Una soluzione GNSS FLOAT. Quanto farvi affidamento?

I termini FIX e FLOAT sono spesso usati per indicare la qualità del posizionamento GNSS. In realtà, tali termini non si riferiscono direttamente alla precisione del posizionamento ma alla modalità di fissaggio dell'ambiguità di fase. Chiaro che tale condizione ha una relazione diretta con la precisione del posizionamento ma, in linea teorica, i termini FIX e FLOAT si riferiscono ad altro.

Tutto ciò ha evidentemente un significato nel momento in cui si effettuano misure di fase in cui, appunto, vi è anche l'ambiguità, di fase appunto, come incognita.

Che cosa sono le ambiguità

Vediamo nel dettaglio che cosa sono le ambiguità di fase. 

Come noto, per determinare le coordinate del punto a terra, occorre partire dalla determinazione della distanza satellite ricevitore, epoca per epoca. A partire da tale dato geometrico, mediante una sorta di intersezione in avanti, vengono calcolate le coordinate. Proprio per determinare la distanza satellite ricevitore, a partire dalle misure di fase, è necessario introdurre il concetto di ambiguità.

Come si vede in fig. 1, il segnale di fase è una sorta di onda sinusoidale che parte dal satellite e arriva al ricevitore. Sommariamente possiamo dividere in due parti tale segnale. Una parte frazionaria che il ricevitore è in grado di misurare. Una parte intera, definita proprio come il numero intero di lunghezze d'onda, che passano tra il ricevitore e il satellite. Tale parte è, appunto, l'ambiguità di fase.

Nello specifico l'ambiguità viene definita "ambiguità iniziale" poiché essa deve essere calcolata all'istante t0 , quando il satellite inizia ad essere tracciato dal ricevitore. A partire da quell'istante, il ricevitore è in grado autonomamente di capire quanto varia, epoca per epoca, tale valore.

In sintesi, l'ambiguità è per definizione un numero intero.

Come avviene il fissaggio delle ambiguità

Il fissaggio dell'ambiguità è un'operazione che deve avvenire durante le prime fasi del rilievo. Tale fase può avere una durata variabile, da pochi secondi a alcuni minuti generalmente, a seconda delle condizioni al contorno e del tipo di rilievo.

Consideriamo che, all'avvio del rilievo, l'ambiguità iniziale è un'incognita, così come lo sono tutte le altre incognite che si riferiscono principalmente agli effetti di disturbo sul segnale. Come noto, tali effetti possono essere mitigati o modellati in diversi modi, utilizzando modelli interni, servizi di correzione differenziale (per i rilievi RTK), tecniche di differenziazione delle osservabili (sia in tempo reale che in post processamento).

Anche le ambiguità di fase sono, esattamente allo stesso modo di tutti gli effetti citati, delle incognite all'interno delle equazioni di soluzione; traggono, quindi, giovamento dal fatto di riuscire a modellare o stimare o eliminare altri effetti di disturbo. Provando a fare un esempio pratico, ci si riferisce ad un rilievo in tempo reale. Quando le correzioni differenziali iniziano ad essere ricevute, esse consentono di "eliminare" in alcuni secondi molte voci incognite relative agli effetti di disturbo. È evidente a questo punto che sarà più facile risolvere anche le ambiguità, assegnando ad essere un valore noto anziché lasciarle come incognite, poiché all'interno delle equazioni di soluzione del sistema, il numero di incognite diminuisce mano a mano che le correzioni differenziali portano informazioni.

Questo è il motivo per cui sul nostro ricevitore riusciamo a vedere una soluzione che passa dallo stato "Stand alone" a quello "Float" e a quello "FIX" mano a mano che le correzioni differenziali aiutano nella soluzione del sistema.