Applicazione di tecniche di geodesia spaziale e di geodimetria classica ed automatica allo studio delle deformazioni del suolo

Dal confronto dei risultati delle due Campagne GPS è emerso:  
- un movimento differenziale tra i caposaldi R4 ed R5, posti sulla linea di 
cresta del versante in sackung, ed il caposaldo R3 ubicato sul versante 
opposto. 
In particolare da un’analisi quantitativa eseguita nel corso del presente 
lavoro è risultato: 
→  su R4 un abbassamento di quota di circa 21 mm; 
→  su R5 un movimento la cui componente planare è di circa 1 cm fuori 
l’errore, e in direzione NNW-SSE mentre la componente verticale è di 22 
mm fuori l’errore. Non è stato stabilito con certezza a quale caposaldo 
sia imputabile il movimento; 
- un movimento sui caposaldi L11 ( di circa 3 cm) e L13 (di oltre 1 
decimetro), posti entrambi in C.da Greci., di direzione di circa WNW-ESE. 
Questo confronto è però da considerare con le dovute cautele per la 
diversa configurazione geometrica delle reti misurate, per la diversa 
strumentazione, e per il trattamento dati (risultano ignoti molti 
parametri di input) eseguito con differente software. Infatti già alcuni 
autori (Bellone et al., 1995; Barbarella et al., 1995) hanno evidenziato 
come l’applicazione di diverse tipologie di strumenti, e soprattutto di 
software, in tutte le ripetizioni delle misure GPS, possa portare a 
scambiare per movimenti le variazioni dovute alla diversa configurazione 
utilizzata. 
 5.2  Campagna GPS ‘97 
 
Nel corso del mese di Ottobre sono state applicate tecniche di misura 
GPS sul sito. 
  ! Caratteristiche delle reti e materializzazione dei vertici. 
La scelta dei punti da dove acquisire le osservabilità, è nata dall’esigenza 
di: 
 1- utilizzare i caposaldi già preesistenti in sito, e da qui in avanti 
indicati come  “primitivi”; 
 2- istituzione di nuovi caposaldi, da affiancare ai precedenti, e di 
diversa  tipologia. 
Il caposaldo primitivo (fig. 5.1b) è costituito da un marker cilindrico in 
ottone, avente testa semisferica e foro su cui effettuare il centramento 
della stazione. Su questo caposaldo il posizionamento nelle misure 
successive può avvenire solo tramite un meccanismo a collimazione 
ottica, con la possibilità di conseguire degli errori nel riposizionamento 
degli strumenti, introducendo così nelle misure un certo grado 
d’indeterminazione. Di conseguenza, per tener conto di maggiore 
accuratezza nelle misure, la monumentazione dei vertici è stata 
realizzata ex novo, utilizzando un caposaldo 3D, in acciaio inox, che 
consente l’autocentramento sia planimetricamente che altimetricamente. 
Il nuovo caposaldo, basato sulla tipologia proposta dal Gubellini (1991) 
ma con l’aggiunta di una livella a bolla e di un filo a piombo, è costituito 
(fig. 5.1a) da un centrino “a perdere”, cementato su manufatto o su un 
pilastrino di calcestruzzo infisso nel suolo, su cui si avvita un centrino a 
doppia filettatura e successivamente una prolunga costituita da una 
colonna cilindrica coassiale di lunghezza pari a 651,4 mm. 
I vertici esterni materializzati dai nuovi caposaldi sono 6: 
 - R’1 posizionato nel settore settentrionale, al di fuori del versante 
di studio, sui carbonati, poco sopra alcuni liscioni di faglia; 
 - R’2 ubicato nel settore orientale, sul versante opposto a quello di 
studio, dove affiora l’unità a filladi; 
 - R’3 ubicato in posizione centrale rispetto agli altri caposaldi, sul 
versante opposto a quello di misura, in prossimità del centro abitato di 
Lago; 
 - R’4 e R’5 sono posizionati sul versante di misura, in 
corrispondenza delle vette di C.zo Pescato e Le Conche, dove affiorano le 
differenti unità metamorfiche; 
 - R’6 ubicato nel settore meridionale del versante, posto al contatto 
tra le unità metamorfiche e la successione sedimentaria del Bacino di 
Amantea Auct. 
 
