ROMA X-PAND è un progetto finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) che combina il sistema satellitare europeo Galileo, il posizionamento GNSS ad alta precisione e la realtà aumentata per offrire nuove modalità di fruizione del patrimonio archeologico. Grazie a un’architettura di elaborazione in cloud, il progetto punta a trasformare i comuni smartphone in strumenti capaci di ricostruire virtualmente monumenti, architetture e reperti scomparsi, collocandoli con precisione nel loro contesto originario.
La crescente disponibilità di dati GNSS grezzi (raw GNSS measurements) e il supporto ai segnali multifrequenza stanno ampliando le possibilità di utilizzo degli smartphone in applicazioni che richiedono un’elevata accuratezza nel posizionamento.
Tecnologie un tempo riservate prevalentemente alla strumentazione professionale possono oggi essere integrate in dispositivi di largo consumo, aprendo nuove prospettive per il turismo culturale, la valorizzazione dei beni archeologici e le applicazioni di realtà aumentata.
In questo scenario si inserisce il progetto ROMA X-PAND, sviluppato da NAIS in collaborazione con Gter e finanziato dall’ASI nell’ambito del bando “Progetti dimostrativi per servizi ed applicazioni integrate”. La conclusione del progetto è prevista per novembre 2026.
ROMA X-PAND: Galileo HAS al servizio del patrimonio culturale
L’obiettivo di ROMA X-PAND è sfruttare le potenzialità del servizio Galileo HAS (High Accuracy Service) e della tecnica Precise Point Positioning (PPP) per ottenere un posizionamento sufficientemente accurato da consentire la ricostruzione virtuale di elementi archeologici nello spazio tridimensionale.
Attraverso la realtà aumentata, statue, colonne, mosaici e strutture architettoniche non più esistenti possono essere visualizzati sullo schermo dello smartphone e collocati virtualmente nel punto in cui si trovavano originariamente.
La precisione del posizionamento rappresenta un elemento fondamentale per garantire la corretta sovrapposizione tra gli oggetti digitali e l’ambiente reale, rendendo l’esperienza di visita più immersiva e coerente con il contesto storico e archeologico.
Il posizionamento GNSS ad alta precisione grazie al cloud
Uno degli aspetti tecnologicamente più rilevanti del progetto riguarda l’utilizzo del Precise Point Positioning, una tecnica di posizionamento satellitare che sfrutta correzioni precise per migliorare l’accuratezza delle coordinate calcolate.
L’esecuzione degli algoritmi PPP direttamente sugli smartphone presenta tuttavia alcune criticità, legate soprattutto alla capacità di calcolo dei dispositivi, al consumo energetico e alla stabilità delle osservazioni satellitari.
Per superare questi limiti, Gter sviluppa e gestisce la componente di posizionamento ad alta precisione attraverso un’architettura Cloud-Mobile, che trasferisce le operazioni più complesse dal telefono a un’infrastruttura di calcolo remota.
ROMA X-PAND: il sistema in tre fasi principali.
Acquisizione dei dati GNSS
L’applicazione ROMA X-PAND raccoglie direttamente dallo smartphone del visitatore le osservazioni satellitari grezze, tra cui pseudorange, fase della portante e misure Doppler.
Elaborazione PPP nel cloud
I dati vengono trasmessi in tempo reale a un motore di calcolo sviluppato da Gter. Qui gli algoritmi PPP applicano le correzioni fornite da Galileo HAS, relative alle orbite satellitari, agli orologi e ai bias di fase e codice, eseguendo le necessarie operazioni di filtraggio.
Restituzione della posizione e realtà aumentata
Le coordinate elaborate vengono inviate nuovamente all’applicazione mobile, con l’obiettivo di raggiungere un’accuratezza decimetrica e consentire il corretto posizionamento degli elementi virtuali nello spazio tridimensionale.
Questa soluzione permette di ridurre il carico computazionale sullo smartphone, rendendo accessibili tecniche avanzate di posizionamento anche attraverso dispositivi commerciali.
ROMA X-PAND e le sfide del posizionamento su smartphone
L’elaborazione in cloud rappresenta un’importante soluzione ai limiti hardware dei dispositivi mobili, ma non elimina tutte le difficoltà tecniche legate all’utilizzo dei ricevitori GNSS integrati negli smartphone.
Una delle principali criticità riguarda le caratteristiche delle micro-antenne utilizzate nei dispositivi consumer, che generalmente non dispongono di tabelle standardizzate per la calibrazione delle variazioni e degli offset del centro di fase (PCV e PCO).
Un ulteriore elemento di complessità è rappresentato dai sistemi di risparmio energetico, che possono interrompere periodicamente il tracciamento dei segnali satellitari, e dalla stabilità limitata degli oscillatori interni.
Questi fattori possono provocare frequenti cycle slip, ossia discontinuità nelle misure della fase della portante, compromettendo la continuità e l’affidabilità del posizionamento.
Per affrontare tali problematiche, il motore di elaborazione cloud deve adottare algoritmi di filtraggio robusti, capaci di gestire le irregolarità delle osservazioni e mantenere un’elevata qualità delle soluzioni di posizionamento.
Galileo, realtà aumentata e nuove opportunità per l’archeologia
ROMA X-PAND rappresenta un esempio delle opportunità offerte dall’integrazione tra infrastrutture satellitari europee, tecnologie cloud e applicazioni digitali per il patrimonio culturale.
La possibilità di ottenere coordinate ad alta precisione utilizzando smartphone di largo consumo può favorire lo sviluppo di nuovi servizi per musei, parchi archeologici e siti monumentali.
La realtà aumentata, supportata da un posizionamento affidabile, può infatti arricchire la visita con ricostruzioni tridimensionali di edifici e manufatti, offrendo ai visitatori una lettura più immediata delle trasformazioni storiche dei luoghi.
Le stesse tecnologie possono inoltre contribuire allo sviluppo di strumenti digitali a supporto della documentazione, della tutela e della valorizzazione del patrimonio archeologico.
L’elemento distintivo del progetto è la capacità di combinare il servizio Galileo HAS con l’elaborazione PPP in cloud, superando parte delle limitazioni dei ricevitori GNSS integrati negli smartphone.
In questa prospettiva, ROMA X-PAND evidenzia come la convergenza tra tecnologie spaziali e servizi digitali possa rendere accessibili applicazioni di posizionamento avanzato, creando nuove possibilità per la fruizione culturale e la salvaguardia dei beni archeologici.
(Fonte: Gter)
