CRISEL promuove il GNSS di prossima generazione con la soluzione Catalyst

Tecnologie, processi, cambi di paradigmi commerciali, e molti altri aspetti pervadono il mondo delle tecnologie geomatiche del nostro quotidiano. E diversamente non poteva essere con la tecnologia GNSS che sta subendo una vera e propria rivoluzione, a cominciare dalle architetture e dalle potenzialità operative che i nuovi sistemi network based offrono all'utente finale.

L'uso tradizionale dei sistemi GPS o GNSS, non è però alla fine della storia, ma diversamente da alcuni anni fa, le modalità di impiego e le potenzialità si sono ampliate di molto, in funzione delle 3 modalità principali d'uso dei sistemi GNSS, in modalità differenziale.

L'uso del GNSS è ormai diviso infatti nelle tre modalità principali, escludendo quella cosiddetta autonoma, nella modalità di calcolo in post-processing, in quella differenziale DGPS o RTK/PPK, e nella ormai diffusa modalità PPP.

Ovvio è che le modalità più diffuse sono quelle RTK/PPK e PPP, in cui la discriminante è in linea di massima la precisione, e la disponibilità delle reti differenziali o di augmentation disponibili in diverse modalità e con una differenza geografica in funzione della disponibilità di servizi gestiti dai provider, alla stessa stregua delle reti telefoniche mobile come GSM e 2-5G. Ma ancora, la disponibilità delle reti in alcune condizioni operative, e in alcune aree geografiche non sono che disponibili impiegando diverse tipologie di servizi via satellite, di cui le più diffuse sono quelli in Banda L, che permettono di ricevere servizi di correzione scalabili in termini di precisione e ovviamente di costi dei servizi.

Ma quali sono le condizioni per cui in una certa area geografica siano disponibili o meno tali servizi ?

In primis dobbiamo inserire le aree scarsamente antropiche come aree desertiche, e poco abitate come è l'Africa in generale, ma anche semplicemente là dove il ritorno economico è basso perchè ci sono pochi utenti. In queste aree, a meno dei servizi PPP che non raggiungono performance centimetriche, come invece una buona fetta di utenti richiedono in mille attività per i mercati dell'AEC, del territorio e dei beni culturali come l'archeologia, la documentazione e l'operatività in campo ambientale.

L'evoluzione del Geo-IT

Insieme alla struttura e alle tecniche proprie dei sistemi satellitari, buona parte dell'innovazione è dovuta anche e soprattutto alle soluzioni IT e dei sistemi mobile, ma il cambio di paradigma del GNSS passa in primis per l'evoluzione propria delle trasformazioni, e mutazioni delle soluzioni hardware, che sempre più si generalizzano a favore delle componenti firmware e del cosiddetto SDR (Software Defined Radio).

Queste soluzioni permettono di generalizzare i ricevitori GNSS nella componente RF, e spostano le soluzioni a bordo di terminali generici come gli smartphone, che utilizzando le tecniche client-server tipico delle soluzioni basate sulle reti globali, ricevono i dati di correzione dei segnali, e li elaborano come vettori di correzione da applicare ai segnali locali.

Il cuore dei sistemi GNSS non è più quindi il processore classico fatto di stadi di ricezione dei segnali, di chip e funzioni hardware, bensì un cuore pulsante di algoritmi software in grado di emulare i chip di calcolo, e gestire in mille modi diversi i segnali dei satelliti, le correzioni, i modelli tropo-ionosferici, le connessioni alla rete locale o satellitare.

In poche parole, il software sta pian piano sostituendo l'hardware specializzato, e con ciò cambia radicalmente l'approccio ai costi, all'usabilità dei servizi e al modello di business, che si sposta anche per il GNSS in maniera preponderante verso il pay-per-use, con una eccezionale scalabilità di precisioni e prestazioni che dipendono esclusivamente dal tipo di servizio acquistato, stante lo stesso hardware che diventa quasi indifferente per le diverse soluzioni.

Il GNSS innovativo tra servizi, precisioni, costi e usabilità

L’innovazione dei nuovi sistemi GNSS si basa oltre che sulla tecnologia, sul livello dei servizi, e il tutto può essere semplicemente spiegato con la frase “stesso hardware, precisione e servizi differenti, in funzione delle esigenze operative”.

Questo vuol dire semplicemente che il costo d’uso di un sistema GNSS di nuova generazione, genericamente non è più legato alla soluzione adottata, ma al servizio richiesto. In genere il costo dell’hardware è molto contenuto, e quasi al limite del prezzo di costo, mentre i costi di esercizio sono per lo più legati al livello del servizio richiesto.

