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Riflettometria GNSS · laghi · invasi · fiumi

Ogni satellite sopra l'acqua è un idrometro.

BREVA reflexa micro misura il livello dell'acqua dai segnali satellitari che la superficie riflette. Un'unità solare, un'ora per installarla, nulla in acqua, e il livello consegnato via satellite da qualsiasi punto della Terra.

Sessione di test su un lago: l'unità sul muro ha misurato 2,276 m dall'acqua e li ha trasmessi via Iridium in 40 byte.

0parti in acqua

Nessun tubo di pressione, nessun galleggiante, nessun radar sopra la corrente. Niente che piene o detriti possano distruggere.

≈ 1 hper installarla

Fissala a un muro, a un palo o a un ponte, puntala sull'acqua sulla mappa, verificala in diretta, e vai.

Globalecopertura via satellite

Report Iridium da luoghi senza rete mobile e senza corrente elettrica.

cmprecisione del livello

Calcolato a bordo da ogni passaggio di satellite, con un controllo di qualità su ciascuno.

A chi serve

Parti dalla domanda a cui devi rispondere.

Servizi idrologici e reti

«Come recuperiamo gli idrometri persi?»

Piene e limo distruggono gli strumenti in acqua. reflexa micro sta su un ponte o accanto a una stazione meteo, e trasmette via satellite.

Poi: serie lunghe e validate con l'elaborazione BREVA.

Allerta precoce e clima

«Quali fiumi salgono dove nessuno misura?»

Decine di idrometri lungo un bacino o su laghi glaciali remoti: un'ora per installarli, pochi byte a report via Iridium.

Poi: reflexa su GeoGuard nei punti critici, per allarmi in tempo reale.

Piccoli invasi e irrigazione

«Troppo piccolo per i satelliti, troppo lontano per un cavo.»

I satelliti altimetrici non vedono i piccoli invasi. Un'unità sulla riva dà un livello centimetrico ogni giorno.

Poi: livelli in CSV o JSON per il bilancio idrico.

Dighe e invasi

«Qual è il livello oggi, e il mio idrometro è corretto?»

Un livello indipendente a ogni sessione, dal coronamento o dalla sponda, senza cavi verso il lago.

Poi: reflexa su GeoGuard: ogni stazione che vede l'acqua è un idrometro, più gli spostamenti millimetrici.

reflexa micro misura il livello a sessioni: non è un allarme in tempo reale e non misura spostamenti. Per quello c'è reflexa su GeoGuard.

Come funziona · riflettometria interferometrica GNSS

Un'antenna sente ogni satellite due volte.

C/N0 vs sin(elevazione)dB-Hz
PeriodogrammaRH —
direttoriflesso

Il segnale

Un'antenna, due percorsi

Un'antenna GNSS vicino all'acqua sente ogni satellite due volte. La copia riflessa percorre una distanza in più, che cresce con l'altezza dell'antenna e con l'elevazione del satellite.

Δpercorso = 2 · H · sin(e)

La misura

Dall'oscillazione all'altezza

Rispetto a sin(elevazione), l'intensità del segnale oscilla a frequenza costante. Un periodogramma di Lomb–Scargle la individua; la lunghezza d'onda λ del segnale L1 la trasforma in metri.

H = f · λ / 2   λ = 19,03 cm

L'impronta

Decine di metri d'acqua

I satelliti bassi si riflettono lontano, quelli alti vicino. Con un'antenna a 3 m, i riflessi a 5° arrivano da circa 50 m di distanza: le onde si mediano e nulla tocca l'acqua.

d ≈ H / tan(e)

La console di campo

Installa, verifica, mantieni. Un'unica app, sul posto.

La modalità Normal guida un'installazione in cinque pagine. La modalità Advanced mostra ogni impostazione e ogni diagnostica. macOS, Windows e Linux.

Schermata della console di campo
Pagina Station, modalità Normal, lago di Como: settore impostato verso l'acqua, zone di Fresnel 12°–33° quasi tutte sull'acqua, ombra del terreno, altezza dell'antenna misurata 4,13 m.

Risultati sul campo

Misurato sul lago, ricevuto via satellite.

Una sessione di 32 minuti sul lago di Lugano. L'unità ha calcolato a bordo la distanza dall'acqua e ha inviato un report di 40 byte via Iridium.

L'unità su un muro in riva al lago a Lugano, con un portatile che mostra la console di campo

Report Iridium · formato C3 · 40 B

2,276m
Distanza antenna–acqua (RH)
2,276 m
Dispersione della sessione
27 mm
Archi usati / visti
11 / 11
Finestra
15:41–16:13 UTC
Rapporto picco/rumore mediano
3,6
Batteria
3,36 V

c3 74 18 5e 18 46 d0 35 d6 03 62 01 1c 8d c0 e8 2e 20 b3 e0 f0 15 40 a9 10 e0 01 fc a4 40 da 07 ea d0 d2 17 c0 d0 9b 10

Scheda tecnica

BREVA reflexa micro

L'unità reflexa micro su un palo: pannello solare, contenitore e cavo solare rosso
Foto: TAHMO WLM

Misura

Principio
riflettometria interferometrica GNSS (C/N0)
Grandezza
distanza antenna–acqua (RH)
Precisione
centimetrica
Altezza tipica dell'antenna
1–10 m sopra l'acqua
Finestra di elevazione
5°–45°
Intervallo di ricerca RH
automatico, autocorrettivo
Elaborazione
sull'unità, per arco e per sessione

