Come funziona la tecnologia GPS
Tre parti distinte compongono il Global Positioning System. Il primo segmento del sistema è costituito da 24 satelliti, in orbita a 20.000 km sopra la Terra in orbite circolari di 12 ore. Ciò significa che ogni satellite impiega 12 ore per compiere un giro completo attorno alla Terra. Per assicurarsi che possano essere rilevati da qualsiasi punto della superficie terrestre, i satelliti sono divisi in sei gruppi di quattro. Ad ogni gruppo viene assegnato un percorso diverso da seguire. Questo crea sei piani orbitali, che circondano completamente la Terra.
Questi satelliti inviano segnali radio alla Terra che contengono informazioni sul satellite. Utilizzando ricevitori GPS a terra, questi segnali possono essere rilevati e utilizzati per determinare le posizioni dei ricevitori (latitudine, longitudine, altezza). I segnali radio vengono inviati a due diverse frequenze in banda L. La banda L si riferisce a un intervallo di frequenze compreso tra 390 e 1550 MHz. All’interno di ogni segnale viene inviata una sequenza codificata. Confrontando la sequenza ricevuta con la sequenza originale, gli scienziati possono determinare quanto tempo impiega il segnale dal satellite a raggiungere la Terra. Il ritardo del segnale è utile per conoscere la ionosfera e la troposfera, due strati atmosferici che circondano la superficie terrestre. Un terzo segnale viene inviato anche ai ricevitori dal satellite. Questo segnale contiene dati sulla salute e sulla posizione del satellite.
La seconda parte del sistema GPS è la stazione di terra, composta da un ricevitore e un’antenna, oltre a strumenti di comunicazione per trasmettere i dati al data center. L’antenna omnidirezionale in ogni sito, agendo in modo molto simile all’antenna di un’autoradio, raccoglie i segnali satellitari e li trasmette al ricevitore del sito sotto forma di corrente elettrica. Il ricevitore quindi separa i segnali in diversi canali designati per un particolare satellite e frequenza in un determinato momento. Una volta isolati i segnali, il ricevitore può decodificarli e suddividerli in singole frequenze. Con queste informazioni il ricevitore produce una posizione generale (latitudine, longitudine e altezza) per l’antenna. Successivamente, gli scienziati per determinare cose diverse, incluso un altro insieme di coordinate di posizione per la stessa antenna, questa volta con precisione millimetrica, possono elaborare nuovamente i dati raccolti dal ricevitore.
La terza parte del sistema è il data center. Il ruolo del data center è duplice. Monitora e controlla le stazioni GPS globali e utilizza sistemi informatici automatizzati per recuperare e analizzare i dati dai ricevitori di tali stazioni. Una volta elaborati, i dati, insieme ai dati grezzi originali, vengono resi disponibili agli scienziati di tutto il mondo per l’utilizzo in una varietà di applicazioni. Poiché i siti GPS globali sono costruiti e monitorati da diverse istituzioni in tutto il mondo, esistono molte posizioni diverse dei data center.
APPLICAZIONE DEL GPS:
Chi usa il GPS? Il GPS ha una varietà di applicazioni a terra, in mare e in aria. Fondamentalmente, il GPS è utilizzabile ovunque tranne dove è impossibile ricevere il segnale, come all’interno della maggior parte degli edifici, nelle grotte e in altri luoghi sotterranei e sott’acqua. Le applicazioni aeree più comuni sono
01. per la navigazione per aviazione generale e aerei commerciali.
02. In mare, il GPS è tipicamente utilizzato anche per la navigazione da diportisti, pescatori commerciali e marinai professionisti.
03. Le applicazioni terrestri sono più diverse. La comunità scientifica utilizza il GPS per la sua capacità di cronometraggio di precisione e per le informazioni sulla posizione.
04. Il GPS è popolare tra escursionisti, cacciatori, motoslitte, appassionati di mountain bike e sciatori di fondo, solo per citarne alcuni.
05. Viene utilizzato anche nelle automobili in quanto fornisce assistenza stradale di emergenza con la semplice pressione di un pulsante.
Chiunque abbia bisogno di tenere traccia di dove si trova, di trovare la strada per una posizione specifica o di sapere in quale direzione e quanto velocemente sta andando può utilizzare i vantaggi del sistema di posizionamento globale.