Obiettivi Formativi

Il corso di Navigazione e Cartografia si propone di fornire conoscenze di cartografia ovvero l’insieme di conoscenze tecnico-scientifiche finalizzate alla rappresentazione, su supporti piani (carte geografiche) o sferici (globi), di informazioni geografiche, statistiche, demografiche, economiche, politiche, culturali, relative al luogo geografico rappresentato. Si propone, anche, di applicare le conoscenze acquisite per utilizzare le apparecchiature e gli strumenti di ausilio alla navigazione. Il corso mira, infatti, ad approfondire il sistema informativo-geografico, identificato con la sigla GIS (Geographical Information System), che permette l’acquisizione, la memorizzazione, l’analisi, la visualizzazione e la restituzione di informazioni derivanti da dati geografici e da eventi che esistono e si verificano sul territorio. Obiettivo formativo del corso è fornire le competenze necessarie per utilizzare le carte nautiche per risolvere, con autonomia, problemi di navigazione. Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le abilità comunicative richieste in questo ambito ed avrà sviluppato le capacità di apprendimento necessarie per affrontare le problematiche connesse con la lettura delle carte nautiche e con le informazioni desunte dai sistemi GIS.

Learning Goals

The course of Navigation and Cartography aims to provide knowledge of cartography aimed at the representation, on geographical or globes, of different types of information (geographic, statistical, demographic, economic, political cultural) related to the represented geographical place. It is also proposed to apply the acquired knowledge in order to use navigational aids and instruments. The course aims to deepen the GIS (Geographical Information System), which allows the acquisition, storage, analysis and visualization of information obtained from geographical data and by events that exist and occur on the territory. Another objective of the course is to provide the necessary skills to use nautical charts to solve navigation problems with high grade of autonomy. At the end of the course, the student will have acquired the communication skills and will have developed the learning skills necessary to deal with the problems associated with the nautical charts and with the GIS data.

Metodi didattici

Il corso prevede 24 ore di attività didattica frontale e 24 ore di esercitazioni in aula. Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali con l’ausilio di presentazioni powerpoint, che saranno rese disponibili agli studenti. Le esercitazioni in aula consistono in esercizi svolti dal docente e dagli studenti relativi ad argomenti trattati nelle lezioni frontali; alcuni esercizi sono svolti al computer adoperando opportuni tool software (Matlab).

Teaching Methods

The course consists of 24 hours of lectures in the classroom and 24 hours of exercises in the classroom. The course, in order to achieve the expected training objectives, takes place mainly through lectures, makes use of powerpoint slides, available to students after the lessons. The exercises in the classroom consists in exercises solved by the teacher and by the students and are related to topics discussed during the lectures; some exercises are solved at computer using suitable software tool (Matlab).

Prerequisiti

Conoscenze di base di strumenti informatici.

Prerequisites

Basic knowledge of informatics.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati durante il corso. Durante l’esame verranno valutate la conoscenza da parte dello studente degli argomenti trattati, le capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato, la competenza nell’impiego del lessico specialistico, la qualità dell’esposizione. Il voto finale tiene conto unicamente della valutazione ottenuta durante la prova orale.

Assessment

The exam consists in an oral test about the topics treated during the lessons. During the exam, the knowledge of the treated topics, the critical reasoning skills on the conducted study, the expertise in the use of specialized vocabulary, the quality of the exposition will be assessed. The final grade takes into account only the evaluation obtained during the oral exam.

Programma del Corso

-FORMA DELLA TERRA E COORDINATE: forma della Terra, geoide, ellissoide terrestre, sfera terrestre, datum locali e globali, materializzazione del datum, sfera celeste, coordinate geografiche, coordinate isometriche. -CARTOGRAFIA: rappresentazione di ellissoide o sfera su un piano e deformazioni, relazioni di corrispondenza, modulo di riduzione lineare, modulo di riduzione areale, scala lineare, scelta della scala, errore di graficismo, classificazione delle carte, isogonismo di una carta. -CARTE PROSPETTICHE: schema geometrico delle carte prospettiche e relazioni di corrispondenza, carta stereografica polare tangente e sue proprietà. -CARTA DI MERCATORE: relazioni di corrispondenza e proprietà della carta di Mercatore, costruzione della carta di Mercatore. -CARTA DI GAUSS: relazioni di corrispondenza e proprietà della carta di Gauss, carta di Gauss come carta di Mercatore trasversa, cartografia italiana, UTM (Universal Transverse Mercator). -ORIENTAMENTO, PRORA, RILEVAMENTI, ROTTA: concetto di orientamento, linea meridiana geografica, angolo di prora di un mobile, rilevamento vero e rilevamento polare, angolo di rotta, rotta in forma circolare e quadrantale, uso del rilevamento per la stima della posizione di un mobile. -MAGNETISMO E BUSSOLA MAGNETICA: elementi di magnetismo, magnetismo terrestre, bussola magnetica, linea meridiana magnetica, angolo di declinazione magnetica, campo magnetico di bordo e campi perturbativi, angolo di deviazione magnetica, linea meridiana bussola, giro di bussola, prora vera, prora magnetica e prora bussola, rilevamento vero, magnetico e bussola. -NAVIGAZIONE LOSSODROMICA: definizione, equazione e proprietà della lossodromia, uso della lossodromia in navigazione e rappresentazione sulla carta di Mercatore, problemi di navigazione lossodromica e risoluzione. -NAVIGAZIONE ORTODROMICA: definizione, equazione e proprietà dell’ortodromia, problemi di navigazione ortodromica. -NAVIGAZIONE SATELLITARE: sistemi GNSS (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou), principio di funzionamento dei sistemi GNSS, equazione di misura di pseudorange, errori di misura, posizionamento assoluto con misure di pseudorange.

Course Syllabus

-SHAPE OF THE EARTH AND COORDINATES: shape of the Earth, geoid, terrestrial ellipsoid, terrestrial sphere, local and global datum, datum materialization, celestial sphere, geographic coordinates, isometric coordinates. -CARTOGRAPHY: representation of ellipsoid or sphere on plane and deformations, relationship between geographic coordinates and plane coordinate (projection equation), linear distortion index, area distortion index, scale and, projection graphic error, projection classification, conformal projections. -GEOMETRIC PROJECTIONS: general scheme and equation of geometric projections, equation and features of stereographic projection. -MERCATOR PROJECTION: equation and features of Mercator projection, plotting graticule of Mercator projection. -GAUSS PROJECTION: equation and features of Gauss projection, Gauss projection as transverse Mercator projection, Italian official cartography, UTM (Universal Transverse Mercator). -ORIENTATION, HEADING, BEARING, COURSE: concept of orientation, true north direction, heading of a moving object, true bearing, relative bearing, true course, representation of true course in 0-360 interval and 0-90 interval, bearing for position estimation of a mobile object. -MAGNETISM AND MAGNETIC COMPASS: elements of magnetism, terrestrial magnetism, magnetic compass, magnetic north direction, magnetic variation angle, perturbing magnetic field onboard, magnetic deviation angle, compass north direction, estimation of magnetic deviation angle, true, magnetic and compass heading, true, magnetic and compass bearing. -RHUMB LINE NAVIGATION: definition, equation and features of rhumb line, rhumb line in navigation and representation on Mercator projection, problems of rhumb line navigation and solving. -GREAT CIRCLE NAVIGATION: definition, equation and features of great circle, problems of great circle navigation and solving. -SATELLITE NAVIGATION: GNSS systems (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou), principle of GNSS systems, pseudorange measurement equation, measurement errors, absolute positioning by pseudorange measurements.