IoT e la possibilità di

competere per grandi premi, è anche

il luogo dove si può essere tra i primi a

lavorare con i telefoni cellulari Galileo

abilitati. Sia per la realtà aumentata

che per i giochi, il geo marketing e la

pubblicità, la mappatura e il GIS, il

fitness e la salute mobile, la mobilità

intelligente, il monitoraggio o il social

networking, a patto che l'applicazione

faccia pieno uso delle funzionalità di

Galileo per fornire un valore commerciale

o sociale aggiunto

È possibile partecipare a un gruppo

fino a quattro persone, o registrarsi

come individuo e formare una squadra

quando si arriva. I partecipanti si

sfideranno per un premio in denaro

di euro 1000 in ciascuna delle due

categorie:

Galileo Innovation: per l'applicazione

più innovativa utilizzando Galileo

come fonte di informazioni sulla posizione

Galileo Impact: per l'applicazione

Galileo con il più grande impatto

sociale

Tutti i partecipanti saranno forniti con

un telefono cellulare, del nostro partner

tecnologico Samsung Electronics,

per l'uso durante l’hackathon.

Maggiori informazioni e iscrizioni si

possono trovare qui:

https://www.gsa.europa.eu/galileo_

hackathon_2017

Sai cosa c’è sotto?

Una scansione con il georadar ti permette di verificare la presenza

e la profondità di reperti, cavità, oggetti interrati...

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Il nuovo georadar GSSI UtilityScan DF bit ha una

rivoluzionaria antenna digitale a 300 e 800 MHz:

rilievi precisi e affidabili contemporaneamente

in superficie e profondità.

(La profondità è legata alle condizioni del terreno).

> 800 MHz: alta risoluzione nel primo metro

> 300 MHz: profondità di indagine, fino a 5 metri

> molto produttivo, fino a 15 km/h

> interfaccia grafica sempre più intuitiva

> ricerca di sottoservizi

> ricerca ordigni inesplosi, fusti interrati e cavità

> survey geologici, glaciologici, stratigrafici

e idrogeologici

> indagini archeologiche GEOmedia e n°6-2016 forensi 41


MERCATO

mapKITE uno strumento di rilievo

aereo e terrestre

Il progetto MAPKITE finanziato dall'UE (sistema aereo terrestre

di rilievo ad alta risoluzione basato su EGNOS-GPS/

Galileo) combina la capacità di mappatura del mobile mapping

terrestre, i sistemi (TMMS), con i sistemi aerei senza

pilota (APR). Il progetto mira a costruire un tandem “veicolo

terrestre” (TV) e un “velivolo senza pilota” (UA) dotato di

strumenti di telerilevamento che cooperano nel raccogliere

dati geografici. Il sistema integra le funzionalità GNSS nei

droni e propone un innovativo concetto di post-elaborazione

dei dati per fornire ai geometri e ai rilevatori in genere, una

soluzione per il rilievo end-to-end ad alta risoluzione 3D.

Nel mentre i sistemi terrestri di mappatura mobile stanno diventando

un strumento di rilevamento di serie, il loro uso è

limitato a causa della loro limitata e insufficiente vista da terra.

Dal punto di vista tecnologico, la mappatura di piccole aree

tramite piccoli aerei senza pilota è diventata una realtà, con

molte delle grandi aziende di tecnologia geomatica che già

comprendono i sistemi APR nei loro portafogli di prodotti.

MAPKITE include sia componenti aeree che terrestri. La

componente aerea è costituita da un UA dotato di strumenti

di telerilevamento, di una guida di navigazione e sistema di

controllo. Il componente terrestre è costituito da un TV azionato

dall’uomo che è dotato di strumenti di telerilevamento

e un TMMS.

Questo sistema tandem funziona con il TV, con il calcolo in

tempo reale della traiettoria mediante la navigazione in tempo

reale del sistema. In questo modo, una serie di waypoint

vengono generati come obiettivi di percorso per l'UA convertendo

la navigazione terrestre (parametri di tempo, posizione,

velocità e orientamento) in comandi temporali e spaziali per

l’UA.

Questo processo produce un collegamento virtuale con cui lo

UA segue sempre il veicolo a terra.

Poiché lo UA segue il veicolo volando ad un'altezza costante,

entrambi possono raccogliere dati geografici contemporaneamente.

Questi vengono poi post-elaborati tramite un concetto

di orientamento-calibrazione, risultando nella fornitura di

immagini ad alta risoluzione, orientate e calibrate di corridoi

e del loro ambiente circostante.