In sostanza quindi, ogni soluzione può essere usata sia per misure centimetriche, che per misure decimetriche o submetriche.

Il vantaggio di tali soluzioni, all’interno di una organizzazione che opera in diversi settori e con diverse esigenze operative, è quello di poter usufruire del sistema anche per misure di alta precisione, senza pagare costi iniziali esorbitanti, ma pagando solo il servizio per il suo tempo di utilizzo. Il modello di servizio è quello proprio del pay-per-use, con tutti i vantaggi tipici di questo approccio, flessibile e legato all’uso effettivo del sistema.

Il caso di Catalyst DA2 di Trimble

Il primo sistema disponibile sul mercato non poteva che essere targato Trimble, che tra i players del positioning GNSS è quello più all’avanguardia in termini di soluzioni HW, modello di business e soluzioni innovative.

La realtà ci sorprende, e anche se il sistema DA1 Catalyst di Trimble è andato in onda un paio di anni fa, è solo ora che è tornato grande e maturo dal lungo viaggio.

E così, il sistema Catalyst DA2 rappresenta la vera soluzione innovativa che sdogana il GNSS del futuro.

E in effetti una delle promo recita senza esagerare, “Catalyst DA2 digital GNSS receiver“, e possiamo affermare quindi, che “Catalyst DA2 è il primo sistema GNSS di tipo DIGITAL RECEIVER”.

Le modalità operative e le relative precisioni, sono ben riassunte nella tabella delle prestazioni qui indicata.

Position as a Services

La soluzione Catalyst di Trimble rappresenta uno dei primi sistemi al mondo che impiega un approccio di tipo PaaS avanzato in tempo reale. Il che presenta dei vantaggi enormi in termini di performance e, soprattutto, di riduzione dei costi dell’hardware e di impegno e specializzazione dell’operatore.

Con le soluzioni Catalyst like del GNSS futuribile, gli operatori del rilievo GNSS non dovranno avere più nessuna delle competenze che è richiesta oggi nello stesso ambito.

Tab.1 – Intersezione tra Livello del servizio, Precisione, Costo

Il futuro del GNSS non è una cosa complicata

Parte della storia è già stata scritta attraverso i servizi basati sulle reti di satelliti geostazionari. Questi, già alla fine degli anni ‘90, venivano impiegati nel contesto internazionale per posizionamenti a scala globale, o nelle operazioni tradizionali a bordo di navi oceanografiche o applicazioni critiche in altri ambienti operativi. Stiamo parlando dei servizi come Fugro STARFIX, Trimble OmniSTAR, ed altre soluzioni, fino ad arrivare ai servizi GALILEO HAS che sono in corso di attivazione e che, con il progetto GISCAD-OV, nel giro di un paio di anni, saranno operativi per la prima fase di innovazione reale dei sistemi GNSS europei.

Ma l’innovazione non è tutta qui! Quello che veramente sarà divisivo tra i prodotti high end delle aziende più importanti come Trimble e similari, e quelle di retroguardia come le decine di marchi con targa cino-way, sarà l’insieme delle tecnologie SDR e dei servizi PaaS che porteranno ad una enorme riduzione dei costi dell’hardware e ad una definitiva mutazione del modello di business verso i servizi basati sul cloud.

Tempo previsto per il cambio di direzione 3/5/7 anni. A meno che non siete dei clienti Trimble e abbiate voglia di entrare da subito nel futuro del GNSS.

Note

PPP-RTK market and technology report: l’ultimo e più aggiornato riferimento per comprendere la galassia tecnologica e di mercato del mondo GNSS, edito dall’Agenzia Europea per Galileo EUSPA (ex GSA) e i sistemi GNSS. Basta andare al link del documento di 62 pagine e trovare tutto ciò che serve per inquadrare il presente ed il futuro dei sistemi GNSS.

SDR: sta per Software-defined Radio. La definizione più semplice è quella che trovate su wikipedia alla data di pubblicazione di questa nota.

PaaS: Position as a Service. Sono servizi innovativi su cloud per le applicazioni di positioning ma non indicano una tipologia di servizio specifico, se non la capacità di trattare dati GNSS di ogni tipologia, così come i dati grezzi in genere in formato Rinex o i dati finali di posizione come i dati NMEA precisi.

PPP: Precise Point Positioning .

GNSS: Global Navigation Satellite System. In generale i sistemi di posizionamento basati sull’insieme dei sistemi satellitari di differenti players come GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDU, QZSS, etc.

Info 

• CRISEL
• OMNISTAR by Trimble