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Cos'è il GPS

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Con una costellazione di 32 satelliti, il sistema di posizionamento globale (di cui GPS è l'acronimo) fornisce dati esatti al centimetro – o quasi – sulla posizione di oggetti, mezzi di locomozione e persone

Acronimo di Global Positioning System (Sistema di Posizionamento Globale in italiano), il GPS è un sistema di posizionamento satellitare che fornisce informazioni geografiche e temporali in qualsiasi condizione meteo. Questo sistema è in grado di funzionare ovunque sulla Terra (e nelle sue vicinanze), a patto che ci sia una linea diretta di contatto con quattro o più satelliti GPS. Il sistema è stato creato ed è mantenuto dal Governo degli Stati Uniti d'America, ma chiunque – privato cittadino, organizzazione commerciale o ente governativo – può usufruire dei suoi servizi se dotato di appositi ricevitori di segnale.

Come funziona il GPS

Il sistema di posizionamento dei GPS si basa su una costellazione di 32 satelliti orbitanti attorno alla Terra ad una distanza di 26.000 chilometri dal suolo. Affinché si possano ricevere le coordinate GPS, un ricevitore deve riuscire a captare contemporaneamente il segnale di almeno 4 satelliti, così da poter effettuare la cosiddetta triangolazione del segnale.

 

Triangolazione del sistema GPS

 

Il calcolo della posizione esatta è affidata, strano a dirsi, ad un sistema di misurazione temporale. I 32 satelliti in orbita inviano sulla Terra segnali radio con una frequenza di 1575,42 Mhz convogliando informazioni come l'orario di invio e la posizione del satellite al momento dell'invio. I ricevitori GPS a terra confrontano l'orario di invio con quello di ricezione, calcolando così lo spostamento del satellite su una circonferenza immaginaria tracciata sulla superficie terrestre nel corso del suo orbitare. Incrociando i dati di almeno tre satelliti, il ricevitore GPS è in grado di calcolare con esattezza le coordinate GPS, geolocalizzando l'oggetto o la persona con una precisione di qualche metro.

La struttura del GPS

Il GPS è strutturato in tre diversi segmenti: c'è il segmento spaziale (space segment, SS), il segmento di controllo (control segment, CS) e il segmento utente (user segment, US).

 

Rappresentazione grafica di uno dei satelliti GPS in orbita

 

Il primo segmento comprende i 32 satelliti in orbita; il secondo comprende tutti gli strumenti di controllo terrestri, che permettono il mantenimento in orbita del primo segmento e il funzionamento dell'intero sistema di rilevamento; il terzo, infine, comprende i milioni di utilizzatori – militari, commerciali e civili – che ogni giorno accedono al sistema con il loro ricevitore GPS.

Applicazioni del GPS

Il sistema GPS nacque tra il 1960 e il 1970 per dare una risposta alla necessità delle forze armate statunitensi – Esercito, Marina ed Avizione – di avere a disposizione un sistema di posizionamento efficacie e funzionale. Sin dalla sua introduzione, però, il sistema non è mai stato utilizzato esclusivamente a scopo militare, ma ha trovato applicazione nei campi più disparati.

 

Contadino con ricevitore GPS in mano

 

In ambito civile, ad esempio, può essere utilizzato per realizzare automobili in grado di muoversi nel traffico senza il bisogno di un autista che le conduca. I ricevitori GPS trovano ampio utilizzo anche nel campo della geolocalizzazione: sfruttando il sistema satellitare creato dal Governo statunitensi ci si può muovere in auto, moto o anche a piedi senza paura di perdersi per strada o di non arrivare per tempo. Ma i GPS sono ormai parte integrante della gran parte – se non tutti – dei modelli di smartphone oggi in commercio. Grazie alla geolocalizzazione, questi dispositivi mobili sono in grado di offrire servizi impensabili sino ad un paio di anni fa: si può sapere con esattezza quando arriverà il prossimo autobus, si possono geotaggare (aggiungere le coordinate GPS) foto e filmati, si può sincronizzare con esattezza l'orologio di sistema ed evitare sfasamenti con le varie celle telefoniche cui ci si collega e molto altro ancora.

In ambito commerciale, invece, è divenuto un compagno di viaggio indispensabile e obbligatorio per i convogli navali oceanici, che possono basare le loro rotte anche sugli spostamenti degli altri convogli nelle loro vicinanze. Il GPS, però, può essere utilizzato anche per tracciare gli spostamenti delle merci da uno scalo portuale (o aeroportuale) all'altro e verificare che la spedizione sia in ordine.

 

Muoversi in città con un ricevitore GPS

 

Il sistema di posizionamento globale, però, mantiene intatto il suo alto valore militare: grazie al GPS le truppe riescono a muoversi senza troppi problemi anche al buio o in territorio nemico, riuscendo così ad aggirare ostacoli naturali o evitando di imbattersi in postazioni nemiche. Il GPS ha un ruolo fondamentale anche per il sistema di puntamento e guida dei cosiddetti missili intelligenti: una volta impostate le coordinate GPS, questi ordigni possono raggiungere obiettivi a centinaia di chilometri di distanza senza bisogno di un velivolo di supporto.

Problema privacy

Come visto, questo sistema di posizionamento garantisce indubbi vantaggi, sia sotto il punto di vista commerciale sia sotto il punto di vista più strettamente personale. Allo stesso tempo sono però innegabili i rischi per la privacy legati al sovrautilizzo di ricevitori GPS.

 

Navigatore GPS su smartphone

 

Sia che si utilizzi il ricevitore GPS del proprio smartphone o quello dell'automobile, si finisce con l'essere sempre rintracciabili. E non solo dai nostri cari o conoscenti, ma anche da persone che, magari, vogliono in qualche modo scoprire come ci muoviamo e quali luoghi frequentiamo con maggior frequenza.

 

17 novembre 2013

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