Geoposizionamento e principi della geolocalizzazione

Principi di geolocalizzazione tramite GPS

Il geoposizionamento , noto anche come geotracking , geolocalizzazione ,  o fissazione della geoposizione è il processo di determinazione o stima della posizione geografica di un oggetto. [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

Il geoposizionamento fornisce un insieme di coordinate geografiche (come latitudine e longitudine ) in un dato dato cartografico ; le posizioni possono anche essere espresse come rilevamento e distanza da un punto di riferimento noto. A loro volta, le posizioni possono determinare una posizione significativa, come un indirizzo .

Esempi specifici includono: geolocalizzazione degli animali , il processo di deduzione della posizione degli animali; sistemi di posizionamento , i meccanismi per la determinazione delle posizioni geografiche in generale; geolocalizzazione internet , geolocalizzazione di un dispositivo connesso a internet; e monitoraggio del telefono cellulare .

Bacground concettuale sul geoposizionamento

Il geoposizionamento utilizza vari metodi visivi ed elettronici tra cui linee di posizione e cerchi di posizione , navigazione celeste , radionavigazione e l’uso di sistemi di navigazione satellitare .

Il calcolo richiede misurazioni o osservazioni di distanze o angoli rispetto a punti di riferimento le cui posizioni sono note. Nei rilievi 2D sono sufficienti le osservazioni di tre punti di riferimento per calcolare una posizione in un piano bidimensionale . In pratica, le osservazioni sono soggette a errori derivanti da vari fattori fisici e atmosferici che influenzano la misurazione delle distanze e degli angoli.

Un esempio pratico di ottenere una posizione fissa sarebbe per una nave di prendere cuscinetto misurazioni su tre fari posizionati lungo la costa. Queste misurazioni potrebbero essere effettuate visivamente utilizzando una bussola a rilevamento manuale , o in condizioni di scarsa visibilità, elettronicamente utilizzando radar o radiogoniometro . Poiché tutte le osservazioni fisiche sono soggette a errori, anche la correzione della posizione risultante è soggetta a imprecisioni.

Sebbene in teoria siano sufficienti due linee di posizione (LOP) per definire un punto, in pratica “attraversare” più LOP fornisce una maggiore precisione e sicurezza, soprattutto se le linee si incrociano con un buon angolo l’una rispetto all’altra. Tre LOP sono considerati il ​​minimo per un pratico fix di navigazione. I tre LOP quando vengono disegnati sul grafico formeranno in generale un triangolo, noto come “cappello a tre punte”. Il navigatore avrà più confidenza in una posizione fissa che è formata da un piccolo tricorno con angoli vicini a quelli di un triangolo equilatero .

L’area di dubbio che circonda una correzione di posizione è chiamata ellisse di errore . Per ridurre al minimo l’errore, i sistemi di navigazione elettronica utilizzano generalmente più di tre punti di riferimento per calcolare un fix di posizione per aumentare la ridondanza dei dati . Man mano che vengono aggiunti più punti di riferimento ridondanti, la correzione della posizione diventa più accurata e l’area dell’ellisse di errore risultante diminuisce.

Il processo di combinazione di più osservazioni per calcolare una posizione fissa è equivalente alla risoluzione di un sistema di equazioni lineari . I sistemi di navigazione utilizzano algoritmi di regressione come i minimi quadrati per calcolare un fix di posizione nello spazio 3D. Questo è più comunemente fatto combinando le misurazioni della distanza a 4 o più satelliti GPS , che orbitano attorno alla terra lungo percorsi noti.

Il risultato del fissaggio della posizione è chiamato un fix di posizione ( PF ), o semplicemente un fix , una posizione derivata dalla misurazione rispetto a punti di riferimento esterni. Nella navigazione nautica , il termine è generalmente utilizzato con tecniche manuali o visive, come l’uso di linee di posizione visive o radio intersecanti , piuttosto che l’uso di metodi elettronici più automatizzati e precisi come il GPS ; nell’aviazione, l’uso di ausili elettronici alla navigazione è più comune.