Su questi vertici è stata appoggiata una nuova rete “di riferimento” 
configurata secondo uno schema a maglie triangolari sui cui vertici 
concorrono 4 baselines di lunghezza media di circa 2160 m. La rete, 
estesa per un’area di 2430 m in longitudine e 2500 m in latitudine, è 
costituita complessivamente da 13 baselines (fig. 5.2) 
 
I vertici interni materializzati dai caposaldi nuovi, e affiancati ai primitivi 
interni, posti sul sito in deformazione sono 13: 
 L’1, L’2, L’3, L’4, L’5, L’6, L’7, L’8 ubicati in località Piscopie; 
 L’9, L’10 ubicati in località Acquafredda; 
 L’11, L’12, L’13 ubicati in C.da Greci. 
Su questi vertici è stata appoggiata la rete interna “di controllo”. 
Quest’ultima è costituita da 45 baselines, di lunghezza media di 1300 m, 
colleganti i vertici interni con quelli esterni R’2, R’3, R’4, R’5, mentre i 
vertici interni non sono collegati tra loro. La rete è estesa per 2500 m in 
longitudine, e per 2125 m in latitudine. 
La geometria della rete interna “di controllo” appoggiata ai vertici L, 
risulta pressoché identica alla precedente, ma è collegata ai vertici R. 
 
Allo scopo di densificare i punti di misura, affinando maggiormente la 
risoluzione quantitativa della deformazione, sono stati istituiti 7 caposaldi 
in località Piscopie, alcuni dei quali si identificano con quelli interni di 
controllo: 
 S1, S2, S3=L’3, S4, S5=L’7, S6=L’8, S7. 
Su questi vertici è appoggiata una rete interna “di dettaglio” estesa per 
500 m in longitudine e 400 m in latitudine, e costituita da 12 baselines 
(fig. 5.2) di lunghezza media di  circa 200 m. Tutti i vertici (eccetto S3 
che è interno) sono collegati ai vertici esterni R’ da almeno una baseline. 
 
     ! Strategia di misura 
La Campagna di misura è stata pianificata nel seguente modo: 
 1- Rimisura della rete di riferimento e di quella di controllo, 
appoggiate  rispettivamente ai vertici primitivi R e L; 
 2- Misura della rete di riferimento e di quella di controllo, 
appoggiate rispettivamente ai vertici nuovi R’ e L’; 
 3- Misura della rete di dettaglio appoggiato ai vertici nuovi S. 
 
→  L’acquisizione degli osservabili è avvenuta utilizzando 5 ricevitori 
Ashtech a doppia frequenza PL1 e PL2, operanti su 12 canali, per 
differenza di fase e per pseudorange, e dotati di sistema automatico 
antispoofing. 
Le antenne impiegate sono state di 2 diverse tipologie: 
- un modello classico a forma “di disco”, d’acciaio inox, e dotato di 
bussola; 
- un modello di nuova concezione, a forma “di cono”, di vetroresina, 
attenuante maggiormente i disturbi sul segnale. 
 →  Le modalita di misura sono state: 
    ⇒ Tecniche per differenziale statico. 
Sono state impiegate per la misura delle reti esterne di riferimento, in 
quanto si aveva la necessità di maggiore precisione che solo questo 
metodo fornisce. 
Operativamente la preparazione della stazione di misura è consistita: 
 1- sui caposaldi primitivi, centrando l’antenna mediante l’uso di 
treppiedi e basette dotate di piombini ottici (fig. 5.4) e quindi misurando, 
con asta graduata, l’altezza inclinata ∆ h tra il caposaldo e l’antenna 
(media di 4 misure); a tavolino è stata poi eseguita la correzione sulla 
verticale ed alla localizzazione del centro planimetrico dell’antenna; 
 2- sui caposaldi nuovi, avvitando l’antenna sulla colonna 
autocentrante messa in precedenza in bolla e controllata un’eventuale 
staratura con filo a piombo (fig. 5.1 e 5.3). 
Le antenne sono state sempre orientate secondo il Nord, per meglio 
captare il segnale. 
I parametri di settaggio considerati su ogni stazione sono stati:  
 →  frequenza di campionamento del segnale  = 10 sec. 
 →  angolo di cut-off  > 15° 
 →  numero minimo di satelliti da “inseguire” =  4 
 →  tempo d’acquisizione del segnale = 1h 30 min. 
Su ogni stazione è stata prevista la stesura di un elaborato (scheda di 
stazione) sul quale sono stati annotati alcuni dati riguardanti il vertice 
occupato: 
- tempi d’inizio e termine delle sessioni, differenze con l’orario GMT; 
- codici numerici d’identificazione del vertice; 
- schizzo monografico per una facile localizzazione del vertice nella 
Campagna successiva.; 
- coordinate approssimate della stazione, ricavate da misure in 
pseudorange; 
- altezza inclinata, variabile, misurata delle stazioni centrate sui 
caposaldi primitivi, e altezza strumentale costante = 651,4 mm per le 
stazioni centrate sui caposaldi nuovi. 
 
