Global Positioning System

 


Il Global Positioning System (abbreviato in GPS, a sua volta abbreviazione di NAVSTAR GPS, acronimo di NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System), è un sistema satellitare a copertura globale e continua gestito dal dipartimento della difesa (Departement of Defence, DoD) statunitense.

Infatti nel 1991 gli USA avevano aperto al mondo il servizio con il nome SPS (Standard Positioning System), ma differenziato da quello militare denominato PPS (Precision Positioning System). In pratica veniva introdotta la SA (Selective Availability) che introduceva nei segnali satellitari degli errori intenzionali.

Il GPS è stato creato a sostituzione del precedente sistema, il Transit, quando gli USA hanno rinunciato alla Selective Availability ed hanno reso il primo sistema accurato quanto il secondo, ed è supportato da un sistema di 24 satelliti artificiali.

Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico, che consiste nel misurare il tempo impiegato dal segnale a percorrere la distanza satellite-ricevitore. Conoscendo l'esatta posizione di almeno 3 satelliti per avere una posizione 2D (bidimensionale) e 4 per avere una posizione 3D (tridimensionale) ed il tempo impiegato dal segnale per giungere al ricevitore, è possibile determinare la posizione nello spazio del ricevitore stesso.

Il GPS è stato inizialmente progettato per scopi militari, ma fin da subito sono apparse evidenti le potenzialità per uso anche civile. Fino al maggio 2000, il segnale per uso civile veniva degradato per ridurre la precisione attraverso la Selective Available (SA), consentendo precisioni nell'ordine di 100-150 m. Da quella data, invece, per decreto del Presidente degli Stati Uniti Bill Clinton, è stata disabilitata la degradazione del segnale, consentendo la precisione attuale di circa 10-20 m. Nei modelli per uso civile è presente un dispositivo che inibisce il funzionamento ad altezze e velocità superiori a certi valori, per impedirne il montaggio su missili improvvisati.

La precisione può essere ulteriormente incrementata grazie all'uso di sistemi come il WAAS (statunitense) o l'EGNOS (europeo), perfettamente compatibili tra di loro. Consistono in uno o due satelliti geostazionari che inviano dei segnali di correzione. L'UE ha in progetto il completamento di una propria rete di satelliti (Galileo) per scopi civili, fra i quali il GPS.

All'interno di palmari, navigatori satellitari ed altri dispositivi è implementato il software necessario a interpretare i dati del ricevitore satellitare e a localizzarlo. Nel prezzo d'acquisto dei dispositivi è inclusa una royalty per la società che gestisce la rete di satelliti.

Esistono in commercio ricevitori GPS ("esterni") connettibili mediante porta USB o connessioni senza fili come il Bluetooth che consentono di realizzare navigatori GPS su vari dispositivi: palmari, PC, computer portatili, cellulari se dotati di sufficiente memoria. Per la navigazione esitono software come Microsoft Autoroute o programmi open source che utilizzano una cartografia pubblica.