Gps

Il sistema di navigazione GPS (Global Positioning System), noto anche con il nome di Navstar (Navigation Satellite with Time and Rancing), fu concepito dal Ministero della Difesa statunitense come mezzo universale per determinare con ottima precisione il punto esatto in cui un ricevitore si trova sulla terra e per ottenere un?indicazione oraria molto precisa.

Le applicazioni del sistema GPS non sono limitate al campo militare, ma sono disponibili a tutti anche per uso civile, seppure con qualche limitazione nella precisione ottenibile nelle misure.

La disponibilità del segnale GPS 24 ore su 24 in ogni angolo del globo e la progressiva riduzione dei costi dei ricevitori hanno trasformato il sistema GPS addirittura in un fenomeno di massa, soprattutto nel settore della navigazione marina, dove ormai un ricevitore GPS portatile è presente anche nella più piccola imbarcazione che solca i nostri mari.

Sebbene le applicazioni marine siano quelle più visibili a tutti, ne sono possibili molte altre, soprattutto nel settore automobilistico e in quello delle telecomunicazioni. Infatti, la conoscenza della posizione esatta di un veicolo è il primo passo fondamentale per realizzare sistemi di allarme e, come in questo caso, sistemi di gestione flotte di automezzi molto sofisticati, nonché una serie di prodotti di ausilio alla guida, generalmente realizzati accoppiando un ricevitore GPS a un sistema di elaborazione di carte stradali digitalizzate e consultate in tempo reale dal guidatore.

Il Gps è una costellazione di satelliti che orbitano intorno alla Terra. Come accennato prima, trasmettono ventiquattro ore al giorno in ogni punto del globo, fornendo informazioni di tempo e di posizione.

Tali informazioni possono essere ricevute e utilizzate da un ricevitore Gps gratuitamente.

Lo scopo del sistema è quello di fornire, ad un qualsiasi utente che ne può ricevere e decodificare i segnali, la possibilità di determinare la propria posizione sulla superficie terrestre.

La costellazione di satelliti Gps è formata da 24 satelliti disposti su 6 piani orbitali (naturalmente non più di 12 sono quelli "visibili" da un lato della Terra); i ricevitori più avanzati sono in grado di seguire 8/12 satelliti contemporaneamente.

Questi satelliti sono inclinati di 55 gradi sull'equatore ad una distanza media di 20.000 km e con un periodo orbitale di circa 12 ore[1]. Il sistema garantisce un servizio di posizionamento globale e continuo.

Una porzione del sistema è stata dedicata anche a scopi civili. Ciascun satellite Gps trasmette in maniera continua due segnali: un codice C/A di uso civile ed un codice P di utilizzo esclusivamente militare.

Il sistema si basa sulla misura della distanza tra il ricevitore ed i satelliti in moto su un'orbita ben definita intorno alla Terra. Sono necessari tre satelliti per potere ottenere il rilevamento della posizione in due dimensioni (longitudine e latitudine), mentre con quattro satelliti è possibile avere anche l'informazione di quota e quindi ottenere le coordinate in tre dimensioni.

Nel database saranno inserite le coordinate a due dimensioni, quindi il modulo GPS del microterminale ci fornirà, oltre alla data e all?ora del rilevamento, la latitudine e la longitudine della posizione nel momento in cui vengono premuti o il tasto con dicitura ?carico? o con dicitura ?scarico?.

Entrando nel particolare, la latitudine di un punto della superficie terrestre è la sua distanza, nord o sud, dall'equatore che rappresenta il parallelo 0°. Poiché le linee di latitudine sono tracciate sulla sfera terrestre, possono essere divise, come un cerchio, in gradi, primi e secondi ed essa è distinta in Nord o Sud a seconda che il punto si trova nell?emisfero boreale o in quello australe. La lunghezza di un grado di latitudine aumenta man mano che si allarga la distanza dall'equatore. Quando viene usata insieme alle linee di longitudine per formare il reticolo terrestre, dà la singola posizione di ogni punto della Terra.

La longitudine è una posizione sulla superficie terrestre che indica la distanza est od ovest dal primo meridiano di Greenwich, in Inghilterra. Tale distanza, espressa in gradi, primi e secondi si misura lungo una linea di latitudine che non supera mai i 180°. I semicerchi immaginari che collegano i punti della stessa longitudine dal Polo Nord al Polo Sud, sono chiamati meridiani. All'equatore un grado di longitudine corrisponde a 111,32 Km, mentre ai poli è uguale a zero[2]. Riferendoci all?Italia, invece, un grado di longitudine varia dai 75 Km a Nord agli 89 Km del Sud, mentre un grado di latitudine corrisponde a 111 Km.

Tornando a parlare della rete satellitare GPS, il gran vantaggio di questo sistema è che il numero di utilizzatori è illimitato.

In più è un sistema molto affidabile e preciso, ma naturalmente non è esente da errori. Innanzitutto la precisione dipende dalla distanza angolare in cui si trovano i satelliti rispetto al ricevitore, in quanto non essendo geostazionari, cambiano continuamente le loro posizioni e la loro presenza nella parte visibile di cielo. Inoltre ci sono gli errori dovuti alle perturbazioni ionosferiche e troposferiche che i segnali inviati dai satelliti subiscono nell'attraversare l'atmosfera. Vi sono poi gli errori dovuti ai cambiamenti di rotta dei satelliti, alla ricezione dei dati (rumore nel segnale), alla misurazione del tempo. Si tratta di errori piccoli, all'origine, ma che possono far sentire il loro peso nei dati finali. La precisione che si ricava è comunque buona: può fornire un'informazione di posizione con un errore inferiore ai 25 metri in orizzontale.

Poiché il sistema è così accurato, il Governo americano si riserva di attivare una Selective Availability (SA) che, aggiungendo errori, riduce la precisione del sistema a circa 100 metri con lo scopo di salvaguardare la sicurezza militare, impedendo a nazioni ostili di utilizzare il GPS per scopi non civili, e di mantenere il vantaggio del proprietario del sistema satellitare. Tuttavia l?incalzare del sistema russo GLONASS (Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema), introdotto dagli inizi degli anni 90, e l?uso di stazioni di riferimento differenziali, che calcolano e trasmettono ai ricevitori in zona le correzioni da apportare ai loro dati, hanno costretto il Governo Americano a rimuovere parzialmente la disponibilità selettiva.