In totale sono state eseguite 3 sessioni di misura sui vertici materializzati 
dai caposaldi primitivi (impiegando simultaneamente le 5 stazioni al fine 
di deteminare le 4 baselines della rete, ciascuna con almeno un estremo 
in comune con un’altra, ma indipendenti) e 4 sessioni sui vertici 
materializzati dai caposaldi nuovi (per ottenere l’indipendenza delle 
baselines si sono ruotate le stazioni sui 6 vertici). 
 
Durante l’acquisizione del segnale, a titolo di valutazione generale, si 
sono controllati: 
 1- il numero di satelliti, dal codice PRN, ricevuti in relazione ai 12 
canali utilizzati; 
 2- il rapporto segnale/noise S/N (< 20, segnale debole; >50, 
segnale ottimo); 
 3- il valore URA (Usable Range Accuracy) caratterizzante la 
precisione (≤  5,7 migliore) della pseudorange , in relazione allo stato di 
salute dei satelliti; 
 4- l’elevation ELV dall’orizzonte e l’azimut, nel sistema WGS84, dei 
satelliti. 
Si sono inoltre controllati i parametri di DOP (PDOP, HDOP, VDOP, TDOP) 
che caratterizzano la bontà della geometria impiegata nell’acquisizione 
del segnale (PDOP< 7). Un esempio è illustrato in fig. 5.16, riferito alla 
stazione centrata su A. 
 
In generale sulle stazioni si sono rilevati valori di URA= 5,7 e valori medi 
PDOP < 3 e S/N ≅  60. Solo la stazione R2 dimostra di essere la più 
rumorosa, probabilmente per la vicinanza del bosco che induce fenomeni 
di multipath. 
Per ottenere una verifica dell’affidabilità delle misure, si sono scambiati 
su ogni stazione, per ogni giornata di misura, sia i ricevitori che le 
antenne. 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   a) fase 1 
 
 
 
    
 
 
 
 
 
 
                                                                 
    
 
     a) fase 2
 
 
 
                                                                                                 
 
 
 
   a) fase 3
 
b) 
 
Fig. 5.1 - Campagna GPS ‘97: materializzazione dei vertici. a) caposaldo, a centramento forzato, in 
acciaio inox.    Sono riportati i particolari delle fasi di montaggio in sito, con l’utilizzo del filo a 
piombo per verificare una staratura della livella sferica a bolla; b) particolare del caposaldo 
“primitivo”, visto dall’alto  
 
            
 
  
 
Fig. 5.2 – Campagna GPS ’97: configurazione delle nuove reti “di riferimento” e “di dettaglio” sul 
sito. La figura 3D è stata realizzata interpolando 287 punti conosciuti. 
  
 
L O N G. E16° 08' 00" E16° 09' 00"
A
T.
R'1
N39° 11' 00"
            R'5
   S7            S5
 S6            S3          S2
         S4
   S1
     R'2
N39° 10' 00"
               R'4 R'3
  R'6
Scala rete        0                       600 m
Scala ellissi d'errore 95%                 0        1 cm
   Stazione traslocante di misura
   Stazione di misura
Fig. 5.11 - Campagna GPS '97: la rete di dettaglio misurata in modalità statica, legata alla rete di riferimento, 
                  appoggiata sui caposaldi nuovi.
  
      a) 
 
 
 
                                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
Fig. 5.3 - Campagna  GPS ‘97: le stazioni di misura della rete nuova di riferimento. a) la stazione 
R1 ubicata sui carbonati; b) la stazione R6 posta al contatto tra le metamorfici e le sabbie. Si 
osserva l’utilizzo in sito di diverse tipologie d’antenna 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                     a) 
 
 
 
 
 
 
                                                  b)    
 
 
c) 
 
 
 
Fig. 5.35 - Esperimento di ripetibilità delle misure mediante AEDM: il sistema APS 
utilizzato. a) stazione totale geodimetrica LEICA; b) particolare del caposaldo Kern ad 
infissione; c) p.c. con software di gestione dati.