Presentazione tesi di Valeria Belloni
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Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World Valeria Belloni Relatore Mattia Crespi Correlatori Mara Branzanti Augusto Mazzoni Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio Università di Roma ”La Sapienza” Anno Accademico 2013/2014 Valeria Belloni November 20, 2014 Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 1 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 2 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 3 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Roma Ocean World Peculiarità del progetto I Progetto ecosostenibile ideato per dimostrare che è possibile operare nel rispetto della natura I La finalità è quella di realizzare il giro del mondo a bordo di una imbarcazione sostenibile in assoluta autonomia energetica, idrica e alimentare, senza sosta e in solitaria I http://www.matteomiceli.com/ Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 4 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Strumentazione a bordo I Per garantire una navigazione a zero emissioni e consentire la sopravvivenza a bordo, sull’imbarcazione sono stati installati: I I due generatori eolici I due idroturbine I pannelli fotovoltaici calpestabili I un orto biologico I un dissalatore Tre sensori GPS ad alta precisione permettono di studiare l’assetto dell’imbarcazione, la traiettoria e il moto ondoso Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 5 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 6 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Prima fase di studio I Primi contatti tra il responsabile tecnico-scientifico del progetto il Prof. Paolo De Girolamo e la società Leica Geosystems AG Seconda fase di studio I Sopralluogo sulla barca I Il 19 luglio 2014 sono state realizzate 7 prove in diversi punti dell’imbarcazione e in diverse condizioni di umidità I Sono stati realizzati test di acquisizione con registrazione delle osservazioni a 1 Hz Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 7 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Terza fase di studio I Analisi dei dati condotta mediante il software TEQC I I I first epoch 19-7-14 11:58 conversione dei dati grezzi del ricevitore e delle effemeridi trasmesse dal formato binario MDB al formato standard RINEX quality check analisi dei parametri che definiscono la qualità delle osservazioni last epoch 19-7-14 12:08 hours dt 0.1536 1 #expt #have % mp1 mp2 o/slps 3983 3798 95 0.15 0.23 146 Estratto delle informazioni contenute nel file di estensione S per la prova effettuata a prua in corrispondenza della tuga Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 8 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Terza fase di studio I Analisi dei dati condotta mediante il software TEQC I I I first epoch 19-7-14 11:58 conversione dei dati grezzi del ricevitore e delle effemeridi trasmesse dal formato binario MDB al formato standard RINEX quality check analisi dei parametri che definiscono la qualità delle osservazioni last epoch 19-7-14 12:08 hours dt 0.1536 1 #expt #have % mp1 mp2 o/slps 3983 3798 95 0.15 0.23 146 Estratto delle informazioni contenute nel file di estensione S per la prova effettuata a prua in corrispondenza della tuga I Individuazione dei punti idonei per il posizionamento delle antenne Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 8 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 9 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Installazione dei tre sensori GPS I Un’antenna è stata installata a prua in prossimità della tuga I Due antenne sono state installate a poppa sul roll-bar Antenna di prua Antenna di poppa Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 10 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Collegamento tra ricevitori e antenne I I cavi di collegamento delle antenne di poppa sono stati inseriti all’interno dei tubolari del roll-bar I Il cavo di collegamento dell’antenna di prua è stato condotto direttamente in cabina Vantaggi I I I cavi non sono esposti alle intemperie I cavi non ostacolano le manovre dello skipper Cavo di collegamento Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 11 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Attivazione dei ricevitori I E’ stato attivato il funzionamento dei ricevitori I Il rate di acquisizione è stato fissato a 2 Hz I Il sistema è stato progettato per archiviare i dati su 9 schede di memoria da 8 GB (3 per ricevitore) Ricevitore di prua Cavo di collegamento del ricevitore Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 12 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 13 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni di dati in condizioni di ormeggio Analisi preliminare dei dati in condizioni di ormeggio I Analisi dei dati relativi ai primi 8 giorni di ottobre I Individuazione dei giorni di ormeggio in porto I Processamento mediante approccio PPP (Precise Point Positioning) Estratto del file di output del PPP I Calcolo delle distanze tra i tre ricevitori I Confronto con le distanze misurate sulla barca Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 14 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni di dati in condizioni di ormeggio dist. calcolate (m) 3.798 4.788 4.763 dist. calcolate (m) 3.791 4.783 4.764 dist. calcolate (m) 3.792 4.767 4.762 1 ottobre 2014 dist. misurate (m) 3.785 4.785 4.785 2 ottobre 2014 dist. misurate (m) 3.785 4.785 4.785 3 ottobre 2014 dist. misurate (m) 3.785 4.785 4.785 differenze (m) 0.013 0.003 -0.022 differenze (m) 0.006 -0.002 -0.021 differenze (m) 0.007 -0.018 -0.023 Risultati ottenuti I Precisione ottenuta dell’ordine del centimetro I Ripetibilità nei tre giorni considerati Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 15 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni VADASE Variometric Approch for Displacements Analysis Stand-Alone Engine I Brevettato nell’Area di Geodesia e Geomatica del Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale dell’Università di Roma La Sapienza I Consente di ricavare tra due epoche successive la variazione di posizione del ricevitore, dunque la velocità Kin-VADASE I Modalità cinematica del VADASE I Usato per la prima volta per valutare gli spostamenti di un mezzo in movimento I Permette di stimare spostamenti accurati senza l’ausilio di una stazione di riferimento Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 16 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni di dati in navigazione (VADASE) Analisi preliminare dei dati in navigazione I E’ stato realizzato un test di navigazione della durata di tre ore nei pressi del porto Riva di Traiano I I dati cosı̀ ottenuti sono stati processati mediante VADASE in modo indipendente per i tre ricevitori E’ stata analizzata la variazione delle distanze tra i tre ricevitori nel tempo per un totale di 25941 epoche I Estratto del file Est par Estratto del file COO Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 17 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni di dati in navigazione (VADASE) Variazione delle distanze tra i ricevitori e numero di satelliti osservati Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 18 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 19 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni I moti della barca I gradi di libertà della barca I 3 di traslazione: I I I I avanzo deriva sussulto 3 di rotazione: I I I rollio beccheggio imbardata Rotazioni della barca I Per lo studio dell’assetto dell’imbarcazione è stato necessario disporre di tre ricevitori Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 20 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Analisi delle velocità sulla componente Up dei ricevitori di poppa (rollio) Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 21 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Analisi combinata tra le velocità di poppa e di prua (beccheggio) Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 22 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Esempio di analisi del moto ondoso Andamento delle velocità lungo la direzione Up dei ricevitori di poppa Andamento delle velocità lungo l’asse longitudinale Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 23 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare di dati in condizioni di ormeggio di dati in navigazione (VADASE) Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 24 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni Conclusioni I Nuovo approccio di elaborazione utilizzato, Kin-VADASE I I Sviluppo e validazione di una nuova metodologia di analisi dei dati con la quale sono stati ottenuti risultati soddisfacenti Analisi dei fenomeni di beccheggio e rollio Al rientro di Eco40 I Elaborazione dei dati acquisiti durante il giro del mondo I Rilievo finalizzato alla ricostruzione del modello tridimensionale dell’imbarcazione I Ricostruzione della frequenza e dell’ampiezza delle onde di vento Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 25 / 26 Sommario Roma Ocean World Test di acquisizione Installazione delle antenne Analisi preliminare Analisi dell’assetto dell’imbarcazione Conclusioni GRAZIE PER L’ATTENZIONE Valeria Belloni Analisi preliminare per la determinazione dell’assetto di una barca a vela tramite dati GPS acquisiti nel progetto Roma Ocean World 26 / 26
