EGNOS: cos’è, come funziona e applicazioni del servizio GNSS

Il Concept

Il servizio EGNOS, European Geostationary Navigation Overlay Service, è uno dei cosiddetti sistemi di augmentation.

A partire dai segnali GPS, EGNOS consente di migliorare precisione e integrità del posizionamento rispetto al solo positioning stand alone.

Come noto, il sistema GNSS è basato su segnali elettromagnetici che, strutturalmente, sono affetti da una serie di effetti di disturbo che impattano sulla precisione con cui si calcola la distanza satellite-ricevitore. Per tale motivo, gli effetti di disturbo influenzano la precisione e l’accuratezza del posizionamento.

In tal senso, sono state introdotte una serie di tecniche che hanno proprio lo scopo di mitigare o eliminare gli effetti di disturbo, con il conseguente miglioramento in termini di precisione e accuratezza del positioning.

Tali tecniche possono essere effettuate in post-elaborazione o in tempo reale, ma in generale prevedono sempre l’acquisizione di informazioni “esterne” che aiutino il singolo ricevitore a mitigare gli effetti di disturbo.

Che si tratti di una stazione base con cui differenziare le proprie osservabili, di modelli di errore calcolati da servizi terzi o, più in generale, di correzioni differenziali, in ogni caso ci si deve scostare dal concetto di positioning stand alone.

EGNOS si inserisce in questo contesto, fornendo una serie di correzioni che hanno il vantaggio di essere veicolate tramite segnale satellitare. Non vi è quindi necessità di altre infrastrutture di terra, connessioni dati o accesso ad altri servizi.

L’infrastruttura

Si tratta di un servizio che copre l’area europea ed è composto principalmente da tre elementi:

1.      Stazioni di Terra, Ranging and Integrity Monitoring Stations - RIMS
Le stazioni di terra sparse in tutta Europa ricevono i segnali dai satelliti GNSS e li analizzano per effettuare un calcolo di rete con cui stimare gli errori principali, e spazialmente correlati, che affliggono il segnale GNSS.

2.      Centri di Elaborazione Dati, Master Control Centers - MCC
I centri di elaborazione dati sono i luoghi deputati al calcolo di rete citato precedentemente. Questi centri calcolano in tempo reale le correzioni per migliorare la precisione e monitorano anche l’integrità del sistema, ovvero la capacità di rilevare errori potenzialmente pericolosi nel segnale GNSS.

3.      Satelliti Geostazionari
Le correzioni calcolate dai centri di elaborazione dati vengono inviate ai satelliti geostazionari EGNOS, che trasmettono queste informazioni agli utenti a terra. I satelliti geostazionari coprono l’intera regione europea.

 

 

Accesso al servizio EGNOS: https://egnos.gsc-europa.eu/egnos-system/about-egnos

 

I servizi messi a disposizione da EGNOS

Il servizio EGNOS fornisce una serie di servizi volti a migliorare l’accuratezza, l’integrità e l’affidabilità dei segnali GNSS, in particolare del GPS.

EGNOS offre tre principali tipologie di servizi:

Open Service, OS

È un servizio gratuito e aperto al pubblico, utilizzabile da chiunque possieda un ricevitore GNSS compatibile con SBAS.

Il servizio Open Service migliora la precisione del posizionamento GNSS fornendo correzioni che riducono l’errore a circa 1-3 metri.

Non garantisce informazioni sull’integrità, ma è adatto per applicazioni generali che non richiedono elevata sicurezza, come:

·         Navigazione stradale

·         Servizi di localizzazione per dispositivi mobili

·         Applicazioni in agricoltura e outdoor

·         Automobilisti, agricoltori e utenti di sistemi di navigazione personali

Safety of Life Service, SoL

È un servizio progettato per applicazioni in cui la sicurezza è critica, come l’aviazione civile.

Il SoL Service fornisce non solo correzioni di precisione, ma anche un monitoraggio dell’integrità del segnale, che avvisa gli utenti in caso di degrado o malfunzionamento del segnale GNSS.

