Monitoraggio di Stazioni GPS per Applicazioni di Sorveglianza del Livello del Suolo

Abstract

La rete di stazioni GPS permanenti per il monitoraggio delle deformazioni del suolo dell’area vulcanica napoletana (Somma-Vesuvio, Campi Flegrei ed isola d’Ischia), chiamata NeVoCGPS, è gestita dall’Osservatorio Vesuviano, sezione dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia [1]. Essa è costituita da 30 stazioni che acquisiscono informazioni dai satelliti GPS ogni 30 secondi e determina la posizione tridimensionale di ciascun sito di misura con un’accuracy sulle coordinate planimetriche di pochi millimetri e di circa 10 millimetri sulla quota. Tale rete è parte integrante di un sistema di monitoraggio più esteso, che include sia sensori distribuiti sul suolo sia sistemi interferometrici satellitari. Essendo distribuite su un territorio ad elevata densità abitativa, le stazioni GPS che costituiscono tale rete sono soggette a diverse sorgenti potenziali di interferenza, che possono degradare la qualità del segnale GPS ricevuto e, come accaduto in alcuni casi in passato, portare ad un’interruzione dell’acquisizione per una specifica stazione. Esempi di potenziali interferenti noti in letteratura sono alcuni sistemi di ricezione televisivi, che includono al loro interno amplificatori che emettono spurie nella banda di frequenza L1 del GPS ad un livello di potenza tale da poter interferire col segnale GPS, o segnali fuori banda interferenti con la banda L2 del GPS, generati da trasmettitori quali digipeaters per radio amatoriali [2]. Questi ultimi, in alcuni casi, possono interferire anche con la banda L1.L’attività di ricerca, partita con lo scopo di valutare sperimentalmente gli effetti dei segnali interferenti sulle singole stazioni GPS, ha permesso di individuare una correlazione tra il valore di un indicatore usualmente calcolato dai ricevitori impiegati in NeVoCGPS e gli effetti dell’interferenza. Di qui, la proposta di inserire tale parametro nel sistema di controllo e monitoraggio, al fine di monitorarlo con continuità per ciascuna stazione ed individuare per tempo eventuali trend peggiorativi del segnale GPS e prevenire, quindi, un’interruzione del servizio della stazione sottoposta ad interferenza. Il parametro in questione è il rapporto segnale-rumore (SNR), che, definito come il rapporto tra la potenza del segnale utile e la potenza di rumore, è utilizzato per migliorare le informazioni sulla fase della portante nei sistemi GPS ed è stato recentemente proposto per stimare le variazioni del contenuto d’acqua nel sottosuolo.