La combinazione, migliorata dal GNSS, di MAPKITE con

rilievo sia da terra che aereo, fornisce agli utenti un sistema

integrato e una potente soluzione. Per fare questo, il progetto

sfrutta completamente la tecnologia GNSS di EGNOS e

Galileo.

Il progetto finanziato in ambito H2020, giunto da poco a

termine è stato realizzato da nove partner europei:

GeoNumerics S.L. - www.geonumerics.com, TopScan

GmbH - www.topscan.de, GRID-IT GmbH - www.grid-it.

at, ALTAIS S.L. - www.altais-sl.com, DEIMOS Engenharia

- www.deimos.com.pt, UAVision - www.uavision.com,

CATUAV S.L. - www.catuav.com, EPFL - www.eplf.ch,

Engemap Engenharia - www.engemap.com.br, UNESP -

www.unesp.com

http://www.mapkite.com

Via Indipendenza, 106

46028 Sermide - Mantova - Italy

Phone +39.0386.62628

info@geogra.it

www.geogra.it

42 GEOmedia n°6-2016


MERCATO

Nuovo ricevitore

GNSS modulare

Topcon, integrabile

in una vasta gamma

di applicazioni

Topcon Positioning

Group annuncia un nuovo

ricevitore GNSS modulare:

MR-2. Il sistema

combina il tracciamento

delle costellazioni attuali

e programmate con un

set completo di interfacce

di comunicazione al

servizio di tutte le applicazioni

di precisione che

richiedono elevate prestazioni

RTK (real-time

kinematic) e determinazione

del heading.

L'MR-2 può funzionare

come una stazione base

mobile RTK, come ricevitore

per la navigazione

marina, come dispositivo

per mobile mapping, e

come ricevitore GNSS

per applicazioni agricole,

industriali, militari o

edili.

“L’MR-2 offre un supporto

alla navigazione

per una vasta gamma di

applicazioni: è il componente

ideale per OEM

(original equipment manufacturers)

che necessitano

di un design modulare

personalizzato e di elevata

precisione, per una facile

integrazione,” ha affermato

Jason Hallett, vice

presidente di Topcon global

product management.

“Il suo alloggiamento è

impermeabile e a prova

di polvere ed è stato realizzato

per resistere in

ambienti ostili con elevate

tolleranze per quanto

riguarda le vibrazioni e

gli urti. L’MR-2 è stato

ideato anche come sistema

a ‘prova di futuro’,

nel senso che traccia tutte

le costellazioni attuali e

programmate, rendendolo

un investimento

intelligente nell’ambito

della grande espansione

del GNSS.”

Usando la tecnologia

HD2 per la determinazione

del heading,

la doppia antenna dell’MR-2

calcola heading e

inclinazione dalle elevate

prestazioni, accanto al

motore di posizionamento

RTK per applicazioni

di navigazione e guida di

precisione.

“L’MR-2 offre anche

una serie di interfacce

di comunicazione come

Ethernet, seriale e CAN,

consentendo una facile

integrazione in qualsiasi

applicazione,” ha affermato

Hallett.

Il sistema offre anche

riduzione del multipath

migliore della sua categoria,

e usando la tecnologia

Topcon Quartz Lock

Loop può lavorare senza

distorsioni in ambienti

con alte vibrazioni.

http://topconpositioning.com

GEOmedia n°6-2016 43


MERCATO

MOTIT un servizio di noleggio

scooter potenziato da Galileo

Un servizio di noleggio scooter elettrico

messo a disposizione per mezzo

di un'applicazione dedicata è arrivato

dopo una lunga strada dal suo lancio a

Barcellona nel 2013. Il sistema sarà presto

disponibile a Milano ed è in fase di

sperimentazione a Parigi.

Il sistema è stato rivisitato a seguito di reclami degli utenti

che avevano difficoltà nel localizzare lo scooter, portando alla

concezione di un ricevitore Galileo integrato nello scooter

MOTIT nell'ambito del progetto G MOTIT. Da Uber, e altri

servizi simili, i cittadini hanno avuto la possibilità di familiarizzare

con il concetto di GNSS powered con le applicazioni

che li aiutano a viaggiare da un luogo un altro. Nello stesso

tempo, le città europee sono diventate un po’ più verdi, fornendo

servizi di localizzazione di bici, dove gli utenti possono

prendere una bici da una stazione e lasciarla in un altro posto

vicino alla loro destinazione.

MOTIT porta il meglio dei due mondi. Dal 2013, questa

idea, timbrata Web 2.0, ha fornito ai cittadini di Barcellona

un app che ospita un servizio in piena regola di noleggio scooter

con un pizzico di mentalità verde. A differenza di molti

scooter-rental che si vedono altrove, gli scooter MOTIT sono

completamente elettrici. Essi possono essere avviati con uno

smartphone, sono dotati di due caschi e possono essere ritirati

praticamente ovunque in città.

