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L'attivit脿 solare si svolge in cicli di 11 anni e attualmente ci stiamo avvicinando al picco del ciclo solare 25. Ci貌 significa pi霉 macchie solari, aree di intensa attivit脿 magnetica che producono brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale (grandi espulsioni di plasma e campo magnetico dal sole). Quindi molte parti del mondo non abituate alle aurore boreali improvvisamente vengono trattate con dimostrazioni colorate del fenomeno.

Cosa c'entra tutto questo con la costruzione? Sfortunatamente, il meteo solare tempestoso pu貌 anche creare scompiglio con le apparecchiature di rilevamento che utilizzano segnali GNSS (Global Navigation Satellite Systems).

"Tende a danneggiare le prestazioni del GPS, incluso l'RTK (posizionamento cinematico in tempo reale) per applicazioni di edilizia e topografia", afferma Stuart Riley, vicepresidente della tecnologia - GNSS presso Trimble, l'azienda tecnologica statunitense.

Quando il plasma proveniente dal sole colpisce la ionosfera, solitamente segue le linee del campo magnetico ai poli Nord e Sud, afferma Riley.

Normalmente, l'attivit脿 solare tende a colpire solo le zone pi霉 remote del nord. Ma quando 猫 forte, come lo 猫 attualmente, i problemi possono estendersi fino al Nord America, al Regno Unito e all'Europa.

Man mano che il sole rilascia pi霉 plasma, questo colpisce la ionosfera terrestre e pu貌 causare ritardi nei segnali GNSS, nonch茅 una rapida attenuazione.

La tempesta pi霉 importante, a maggio, causata da particelle emesse da un'enorme macchia solare, 猫 stata la pi霉 intensa dal 2003. "Abbiamo visto un impatto significativo nel Canada settentrionale e fino alle latitudini pi霉 settentrionali, ma anche negli Stati Uniti e persino nella Bay Area, il che 猫 estremamente raro", afferma Riley.

Un ricevitore GNSS modulare Trimble R750. (Immagine: Trimble)

"Abbiamo sicuramente riscontrato alcuni problemi in Scandinavia e nei paesi nordici e abbiamo assistito ad attivit脿 in Europa, ma l矛 non 猫 stato cos矛 grave, anche se ci sono state alcune aurore boreali spettacolari.

"L'ultima volta siamo stati fortunati perch茅 猫 iniziato alla fine di un giorno di venerd矛 nel Regno Unito e la maggior parte dell'attivit脿 era terminata entro luned矛. Se fosse successo durante l'orario di lavoro a met脿 settimana, avrebbe avuto un impatto molto pi霉 dirompente sulle operazioni".

La sfida pi霉 grande 猫 un degrado del segnale che influisce sulla capacit脿 di rilevare la posizione dell'attrezzatura, afferma Riley. "Si possono avere problemi di tracciamento in cui il segnale viene attenuato al punto che potresti non essere in grado di tracciarlo per brevi periodi di tempo. Questo non 猫 accaduto molto nelle recenti tempeste", spiega.

"L'altro effetto 猫 che la misurazione della distanza dal satellite pu貌 essere corrotta. Per RTK, hai la base e hai il rover e facciamo molte ipotesi sulla correlazione delle misurazioni. Quando ottieni queste elevate attivit脿 ionosferiche inizi a vedere una certa decorrelazione delle fonti di errore della base e del rover."

Dal punto di vista di un operaio edile o di un geometra, ci貌 significa che le misurazioni dell'altezza o della posizione orizzontale possono iniziare a spostarsi, rendendo potenzialmente le misurazioni meno precise.

"Pu貌 essere estremo, fino al punto di non essere pi霉 in grado di fare RTK, anche se solo per brevi periodi", afferma Riley.

Qual 猫 la soluzione?

Questo non 猫 il primo ciclo solare che si verifica nell'era dell'RTK, afferma Riley. La tecnologia RTK 猫 in fase di sviluppo dagli anni '90 e gli algoritmi e l'hardware sono gradualmente migliorati nel tempo, il che significa che i nuovi sistemi funzionano meglio di quelli pi霉 vecchi.

Ci貌 non significa, tuttavia, che i nuovi sistemi siano immuni. "I diversi produttori reagiranno a questi problemi in modi diversi. Ma in genere, un potenziale degrado della posizione 猫 un problema di produttivit脿 per i lavoratori edili", afferma Riley.

Di conseguenza, da tempo si sta lavorando per ridurre al minimo i disagi mentre raggiungiamo il massimo solare (il periodo di massima attivit脿 solare del ciclo), che dovrebbe verificarsi tra la fine del 2024 e l'inizio del 2026, secondo lo Space Weather Prediction Center (SWPC) della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti.

