Siamo abituati al GPS che ci porta quasi magicamente da un luogo all’altro in modo rapido e – quasi sempre – facile. Ma sapete come funziona un GPS? Lo spieghiamo in dettaglio.
È una routine che molti di noi hanno già automatizzato: saliamo in macchina, selezioniamo un indirizzo sul navigatore satellitare per l’auto o del cellulare e iniziamo a seguire le indicazioni fino a raggiungere la nostra destinazione. Ma sapete come funziona un GPS?
In realtà, il navigatore ha bisogno di tre elementi per funzionare correttamente: la tecnologia GPS, le mappe o la cartografia dell’area che vogliamo attraversare e il dispositivo stesso (navigatore, telefono cellulare con navigatore, ecc.).
GPS è l’acronimo di Global Positioning System. Questa tecnologia consente di localizzare la posizione di una persona o di un oggetto in qualsiasi parte del mondo con un margine di errore di pochi metri. È nato in ambito militare: il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha iniziato a utilizzarlo dopo la Seconda Guerra Mondiale per fornire ai sistemi di navigazione della flotta osservazioni aggiornate e precise della posizione. Questo ha portato al sistema Transit, che è diventato operativo nel 1964 e nel 1967 era disponibile anche per uso commerciale. A quel tempo, gli aggiornamenti di posizione erano disponibili ogni 40 minuti e l’osservatore doveva rimanere quasi immobile per ottenere informazioni corrette.
Come funzionano i GPS di oggi?
Ma come funzionano i sistemi GPS di oggi? Oggi il sistema GPS è composto da 24 satelliti, il cui segnale viene utilizzato per ottenere la posizione di un soggetto o di un oggetto mediante trilaterazione. Il GPS funziona grazie a questa rete di satelliti in orbita sopra la Terra, con traiettorie sincronizzate per coprire l’intera superficie.
Nel determinare la nostra posizione, il ricevitore GPS del navigatore individua almeno quattro satelliti della rete, dai quali riceve segnali che lo informano dell’identificazione e dell’ora dell’orologio di ciascuno di essi. Sulla base di questi segnali, il dispositivo sincronizza l’orologio GPS e calcola il tempo necessario ai segnali satellitari per raggiungere il dispositivo. Quindi misura la distanza dal satellite utilizzando il metodo della trilaterazione inversa (basato sulla determinazione della distanza di ciascun satellite dal punto di misurazione). Una volta note le distanze, è facile determinare la posizione dell’oggetto o della persona rispetto ai satelliti. Conoscendo anche le coordinate o la posizione di ciascun satellite in base al segnale che emette, si ottiene la posizione assoluta o le coordinate reali dell’oggetto. Anche l’orologio del GPS è estremamente preciso, come gli orologi atomici che ciascuno dei satelliti porta a bordo.
Ma il funzionamento del GPS dell’auto non finisce qui. Una volta che il dispositivo conosce la nostra posizione esatta (espressa in coordinate), entrano in gioco altri due elementi essenziali: la cartografia o le mappe dell’area in cui vogliamo guidare e il software di navigazione installato sul nostro dispositivo (navigatore per auto integrato, computer portatile, telefono cellulare con navigatore, ecc.)
La cartografia permette di tradurre le coordinate fornite dal sistema GPS in un punto specifico della mappa, cioè di segnare la nostra posizione su una strada specifica con un margine di errore di pochi metri. In secondo luogo, il software di navigazione installato sul dispositivo ci permette di inserire l’indirizzo della nostra destinazione e di tracciare il percorso ideale in base ai criteri da noi selezionati (percorso più veloce, percorso più breve, ecc.). Inoltre, ci fornisce in tempo reale le indicazioni necessarie per seguire il percorso proposto. In caso di errore, il navigatore calcola rapidamente la nostra nuova posizione e riconfigura il percorso con le modifiche necessarie.
Come ultimo punto, dobbiamo sottolineare il principale handicap nel funzionamento di un navigatore: il sistema GPS non funziona quando non è all’aria aperta (gallerie, parcheggi, ecc.). Questo è il motivo per cui il navigatore può occasionalmente perdere il segnale. Tuttavia, la maggior parte dei dispositivi simula il percorso finché non recupera il segnale satellitare.