Non è più necessario trovare la stazione più vicina a piedi, l'utente

può semplicemente lasciare il motorino MOTIT fuori

ovunque si vuole, sia davanti al posto di lavoro, a casa o vicino

al negozio favorito. Una volta lasciato alle spalle, lo scooter è

disponibile per il pick-up da parte dell'abbonato MOTIT più

vicino alla ricerca di un mezzo.

Quello che a MOTIT ancora mancava fino ad ora, tuttavia,

era un preciso sistema di posizionamento per aiutare gli utenti

a individuare il loro motorino più vicino.

In questo ha fatto ingresso G MOTIT (MOTIT Galileo-

Enhanced: un servizio di condivisione di scooter elettrico per

la mobilità urbana sostenibile).

Il progetto nasce dall'osservazione che il servizio GNSS europeo

era esattamente quello che a MOTIT era necessario per

mantenere i propri utenti felici e consentire il suo sviluppo

in altre città europee.

Galileo, in combinazione con il GPS e altri sistemi di navigazione

satellitare, fornirà una maggiore disponibilità di satelliti

e nuovi segnali. Tutto sommato, ci aspettiamo che il suo uso

potrà provocare maggiore disponibilità, precisione e affidabilità

del calcolo della posizione.

Concretamente, il progetto è consistito nella sostituzione

del Ricevitore GPS MOTIT stand-alone con un ricevitore

Galileo completamente integrato nell'elettronica della moto.

Quindi G MOTIT non è stato un progetto di ricerca di base

concentrato sullo sviluppo di algoritmi, ma piuttosto focalizzato

sulla tecnologia di integrazione e dimostrativo per un

caso d'uso rilevante.

http://www.motitworld.com

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MERCATO

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*The exhibition and workshops are free to attend. There is a nominal fee to attend the conference.

GEOmedia n°6-2016 45


AGENDA

29 marzo 2017

Roma

UAV & SAR: i droni nelle

operazioni di salvataggio

www.geoforall.it/k9cy3

10-12 Aprile 2017

Roma

AIIT International Congress

TIS Rome 2017

www.geoforall.it/k9c46

18-20 aprile 2017

Sharjah (UAE)

ASCMCES-17

www.geoforall.it/k9cw6

23–28 aprile 2017

Vienna (Austria)

European Geosciences Union

(EGU) Special session on RPAS

in monitoring applications and

management of natural hazards

www.geoforall.it/kwp6c

24–26 aprile 2017

Vienna (Austria)

Geosciences Information For

Teachers (GIFT) workshop by

EGU

www.geoforall.it/k9crp

27-28 aprile 2017

Porto (Portugal)

GISTAM 2017 3rd

International Conference on

Geographical Information

Systems Theory, Applications

and Management

www.geoforall.it/kx9wx

06-08 maggio 2017

Cairo (Egypt)

10th International Symposium

On Mobile Mapping

Technology and Summer

School on mobile Mapping

www.geoforall.it/k9cw8

10-11 maggio 2017

Roma

Conferenza Esri Italia 2017

www.geoforall.it/k9cyk

15-17 maggio 2017

Mosca (Russia)

ISPRS International Workshop

Photogrammetric and

computer vision techniques for

video Surveillance, Biometrics

and Biomedicine - PSBB17

www.geoforall.it/kwp9r

23-24 maggio 2017

London (UK)

GEO Business 2017

www.geoforall.it/k9cwd

29 maggio - 2 giugno 2017

Salzburg (Austria)

GNC 2017 10th ESA GNC

Conference

www.geoforall.it/k9chh

06-09 giugno 2017

Hannover (GERMANY)

ISPRS WG Hannover

Workshop HRIGI 17 – CMRT

17 – EuroCOW 17 Joint

Meeting

www.geoforall.it/k9cw4

7-10 giugno 2017

Roma

XXXII Congresso dei Geografi

Italiani

www.geoforall.it/kwphk

25 giugno-1 luglio 2017

Zagreb (Croatia)

XXX International Geodetic

Student Meeting

www.geoforall.it/kxpff

26-29 giugno 2017

Munich (Germany)

SPIE Optical Metrology

Videometrics, Range Imaging

and Applications XIV

www.geoforall.it/kwp9f

4 - 7 luglio 2017

Salzburg (Austria)

GI_Forum 2017

www.geoforall.it/k9cup

16-22 luglio 2017

Obergurgl (AUSTRIA)

Innsbruck Summer School of

Alpine Research 2017 Close

Range Sensing Techniques in

Alpine Terrain Venue

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