Cosa è il GPS e come funziona

cosa è il gps

Il sistema GPS (Global Positioning System) è costituito da una rete di satelliti posizionati ad una distanza ben precisa dalla Terra e che inviano segnali ai dispositivi GPS presenti al suolo. Si tratta di dispositivi “passivi”, che non ritrasmettono nulla.
Per rilevare i segnali, i ricevitori GPS devono avere una visuale libera del cielo, pertanto vengono utilizzati esclusivamente all’aperto e possono presentare problemi di ricezione in prossimità di alberi o edifici alti.

I segnali ricevuti comprendono dei dati come codici temporali e dati geografici che rendono possibile sapere con esattezza la propria posizione, l’ora e la velocità di spostamento.

LA NASCITA

Il Global Positioning System (GPS) è sotto il controllo del Dipartimento della Difesa statunitense e si articola in una costellazione di 24 (massimo 32) satelliti posizionati su sei piani orbitali ad una altezza di  circa 20.000 km dalla superficie terrestre. Le informazioni sulle orbite dei satelliti (effemeridi), sono costantemente aggiornate nel GPS ogni volta che si accende l’apparecchio.

Maggiore è il numero di satelliti presenti nel sistema GPS maggiore è la precisione dei dati acquisiti. In tal modo se uno dei satelliti è in fault o invia segnali errati, questi vengono rimpiazzati dai dati provenienti dagli altri satelliti della costellazione.

In pratica cosa fa un GPS? Ogni satellite contiene un orologio atomico molto preciso ed a intervalli regolari, invia una serie di segnali digitali; questi segnali comprendono la posizione orbitale e l’orario di invio. Tutti i satelliti sono sincronizzati tra loro, per cui il ricevitore GPS non fa altro che calcolare il tempo che il segnale, partito dal satellite, impiega per raggiungerlo. Replicando questo calcolo per tutti i satelliti che riesce a ricevere ed applicando il teorema di Pitagora, il ricevitore riesce a determinare la sua posizione nello spazio.

Per determinare la posizione è necessario che il ricevitore riesca a “sentire” il segnale di almeno tre satelliti per definire la sua posizione su un piano bi-dimensionale (la triangolazione del segnale), mentre servono i segnali di almeno quattro satelliti per avere anche l’indicazione relativa all’altitudine. Inoltre i satelliti ricevuti devono disporre di una “buona geometria”, ovvero essere disposti più o meno a quadrato, ovvero non troppo bassi sull’orizzonte nè troppo prossimi alla verticale.

Occorre specificare che il valore di altitudine rilevato con solo quattro satelliti è lontano dal valore reale. Anche con tutti i satelliti visibili il dato può diferire anche di alcune decine di metri. Per avere un dato preciso è conveniente utilizzare un dispositivo GPS dotato di altimetro barometrico.

Inutile dire che il sistema GPS è stato originariamente progettato per applicazioni in ambito militare e di intelligence. Nel 1983 l’allora Presidente degli Stati Uniti Ronald Reagan ordinò che venisse realizzata una versione civile del sistema GPS a disposizione di tutta la popolazione.
Attualmente, l’accesso al sistema GPS è gratuito e non prevede spese di iscrizione o di manutenzione, ma è necessario acquistare un ricevitore GPS.

Numerosi sono gli ambiti di applicazione del sistema GPS: navigazione aeronavale, ricerca di percorsi stradali, creazione di mappe, ricerche sui terremoti, studi climatici e persino giochi all’aperto come il “geocaching” (la caccia al tesoro dell’era digitale).

Vedi la nostra pagina che ti aiuterà a scegliere il tuo GPS

 

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