Garantisce che il sistema di navigazione possa essere utilizzato in modo sicuro anche in situazioni critiche, come atterraggi di precisione, fornendo avvisi in tempo reale se il segnale GNSS diventa inaffidabile.

Il servizio soddisfa i requisiti per procedure di avvicinamento e atterraggio di precisione nelle operazioni aeronautiche, come l’approccio LPV-200, Localizer Performance with Vertical Guidance.

È rivolto a piloti, gestori del traffico aereo, compagnie aeree e autorità di aviazione civile.

EGNOS Data Access Service, EDAS

È un servizio destinato a utenti professionali che necessitano di dati di alta qualità in tempo reale o post-elaborati.

EDAS fornisce l’accesso ai dati di EGNOS tramite una connessione internet e non direttamente via satellite.

EDAS offre accesso ai dati grezzi delle stazioni di terra di EGNOS, consentendo applicazioni avanzate come:

·         Navigazione e posizionamento di precisione in tempo reale

·         Monitoraggio ambientale e geodetico

·         Servizi di localizzazione ad alta precisione per trasporti, robotica e agricoltura

È rivolto ad aziende di telecomunicazioni, fornitori di servizi GNSS professionali e sviluppatori di applicazioni che richiedono posizionamento ad alta precisione.

 

 

Accesso al servizio EGNOS: https://egnos.gsc-europa.eu/egnos-system/about-egnos

 

Applicazioni del servizio EGNOS

Descritte le caratteristiche, e detto della maggiore precisione e integrità, vediamo quali possono essere i principali campi di applicazione in cui un servizio come quello fornito da EGNOS può essere d’aiuto.

Navigazione Aerea

EGNOS è particolarmente importante per l’aviazione civile, poiché consente atterraggi di precisione anche in condizioni meteorologiche avverse o in aeroporti privi di sistemi di atterraggio strumentale, ILS. Riduce il rischio di errori e aumenta la sicurezza durante le fasi critiche di volo.

Agricoltura di Precisione

L’agricoltura di precisione richiede un posizionamento accurato per la guida automatica dei trattori e la gestione delle risorse, ad esempio semina, irrigazione e raccolto. EGNOS può essere una soluzione corretta e utile laddove non siano richieste precisioni troppo spinte.

Navigazione Marittima e Fluviale

Per le operazioni di navigazione costiera o interna, EGNOS offre un supporto per il posizionamento più preciso rispetto al solo GPS, facilitando l’ormeggio sicuro e il passaggio in aree ristrette.

Trasporti Terrestri

EGNOS può migliorare i sistemi di gestione del traffico e delle flotte di veicoli, consentendo un monitoraggio più accurato della posizione dei veicoli, la gestione delle consegne e la pianificazione ottimizzata delle rotte.

Servizi di Emergenza

Per operazioni di ricerca e soccorso, avere un sistema di posizionamento estremamente preciso può essere fondamentale per individuare con esattezza la posizione di persone o veicoli in difficoltà.

Applicazioni Urbane

Nelle città intelligenti, il posizionamento preciso è fondamentale per gestire i trasporti pubblici, il monitoraggio ambientale e la pianificazione urbana. EGNOS migliora la precisione delle operazioni di monitoraggio e controllo nelle aree urbane.

 

Conclusioni

Il servizio EGNOS, come tutti i servizi di augmentation di questo tipo, WAAS per intenderci è l’analogo servizio sul territorio degli Stati Uniti, è un’ottima via per incrementare la precisione del posizionamento senza introdurre l’uso di infrastrutture di terra o altre complessità, come la post-elaborazione.

La facilità di utilizzo, considerando che tutti i ricevitori ormai sono abilitati alla ricezione di segnali EGNOS, è una delle vere chiavi del successo.

Qualora siano sufficienti le precisioni che EGNOS può garantire, l’utilizzo di questo tipo di servizio è fortemente diffuso.

Da non sottovalutare anche l’apporto in termini di integrità. Un posizionamento GNSS in appoggio a EGNOS ha garanzia di integrità fornita dal servizio.