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Che cos'è e come funziona il GPS

Il GPS è un sistema di posizionamento satellitare che permette in ogni istante di conoscere la longitudine e la latitudine di un oggetto

I dispositivi con all’interno un ricevitore GPS sono tantissimi: navigatori, smartphone, tablet, smartwatch e orologi, solo per citarne qualcuno. Li utilizziamo soprattutto per tenere sotto controllo la nostra posizione e per ottenere le indicazioni stradali. Ne parliamo tanto del GPS, ma molto probabilmente sono in pochi quelli che ne conoscono veramente il funzionamento. Il GPS che cosa è?

Partiamo dalle basi. GPS è l’acronimo di Global Positioning System, quindi si tratta di un sistema per il posizionamento globale. Grazie al GPS è possibile localizzare la longitudine e la latitudine di oggetti e persone. Il tutto avviene con i satelliti che stazionano nell’orbita terrestre e permettono di sapere in ogni istante l’esatta ubicazione di un luogo. I satelliti contengono un orologio atomico che calcola al millesimo di secondo il tempo che passa dalla richiesta effettuata dal ricevitore GPS alle risposte ottenute dai satelliti stessi.

Nel mondo esistono diversi sistemi per il posizionamento globale. Il più famoso è il NAVSTAR acronimo di Navigation System with Timing And Ranging Global Positioning System ed è quello che tutti noi chiamiamo GPS. Creato dal Ministero della Difesa statunitense in ambito militare, è diventato famoso per l’uso civile. Il sistema NAVSTAR utilizza in totale 31 satelliti. Oltre al sistema creato dagli Stati Uniti ne esistono anche degli altri: GLONASS è l’acronimo di GLObal NAvigation Satellite System ed è il sistema di posizionamento utilizzato dai russi. Formato da un totale di 31 satelliti, di cui solamente 24 funzionanti. Anche l’Europa si è dotata di un proprio sistema di posizionamento (GALILEO), attivo dal 2016 e formato da 30 satelliti. BEIDOU, invece, è il sistema creato dalla Cina e IRNSS quello indiano.

Come funziona il sistema GPS

Il sistema GPS si basa principalmente sugli orologi atomici presenti all’interno dei satelliti solari. Per capire come funziona il GPS è meglio fare un esempio. Intorno all’orbita terrestre stazionano 31 satelliti: in ogni istante inviano la propria posizione alle torri di controllo. Quando un ricevitore GPS viene attivato, riceve le informazioni della posizione dei vari satelliti. Triangolando i dati ricevuti riesce a determinare la propria posizione. La geolocalizzazione è sempre molto precisa, al massimo ci può essere un errore di un paio di metri, causato soprattutto dalle interferenze.

Gli elementi del GPS

Per assicurare il perfetto funzionamento del GPS è necessario che tre diversi strumenti funzionino in perfetto accordo: il segmento spaziale, il segmento di controllo e il segmento di utilizzo.

Il segmento spaziale è composto dai satelliti che stazionano intorno all’orbita terrestre inclinati di 55 gradi rispetto all’equatore. Ogni satellite ripassa sullo stesso punto ogni 24 ore.

Il segmento di controllo sono i cinque centri che gestiscono tutte le informazioni inviate dai satelliti. Le stazioni del segmento di controllo sono tutte disposte vicino all’equatore: a Colorado Springs negli USA, Hawaii, Ascension Island, Diego Garcia e Kwajalein. Il centro di controllo più importante è quello di Colorado Springs che corregge tutti le informazioni erronee inviate dai satelliti.

Il segmento di utilizzo non sono altro che i ricevitori GPS presenti sulla Terra. Ad esempio gli smartphone, i navigatori satellitari e gli orologi.

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