Ellissoide
Nella navigazione inerziale e nella geodesia, l'ellissoide è un modello matematico che rappresenta la forma della Terra in modo semplificato, preciso e utilizzabile. Invece di trattare la Terra come una sfera perfetta, i professionisti e i sistemi di navigazione la modellano come un ellissoide oblato, leggermente schiacciato ai poli e rigonfio all'equatore a causa della rotazione terrestre. Questa rappresentazione fornisce una superficie geometrica coerente su cui posizioni, quote e movimenti possono essere definiti con precisione.
L'ellissoide fornisce la superficie di riferimento fondamentale per i sistemi GNSS e i sistemi di navigazione inerziale accoppiati. Utilizza parametri chiave, tra cui il semiasse maggiore e il fattore diappiattimento. Il semiasse maggiore rappresenta il raggio equatoriale. Il fattore diappiattimento descrive quanto la Terra si discosta da una sfera perfetta.
I comuni ellissoidi di riferimento globali, come il WGS-84, garantiscono coerenza a livello mondiale per il posizionamento, la navigazione e la mappatura.
Nella navigazione inerziale, l'ellissoide svolge un ruolo fondamentale nell'esprimere la posizione. I professionisti definiscono latitudine e longitudine geometricamente sull'ellissoide anziché sulla vera superficie fisica della Terra. Quando un'INS integra accelerazioni e velocità angolari per calcolare velocità e posizione, si affida a un modello terrestre per proiettare correttamente il movimento in un sistema di riferimento curvo. L'ellissoide consente una trasformazione accurata tra i sistemi di coordinate del corpo, di navigazione e geocentrici, tenendo conto al contempo della curvatura e della rotazione terrestre.
L'ellissoide definisce l'altezza ellissoidale come la distanza verticale tra un punto e la superficie dell'ellissoide. Questa altezza differisce dall'altezza fisica sul livello del mare. I sistemi di navigazione la utilizzano per il posizionamento di precisione, la fusione dei sensori e l'integrazione GNSS/INS.
L'utilizzo dell'ellissoide garantisce continuità e stabilità matematica, che sono fondamentali per i filtri di Kalman e i modelli di propagazione degli errori.