Una correzione visiva può essere effettuata utilizzando qualsiasi dispositivo di mira con un cuscinetto indicatore. Vengono avvistati due o più oggetti di posizione nota e vengono registrati i rilevamenti. Le linee di rilevamento vengono quindi tracciate su un grafico attraverso le posizioni degli oggetti avvistati. L’intersezione di queste linee è la posizione corrente dell’imbarcazione. Di solito, una correzione è il punto in cui due o più linee di posizione si intersecano in un dato momento.

Se si possono ottenere tre linee di posizione, il risultante “cappello a tre punte”, dove le tre linee non si intersecano nello stesso punto, ma creano un triangolo, dà al navigatore un’indicazione della precisione. Le correzioni più accurate si verificano quando le linee di posizione sono perpendicolari tra loro. Le correzioni sono un aspetto necessario della navigazione in navigazione stimata , che si basa su stime di velocità e rotta . La correzione conferma la posizione effettiva durante un viaggio. Una correzione può introdurre imprecisioni se il punto di riferimento non è identificato correttamente o è misurato in modo impreciso.

Guarda anche

• Blocco geografico
• Geocodifica
• Geoide
• Unità di localizzazione GPS
• Geomarketing
• Geotagging
• Foto georeferenziata
• Targeting geografico
• Posizionamento all’interno
• Servizio basato sulla posizione
• Relazione mappa-territorio (in filosofia della geografia )
• Software di navigazione satellitare
• Triangolazione
• Analisi web
• API di geolocalizzazione W3C

Riferimenti e concetti, fonti per lo Sviluppo Software di Geolocalizzazione

1. 1.    ^ ” geolocalizzazione “ . ISO/TC 211 Geolexica . 02-06-2020. Estratto il 31/08/2020.
   2.    ^ Keating, JB; Stati Uniti. Ufficio di gestione del territorio (1993). La guida alla selezione del posizionamento geografico per la gestione delle risorse . Nota tecnica BLM. Ufficio di gestione del territorio. pag. 5. Estratto 31/08/2020.
   3.    ^ Nait -Sidi- Moh , A.; Bakhouya , M.; Gaber, J.; Wack , M. (2013). Geolocalizzazione e mobilità . ISTE. Wiley. pag. 71. ISBN 978-1-118-74368-3 . Estratto 31/08/2020.
   4.    ^ Zamir, AR; Hakeem, A.; Van Gool, L.; Scià, M.; Szeliski , R. (2016). Geolocalizzazione visiva su larga scala . Progressi nella visione artificiale e nel riconoscimento dei modelli (in rumeno). Edizioni internazionali Springer. ISBN 978-3-319-25781-5 . Estratto 31/08/2020.
   5.    ^ Progri , I. (2011). Geolocalizzazione dei segnali RF: principi e simulazioni . Springer New York. ISBN 978-1-4419-7952-0 . Estratto il 31/08/2020.
   6.    ^ Gentile, C.; Alsindi , N.; Raulefs , R.; Teolis , C. (2012). Tecniche di geolocalizzazione: principi e applicazioni . Springer New York. ISBN 978-1-4614-1836-8 . Estratto 31/08/2020.
   7.    ^ Laurie Tetley; David Calcutt (7 giugno 2007). Sistemi di navigazione elettronica . Routledge. pp. 9–. ISBN 978-1-136-40725-3 .
   8.    ^ B. Hofmann- Wellenhof ; K. Legat ; M. Wieser (28 giugno 2011). Navigazione: principi di posizionamento e guida . Springer Scienza e Business Media. ISBN 978-3-7091-6078-7 .

Ulteriori letture  di Sviluppo Software di Geolocalizzazione

• Zekavat , R.; Buehrer, RM (2019). Manuale della posizione della posizione: teoria, pratica e progressi . Serie IEEE sulla comunicazione digitale e mobile. Wiley. ISBN 978-1-119-43460-3 . Estratto 2021-02-19.
• Munoz, D.; Lara, FB; Vargas, C.; Enriquez-Caldera, R. (2009). Posizione Tecniche e applicazioni di localizzazione . Altrove scienza. ISBN 978-0-08-092193-8 . Estratto 2021-02-19.