Nozioni di orientamento

Originally Posted Friday, July 23, 2004

Protocollo di interfacci Garmin

Garmin (il formato proprietario)

Settato in questa modalità, un G.P.S. è in grado di effettuare la maggior parte delle operazioni “da casa”.

Trasferimento bidirezionale dei dati interfacciando il G.P.S. con un PC oppure un altro G.P.S. Garmin:

• waypoint
• rotte
• tracce
• almanacco dei satelliti
• Trasferimento dati esclusivamente verso il G.P.S.:
• installazione di nuove versioni del firmware (il software di sistema)
• aggiornamento cartografia (nei modelli che la supportano)
• Trasferimento dei dati esclusivamente dal G.P.S. al PC:
• immagini dello schermo del G.P.S.
• orario G.P.S. corrente
• posizione G.P.S. corrente (solo se avete i satelliti agganciati ed il fix valido)
• versione software
• trasmissione dati PVT (un protocollo simile all’NMEA ma più veloce)

Utilizzando questo protocollo è infatti possibile, usando un cavetto apposito, scambiare dati da e verso un altro G.P.S. Garmin limitatamente a waypoint, rotte, tracce. In alcuni modelli si possono scambiare anche le informazioni della configurazione e degli allarmi di prossimità.

Il Map Datum usato per questo protocollo dallo strumento per la trasmissione dei dati è esclusivamente il WGS84, ed è importante ricordare che lo strumento si aspetta anche di ricevere in ingresso dati in formato WGS84. Per cui attenzione: controllate se questa opzione relativa al formato di invio e ricezione dei dati è presente nei vostri programmi cartografici e settatela su WGS84.

Per convertire i millesimi di minuti in secondi : moltiplicare per 0,06

Per convertire i centesimi di minuto in secondi : moltiplicare per 0,6

In cartografia la superficie della terra viene schematizzata con uno sferoide. Lo sferoide è una sfera schiacciata ai poli e allungata all’equatore. Il raggio equatoriale è di 6378 km. Quello polare è di circa 20 km inferiore. I valori del raggio equatoriale e polare contribuiscono a definire un Datum di riferimento. Molte nazione utilizzano per motivi storici Datum nazionali leggermente diversi, quanto a dimensioni della terra e orientamento dell’asse dello sferoide rispetto al Nord astronomico. Queste diversità si riflettono sulla cartografia: Carte di zone di confine redatte in Datum nazionali diversi normalmente non combaciano. Nel mondo esistono circa un’ottantina di Datum locali e quindi sistemi cartografici diversi, dei quali solo recentemente è stata determinata la relazione con il datum unico WGS84

Latitudine e longitudine sono coordinate definite sullo sferoide terrestre. Sia Latitudine che Longitudine sono angoli, e vengono misurati in gradi minuti e secondi d’arco. Un grado di latitudine corrisponde sulla superficie terrestre a circa 110 km, come si può calcolare dalla proporzione 1°:360°=d:2πR ove d è l’equivalente in km di un grado e R è il raggio terrestre. Analogamente, un minuto d’arco meridiano equivale a circa 30m. La lunghezza di un arco di longitudine dipende dalla latitudine, in ragione del coseno della latitudine. Un grado di latitudine contato lungo l’equatore è lungo circa 110 km, come grado di latitudine. Alla latitudine del Nord Italia (circa 45°) abbiamo cos(45°)=0,71, e un grado di latitudine sarà 110km x 0,71 = 78 km circa.

Gli angoli vengono talvolta espressi in gradi decimali, oppure in radianti. Un angolo di 10°59’59’’ corrisponde a 10.9997°. Un radiante corrisponde a 57°17’44’’-

Le coordinate latitudine e longitudine hanno il vantaggio di essere definite su tutta la superficie terrestre. Esse si collegano in modo naturale alle coordinate delle stelle, che venivano usate dai naviganti per determinare la propria posizione. Essendo queste espresse in unità angolari, sono poco pratiche per l’escursionista, che di solito ragiona in termini di distanze da percorrere e direzioni di spostamento. Più precisamente l’escursionista utilizza un sistema di coordinate topocentriche; queste sono l’azimut della direzione del movimento (bearing angle), contato in senso orario dalla direzione Nord, e la distanza dal punto di destinazione (range). Le coordinate topocentriche sono definite sul piano tangente allo sferoide terrestre, con la posizione dell’escursionista come punto di tangenza. Di conseguenza il sistema topocentrico è un sistema di coordinate locali, con l’origine che varia man mano che l’escursionista si sposta.

Le coordinate geografiche (latitudine e longitudine) e le coordinate topocentriche (azimut; distanza) presentano ognuna vantaggi e svantaggi: le prime sono assolute e unicamente definite, ma adatte ad una superficie curva, non quella piana di una carta, le altre esprimono grandezze relative alla posizione dell’utente, quindi sono di pronto impiego pratico ma non utilizzabili nella stesura delle carte. Abbiamo bisogno di un sistema di coordinate che sia assoluto, e al tempo stesso che si adatti ad essere rappresentato sulla carta sotto forma di quadrettatura regolare, così da potere convertire rapidamente differenze di coordinate in distanza e azimut, e viceversa. Le coordinate piane sono state introdotte per venire incontro alle esigenze di praticità, ma conservando criteri di fedeltà cartografica. Esse rappresentano un sistema ortogonale cartesiano con la Est come coordinata X (ascissa) e la Nord come coordinata Y (ordinata).

Illustarzione tratta dal libro “cartografia ed escursionismo” di A. Caporali e M. Gallo ed.Centro del Libro ISBN 88-8060-400-7

Vi sono diversi modi di proiettare una porzione di sferoide su un piano. Nella moderna cartografia, la proiezione più diffusa è quella conforme. Una proiezione è conforme quando preserva la forma di piccole superfici. Quindi un angolo misurato sulla carta (ad es. un azimut) corrisponde all’angolo sulla superficie terrestre, tra gli stessi due punti. La distorsione nelle distanze è rappresentata da un coefficiente caratteristica della proiezione, detto modulo di deformazione lineare, o fattore di contrazione. Un fattore standard del modulo di deformazione lineare è 0,9996. Esso differisce dall’unità sulla quarta cifra decimale, ovvero variazione dell’ordine di un metro ogni dieci km.

Tra le proiezioni conformi, di particolare interesse per noi è la proiezione Universale Traversa di Mercatore (UTM), oramai adottata su scala internazionale. Tuttavia in molte nazioni sono ancora presenti cartografie basate su sistemi nazionali, tipicamente antecedenti alla Guerra Mondiale. In Italia abbiamo il sistema Gauss Boaga, strettamente imparentato con la proiezione UTM. In Francia è presente la proiezione Conica di Lambert.

I ricevitori GPS devono potere funzionare in tutto il mondo e adattarsi a qualsiasi sistema nazionale. Il sistema GPS impiega internamente il sistema WGS84, ma è in grado di rappresentare le coordinate in altri sistemi nazionali, a scelta dell’utente, mediante tabelle di conversione memorizzate nel ricevitore. Gli utenti GPS in Europa in generale useranno coordinate UTM nel Datum ED50.