"Circa tre anni fa, sapevamo che il ciclo si sarebbe riscaldato. 脠 molto prevedibile", afferma Riley.

"Sappiamo che due o tre anni prima del picco, storicamente abbiamo iniziato a rilevare problemi e sono continuati per due o tre anni dopo. Quindi per circa sei anni in un ciclo di 11 anni tendiamo ad avere problemi minori. In genere, 猫 in luoghi pi霉 estremi, luoghi molto settentrionali, dove inizieremmo a vedere se sono i primi. Poi ci sono alcuni problemi unici nelle regioni equatoriali come il Brasile che sono i primi indicatori di attivit脿".

Stuart Riley

Riley e i suoi colleghi di Trimble hanno iniziato a raccogliere una grande quantit脿 di dati circa tre anni fa, distribuendo apparecchiature in vari luoghi del mondo e utilizzando dati dalla rete RTX dell'azienda che ha stazioni in tutto il mondo. Hanno anche utilizzato sofisticate registrazioni a radiofrequenza (RF) per registrare le tempeste e riportarle in laboratorio per studiarle e trovare modi per proteggere i segnali.

"Se riusciamo a registrare una tempesta, possiamo riportarla in laboratorio e riprodurla pi霉 e pi霉 volte e perfezionare gli algoritmi a un livello davvero basso. 脠 qualcosa che non avevamo a disposizione l'ultima volta."

Il risultato di tutta questa raccolta di dati e di tutti questi ritocchi di algoritmi 猫 stato un nuovo prodotto chiamato " ", che 猫 stato rilasciato alla fine dell'anno scorso e distribuito come aggiornamento gratuito a chiunque utilizzi i servizi di supporto di Trimble. "Monitora le misurazioni su base satellite per satellite e cerca di stimare tre diversi parametri correlati alla ionosfera", spiega Riley.

"Da l矛, possiamo regolare il motore di posizione in base a ci貌 che determiniamo da questi parametri su base per satellite. Spesso scoprirai che le tempeste solari non illuminano necessariamente l'intero cielo, ma ci saranno zone di cielo che saranno interessate. Ci saranno alcuni satelliti che saranno estremamente interessati, alcuni lievi e altri per niente. Stimando cosa sta accadendo su base per satellite, possiamo configurare in modo pi霉 ottimale il motore di posizione e quindi derivare una stima migliore della posizione."

Quando l'attivit脿 solare diventa particolarmente intensa, il sistema progettato da Trimble entra in azione e compensa le aree gravemente colpite, in modo da garantire misurazioni pi霉 precise.

"Quello che abbiamo scoperto 猫 che durante periodi di tempo benigni, questi rilevatori non si attivano, ma durante le tempeste solari, iniziano a attivarsi e iniziamo a regolare il motore e iniziamo a vedere un miglioramento sostanziale quando ci貌 accade", afferma Riley.

IonoGuard ha funzionato "davvero bene" durante l'ultima tempesta, afferma, e per dimostrarlo ha da una localit脿 in Canada dove in precedenza si erano verificati problemi significativi con RTK.

Pur professando di non essere un esperto in materia, Riley si aspetta che si verifichino altre tempeste. "Possiamo certamente aspettarci altre tempeste. Potrebbero essere della stessa portata che abbiamo visto di recente? Forse. Potrebbero essere pi霉 alte, potrebbero essere pi霉 basse, non 猫 una cosa prevedibile. Potenzialmente, la prossima volta potrebbe influenzare le operazioni in un'area geografica diversa. Potrebbe non essere il Nord America, potrebbe essere l'Europa o qualche altro posto.

Consigli per le tempeste future

Per quanto riguarda la preparazione agli effetti delle future tempeste solari, il primo consiglio di Riley agli utenti della tecnologia Trimble 猫 di assicurarsi di utilizzare il firmware pi霉 recente e che IonoGuard sia abilitato.

Pi霉 in generale, aggiunge, "Da una prospettiva RTK, se storicamente hai spinto la lunghezza della linea di base, allora riconsidera. Se te la cavavi con una separazione tra base e rover che 猫 davvero lunga in condizioni benigne, allora considera se sarebbe pratico ridurla. Dipender脿 dall'operazione. Alcuni cantieri sono solo poche centinaia di metri fino a chilometri. Alcune operazioni potrebbero spingersi fino a decine di chilometri. Quindi rivedi cose come queste e la tecnologia che stai utilizzando per assicurarti di avere tutte le funzionalit脿 di cui hai bisogno abilitate".