GNSS

Ricevitore
u-blox SAM-M10Q, antenna patch integrata
Segnali
L1 / E1 / B1, singola frequenza
Costellazioni
GPS · Galileo · BeiDou · GLONASS · QZSS
Frequenza di misura
1 Hz
Archi simultanei
fino a 32

Telemetria e memoria

Modem
RockBLOCK 9704 · Iridium IMT
Report
≈ 22 B di default, ≈ 34 B con la posizione
Invio
a fine sessione · ogni N ore · ogni N risultati · giornaliero
Memoria a bordo
≈ 7.300 record, conservati fino allo scarico
Interfaccia locale
USB-C

Alimentazione e ambiente

Batteria
LiFePO4 26650, ≈ 3.000 mAh
Ricarica
solare o USB, 500 mA, 0–60 °C
Protezioni
protezione della batteria, doppio watchdog
Stato
3 LED, leggibili senza computer

Software

Console di campo
macOS · Windows · Linux
Mappe offline
pacchetto globale dei laghi, terreno, acque OSM
Aggiornamenti
guidati, con backup e controlli
Specifiche complete (in inglese)beta per i test sul campo · valori da firmware/app 0.5.5 · consumi ancora da misurare

Download

Ultime versioni

Accesso per i tester. Durante la beta, i download richiedono la chiave di rilascio in sola lettura ricevuta con l'unità, la stessa che la console di campo usa per gli aggiornamenti.

Lettura dell'indice dei rilasci…

Manuale

Dalla scatola al primo livello dell'acqua

Il manuale completo, in inglese, è nella documentazione. Le stesse pagine si aprono dal pulsante "?" dentro l'app.

Capitolo 1

Installa l'unità

Prima di partire: un'unità carica, un cavo USB-C per dati, la console di campo e un metro per l'altezza dell'antenna.

  1. Monta l'unità dove vede il cielo aperto e l'acqua tra 5° e 45° di elevazione.
  2. Fissala saldamente: qualsiasi movimento dell'antenna si legge come una variazione del livello.
  3. Misura l'altezza dell'antenna sopra l'acqua e annota l'ora.
  4. Collega l'unità: l'app la trova e, se serve, ne imposta l'orologio.

Da un'unità al monitoraggio continuo

Gli stessi segnali vedono anche le strutture muoversi.

Un'unità reflexa micro fa una cosa sola, il livello dell'acqua per riflettometria, dove basta un piccolo idrometro autonomo: misura a sessioni e trasmette pochi byte al giorno. Dove acqua e strutture vanno sorvegliate in continuo, GReD offre reflexa, il suo servizio di riflettometria, insieme al monitoraggio GNSS degli spostamenti di GeoGuard, su unità più grandi costruite per ambienti difficili, con fino a due antenne ciascuna.

GeoGuardGeoGuard
Livello dell'invaso e spostamento del coronamento · giornalierogiorno 0
Spostamento vs livellor —
livello dell'acqua (GNSS-IR)punto Apunto B

Dati reali di una diga monitorata, resi anonimi: livello in metri sopra il minimo del periodo, spostamento orizzontale di due punti GNSS sul coronamento lungo la loro direzione principale, medie giornaliere.

Ridondanza integrata

Ogni stazione che vede l'acqua è un idrometro

Su una diga o una sponda monitorata, ogni antenna GeoGuard che vede l'acqua ne misura anche il livello. Cinque stazioni sul coronamento che vedono l'invaso danno cinque serie di livello indipendenti, da cinque punti di vista, senza hardware aggiuntivo.

Verifica incrociata

Nessun idrometro di cui fidarsi alla cieca

Le serie osservano tratti d'acqua diversi e si controllano a vicenda. Una stazione che deriva, è ostruita o è ferma per manutenzione si nota rispetto alle altre, e il livello continua ad arrivare dalle restanti.

Un solo riferimento

Livello e movimento sullo stesso orologio

Livello dell'acqua e spostamenti arrivano dagli stessi ricevitori, nello stesso sistema di riferimento e sulla stessa linea temporale: la risposta della struttura al carico si legge direttamente, senza unire dati di sistemi separati.

unità reflexa microreflexa su GeoGuard
Ideale perLaghi e fiumi remoti, campagne di misura; luoghi senza corrente né reteDighe, invasi, ponti, coste e infrastrutture critiche
MisuraA sessioni; un riepilogo per sessioneContinua, a ogni passaggio di satellite, con più ricevitori
HardwareUnità compatta con una sola antenna, solareUnità più grandi per ambienti difficili, fino a 2 antenne per unità
RidondanzaUn punto di vista per unità; più unità per averne di piùOgni stazione che vede l'acqua la misura: più serie di livello indipendenti, che si verificano a vicenda
TrasmissioneIridium, pochi byte al giornoInvio continuo, dati grezzi completi
ElaborazioneSull'unitàCatena di elaborazione BREVA, serie temporali validate
Grandezze misurateSolo il livello dell'acqua (riflettometria)Spostamenti 3D millimetrici, livello dell'acqua per riflettometria, altri sensori integrati, correlazioni, allarmi, dashboard e API

Parti da un'unità reflexa micro; passa a reflexa su GeoGuard, continuo e ridondante, sullo stesso sito e sugli stessi segnali. Il monitoraggio continuo è descritto su geoguard.eu.

Apri la vista 3DContattaciinfo@g-red.eu
GReDGReDTAHMOPartner in TEMBO Africa · hardware dell'unità: TAHMO WLM (TIGIR), progettato da TU Delft
BREVA reflexa micro · firmware e console di campo di GReD · hardware dell'unità di TU Delft e TAHMO · partner in TEMBO Africa (crediti) · info@g-red.eudocumentazione versione 0.5.5