Cos'è il G.P.S.?

G.P.S. è un acronimo e sta per Global Positioning System (Sistema di Posizione Globale).

Questo è un servizio statunitense iniziato nel 1973.

Fino a Maggio 2000 era operativo solo per usi militari, ma da tale data è stato reso disponibile anche per usi civili.

Ecco che, allora, smartphone, tablet, ecc. hanno incominciato ad utilizzare questa tecnologia.

Ma come funziona esattamente il GPS?

Attorno al pianeta Terra, a circa 20.200 km di altitudine, orbitano 31 satelliti.

Ogni satellite ha al suo interno un precisissimo orologio atomico.

Ogni satellite invia continuamente un segnale radio contenente la sua posizione, e l’orario di trasmissione del segnale.

Il ricevitore GPS confronta questi segnali, e tramite alcune equazioni riesce a stabilire la sua posizione.

Facciamo un esempio.

Alle ore 13:00 tutti i satelliti del GPS inviano un segnale che dice “io mi trovo nella posizione X, e sono le 13:00”.

Al ricevitore GPS servono almeno 4 satelliti per determinare la sua posizione, ma se si ricevono più di quattro satelliti la precisione della posizione sarà migliore.

Poiché i satelliti hanno distanze diverse dal ricevitore, il segnale “sono le 13:00” arriva al ricevitore in momenti diversi.

Sapendo quanto ci ha messo il segnale ad arrivare, e quindi la distanza fra il ricevitore e i vari satelliti, il ricevitore GPS, con una relativamente semplice triangolazione, riesce a stimare la propria posizione sulla Terra.

Quindi non è il GPS a dirci la nostra posizione, ma il ricevitore GPS e, più esattamente, il software installato all'interno del ricevitore.

Quindi espressione del tipo “Accendo il GPS” oppure “Non riesco a mandare il segnale ai satelliti” sono completamente sbagliati.

Comunque c'è da dire che nonostante l’enorme accuratezza degli orologi atomici presenti sui satelliti, il sistema GPS ha una precisione ottima ma non assoluta, pari in condizioni ottimali a 5 metri o anche meno.

Questo dipende da alcuni limiti nella precisione della ricezione del segnale, come in particolare il ritardo del segnale quando attraversa la ionosfera (ritardo che è tanto maggiore quanto più il satellite è inclinato verso l’orizzonte).

Anche diversi valori di umidità o di pressione dell’aria possono introdurre un errore e quindi una perdita di precisione nel posizionamento. Infine, è molto rilevante il problema del “rimbalzo” del segnale fra edifici, pareti rocciose, canali, boschi eccetera.

Attualmente (Agosto 2018) sono in orbita 31 satelliti attivi nella costellazione GPS (più alcuni satelliti dismessi, alcuni dei quali riattivabili in caso di necessità).

I satelliti supplementari migliorano la precisione del sistema permettendo misurazioni accurate.

Ma perché servono almeno 4 satelliti?

Se il ricevitore GPS avesse anch'esso un orologio atomico al cesio perfettamente sincronizzato con quello dei satelliti, sarebbero sufficienti le informazioni fornite da 3 satelliti, ma nella realtà non è così e dunque il ricevitore deve risolvere un sistema di 4 incognite (latitudine, longitudine, altitudine e tempo) e per riuscirci necessita dunque di 4 equazioni.

Una cosa da tenere ben presente (che la maggior parte delle persone sa) è che per usufruire del servizio GPS non serve assolutamente la connessione internet né tanto meno una qualsiasi connessione cellulare o radio.

La connessione internet serve solo se si utilizzano delle applicazioni che non permettono di scaricare le mappe sul ricevitore.

Se invece le mappe sono state scaricate sul ricevitore non ci sono problemi: potete anche mettere il vostro smartphone/tablet in modalità aereo (o disattivare solo la connessione dati) e il servizio GPS funzionerà lo stesso.

Un'altra cosa che tutti avranno notato è che il calcolo della posizione e, eventualmente, quello per raggiungere una determinata posizione aumentano enormemente il consumo della batteria.

Questo è un problema che non si può risolvere visto il funzionamento di tutto il sistema basato sul GPS.

L'unico consiglio che si può dare è quello di usare il GPS il meno possibile.

Si potrebbe fare benissimo nel seguente modo: raggiungere la zona dove si trova la destinazione e a quel punto servirsi del GPS.

Oppure, soluzione che comunque comporta un costo, munirsi di uno dei tanti battery pack presenti in commercio in modo da avere sempre una scorta di energia elettrica.

Un'ultima cosa da tenere presente è che si trovano in commercio delle antenne GPS che permettono di “agganciare” un numero di satelliti da un minimo di sei ad un massimo di dodici: come è stato spiegato non credete ad una cosa del genere perché non è assolutamente possibile una cosa del genere. Ogni tanto è possibile ricevere sei segnali, ma sono casi molto rari e non dipendono assolutamente dal tipo di antenna.

Potrebbe invece essere utile avere un'antenna bluetooth: la potete posizionare dove il segnale è migliore mentre voi potete stare con il vostro dispositivo ad una certa distanza...magari comodamente seduti.

Tenete conto che queste antenne funzionano molto bene (ovviamente dipende sempre dalla qualità dell'antenna) e il bluetooth ha una distanza massima di 10 metri.

Concludendo il GPS non è un programma per determinare la nostra posizione sulla Terra, ma è un servizio che fornisce delle informazioni che devono essere elaborate da un programma apposito per sapere la nostra posizione. Non necessita di connessione internet o cellulare o radio a patto che le mappe siano state scaricate sul ricevitore del segnale GPS.