Il sistema GPS fornisce delle coordinate geocentriche che non sono direttamente utilizzabili in topografia. Per questo vanno convertite, a seconda dello scopo del rilievo, in un sistema di coordinate cartesiane. Vediamo quali sono i più comuni.
Il sistema di coordinate GPS
Il GPS è uno degli strumenti più utilizzati nell’ambito dei rilievi topografici (anche se il termine più corretto da utilizzare è GNSS, in quanto esistono più sistemi globali di navigazione satellitare nell’orbita del nostro pianeta).
Questo sistema di coordinate permette di determinare la posizione esatta di qualsiasi punto sulla superficie terrestre, ma ha lo svantaggio di non poter essere utilizzato in topografia.
La ragione è semplice, il GPS si basa sul sistema di riferimento WGS84 e utilizza coordinate geocentriche, ovvero coordinate cartesiane di un punto rispetto alla terna d’assi geocentrica OXYZ. Le coordinate geocentriche individuano la posizione tridimensionale di un punto nello spazio, ma in topografia si preferisce utilizzare le coordinate cartesiane, considerate più intuitive.
Convertire le coordinate GPS per utilizzarle in topografia
Per individuare la posizione di un punto nello spazio si possono utilizzare diversi sistemi di coordinate.
Fortunatamente, questi sono tutti equivalenti tra loro ed è possibile lavorare su uno o più sistemi realizzando delle operazioni geometrico-matematiche di conversione senza perdere la precisione dei dati originali rilevati.
Vediamo quali sono i diversi tipi di coordinate cartografiche utilizzabili in topografia e con cui convertire i dati ottenuti attraverso il GPS.
Coordinate geografiche ellissoidiche
Le coordinate geografiche, ovvero latitudine e longitudine, sono valori che insieme definiscono la posizione planimetrica di un punto.
Questo tipo di coordinate sono quelle maggiormente utilizzate, ma bisogna tenere in considerazione che nel sistema cartografico italiano ci si basa sull’ellissoide Hayford, leggermente diverso rispetto all’ellissoide WGS84.
Coordinate cartesiane locali
Le cartesiane locali sono le coordinate di un punto rispetto alla terna euleriana e corrispondono alle coordinate misurabili sul piano tangente.
Sono estremamente utili per i rilievi in cantiere e vengono utilizzate anche nei rilievi GPS per esprimere posizioni tridimensionali.
Si utilizzano quando la corrispondenza di distanze e angoli alla superficie reale della zona rilevata è più importante della corrispondenza del rilievo a un sistema cartografico.
Coordinate UTM
Le coordinate UTM sono un sistema cartografico universale basato sulla proiezione conforme di Gauss, che proietta l’ellissoide WGS84 su un cilindro che avvolge la terra.
Appartengono alla famiglia delle proiezioni cilindriche, che proiettano ciascun punto della superficie dell’ellissoide dal centro verso un cilindro tangente all’ellissoide stesso. Le coordinate UTM utilizzano un cilindro tangente all’equatore.
Coordinate Cassini-Soldner
Le coordinate Cassini- Soldner si utilizzano nell’ambito del catasto italiano di alcune regioni e sono simili al sistema delle coordinate cartesiane locali.
Si tratta di una proiezione su un piano tangente ad un punto di riferimento specifico e il centro di proiezione dell’ellissoide è posizionato in diversi punti della rete nazionale.
Coordinate Gauss-Boaga
Le coordinate Gauss-Boaga sono quelle in cui si esprime generalmente la cartografia italiana e, come le coordinate UTM, fanno parte della famiglia delle proiezioni cilindriche.
Rispetto alle coordinate UTM però, le Gauss-Boaga utilizzano un cilindro tangente a un meridiano, ovvero il meridiano di riferimento, e rendono più complessa la conversione da coordinate GPS a cartesiane perché si basano sull’ellissoide Hayford.
