L'uso emergente del Global Navigation Satellite System (GNSS) rende possibile misurare continuamente variazioni superficiali nell'elevazione della superficie terrestre. Uno studio dell'Università di Bonn mostra ora che la qualità di queste misurazioni potrebbe essere migliorata in modo significativo durante la pandemia, almeno in alcune stazioni. I risultati mostrano quali fattori dovrebbero essere considerati in futuro durante l'installazione di antenne GPS. Dati geodetici più precisi sono importanti per valutare i rischi di alluvione e per migliorare i sistemi di allerta precoce dei terremoti. Il giornale Lettere di ricerca geofisica ora riferisce su questo.

Un certo numero di paesi è andato in letargo tardivo politicamente decretato all'inizio della pandemia di Covid-19. Molte delle persone colpite dal blocco hanno subito conseguenze economiche e sociali negative. Geodesia, una branca delle scienze della Terra per studiare il campo gravitazionale terrestre e la sua forma, d'altra parte, ha beneficiato della drastica riduzione dell'attività umana. Almeno questo è ciò che lo studio ora pubblicato in Lettere di ricerca geofisica Spettacoli. Lo studio, che è stato realizzato da geodeti dell'Università di Bonn, ha studiato la posizione di una precisa antenna GNSS a Boston (Massachusetts) come esempio.

I ricevitori GNSS possono determinare le loro posizioni con una precisione di pochi mm. Lo fanno usando i satelliti GPS statunitensi e le loro controparti russe, GLONASS. Ormai da qualche anno, è stato anche possibile misurare la distanza tra l'antenna e la superficie terrestre utilizzando un nuovo metodo. "Questo ha recentemente permesso al nostro gruppo di ricerca di misurare i cambiamenti di elevazione negli strati più alti del suolo, senza installare apparecchiature aggiuntive, " spiega il dott. Makan Karegar dell'Istituto di geodesia e geoinformazione dell'Università di Bonn. Ricercatori, ad esempio, può misurare la propagazione ondulatoria di un terremoto e l'aumento o la caduta di un'area costiera.

Il metodo di misurazione si basa sul fatto che l'antenna non capta solo il segnale satellitare diretto. Una parte del segnale viene riflessa dall'ambiente e dagli oggetti vicini e raggiunge l'antenna GNSS con alcuni ritardi. Questa parte riflessa percorre quindi un percorso più lungo verso l'antenna. Quando sovrapposto al segnale ricevuto direttamente, forma certi schemi chiamati interferenza. Il può essere utilizzato per calcolare la distanza tra l'antenna e la superficie del suolo che può cambiare nel tempo. Per calcolare il rischio di inondazione nelle zone costiere a bassa quota, è importante conoscere con precisione questo cambiamento, e quindi il cedimento della superficie terrestre.

Questo metodo funziona bene se il terreno circostante è pianeggiante, come la superficie di uno specchio. "Ma molti ricevitori GNSS sono montati su edifici in città o in zone industriali, " spiega il prof. Dr. Jürgen Kusche. "E sono spesso circondati da ampi parcheggi, come nel caso dell'antenna che abbiamo studiato a Boston".

Le auto causano disturbo

Nella loro analisi, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che le auto parcheggiate riducono significativamente la qualità dei dati di elevazione:i veicoli parcheggiati disperdono il segnale satellitare e lo fanno riflettere più volte prima che raggiunga l'antenna, come uno specchio rotto. Questo non solo riduce l'intensità del segnale, ma anche le informazioni che possono essere estratte da esso:è "rumoroso". Inoltre, perché lo "schema" delle auto parcheggiate cambia di giorno in giorno, questi dati non possono essere facilmente corretti.

"Prima della pandemia, le misurazioni dell'altezza dell'antenna avevano una precisione media di circa quattro centimetri a causa del livello più elevato di rumore, "dice Karegar. "Durante il lockdown, però, non c'erano quasi veicoli parcheggiati nelle vicinanze dell'antenna; questo ha migliorato la precisione a circa due centimetri." Un salto decisivo:più affidabili sono i valori, minori sono le fluttuazioni di elevazione che possono essere rilevate negli strati superiori del suolo.

Nel passato, Le stazioni GNSS erano preferibilmente installate in regioni scarsamente popolate, ma questo è cambiato negli ultimi anni. "Sensori GNSS precisi sono spesso installati nelle aree urbane per supportare i servizi di posizionamento per applicazioni di ingegneria e rilevamento, ed eventualmente per applicazioni scientifiche come studi di deformazione e valutazione dei rischi naturali, " dice Karegar. "Il nostro studio raccomanda di cercare di evitare l'installazione di sensori GNNS vicino ai parcheggi".