Il Geoide e il GNSS

Il geoide è un modello teorico della Terra che rappresenta una superficie equipotenziale del campo gravitazionale terrestre. In termini più semplici, è una rappresentazione della forma che assumerebbe il livello del mare se potesse estendersi attraverso continenti e montagne, seguendo la variazione del campo gravitazionale della Terra.

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Fig.23 Rappresentazione del Geoide

Caratteristiche:

  • Irregolare e Ondulato: A differenza di una forma sferica o ellissoidica perfetta, il geoide ha una forma irregolare, con rilievi e depressioni. Queste irregolarità sono causate dalle variazioni della densità della Terra e dalla distribuzione non uniforme della sua massa, che a loro volta influenzano il campo gravitazionale.
  • Superficie Equipotenziale: Il geoide è una superficie teorica su cui il potenziale gravitazionale è costante. In pratica, questo significa che se l’acqua potesse liberamente seguire la gravità senza ostacoli come terra o altre barriere, il suo livello si stabilirebbe lungo il geoide.
  • Rappresenta il «Vero» Livello del Mare: Il geoide è spesso descritto come il vero livello medio del mare su tutto il pianeta, estendendosi sotto i continenti.
  • Importante per le Misure di Altezza: Il geoide è usato come riferimento per determinare le altezze sul livello del mare. Le misure di altitudine fatte rispetto al geoide sono più rappresentative della reale «altezza» sopra il livello medio del mare.

Nota

In contrasto, l’elissoide è un modello matematico più semplice e regolare della Terra, usato principalmente in cartografia e sistemi di navigazione satellitare. Mentre il geoide si adatta meglio alla forma fisica effettiva della Terra, l’elissoide offre una rappresentazione semplificata e più gestibile per calcoli e mappature.

I modelli globali del geoide forniscono un’approssimazione del geoide valida mediamente per tutta la Terra e vengono utilizzati prevalentemente per scopi scientifici; non tengono conto delle variazioni locali e possono essere utilizzati per lavori tecnici solo quando l’approssimazione richiesta per l’altimetria è modesta (dell’ordine di alcune decine di cm).

EGM96

EGM96 è un esempio di modello globale molto utilizzato ed è di pubblico dominio, consultabile gratuitamente presso il seguente sito: http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm96/intpt.html

I modelli locali del geoide raggiungono in ambito locale una approssimazione migliore, ma sono validi solo per aree di ampiezza limitata.

ITALGEO

ITALGEO è il modello di geoide locale per l’Italia calcolato dal Politecnico di Milano in collaborazione con l’IGM ed è stato rilasciato in versioni successive sempre più accurate.

La più recente è ITALGEO2005, coerente con il datum altimetrico della rete di livellazione nazionale. A questo modello viene attribuita una accuratezza assoluta dell’ordine dei 10 cm.

Va notato che per le applicazioni a carattere tecnico sono più importanti i dislivelli piuttosto che le quote assolute, per cui il dato che interessa maggiormente è l’accuratezza relativa (variazione di ondulazione tra 2 punti), un po” migliore di quella assoluta.

Nota

L’utilizzo pratico del geoide ITALGEO si effettua mediante i grigliati IGM per le trasformazioni di datum. I grigliati .gr1 incorporano il modello ITALGEO99, i grigliati .gr2 e .grk incorporano invece il più recente ITALGEO2005.

Il valore dell’ondulazione nei punti che interessano viene stimato mediante interpolazione tra i nodi del grigliato.

Qui di seguito si mette a disposizione un modello per l’Italia in formato XYZ (ASCII Gridded XYZ) derivate dal modello disponibile online. Per la conversione nel formato XYZ è stata utilizzata la libreria Open Source GDAL.

  • ITG2009_20170606.xyz - File in formato XYZ dell’ondulazione del geoide in Italia - Fonte https://www.isgeoid.polimi.it/Geoid/Europe/Italy/italgeo99_g.html

Suggerimento

Per caricare il file nel software SurPAD e lavorare direttamente in campagna con la quota sul livello del mare si rimanda qui.