Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Il corpo umano è asimmetrico, quindi quando pensiamo di camminare in linea retta prima o poi descriveremo una curva che inevitabilmente ci farà girare in tondo.
In moto la situazione si aggrava per via del sasso, la duna e altre asperità che ti portono a scartare dalla ipotetica linea retta.
Il nostro esperto Scacco728 ci svelerà i segreti di come utilizzare al meglio il GPS.

Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda spazinfo » 17/02/2012, 12:35

Il sistema GPS è stato realizzato dal Dipartimento della Difesa degli USA nel 1974 quindi per un uso prettamente militare. Col tempo venne definito strategico anche per applicazioni civili quindi la ricezione fu abilitata per tutti mettendo a disposizione nella metà degli anni '90 satelliti sufficienti per la ricezione del segnale da qualsiasi parte del mondo con continuità. Il sistema però aveva una limitazione voluta: La Difesa USA aveva introdotto un handicap che degradava la posizione fino a 150 mt. di tolleranza. Questo handicap era chiamato "Selective Availability" (SA) che veniva risolto solo da particolari moduli disponibili all'esercito che portavano la precisione dei loro apparecchi tra i 5 ed i 15mt.
Poi Bill Clinton, su pressione delle case automobilistiche ed altre lobby a metà del 2000 emanò un decreto che eliminava la SA e da allora tutti i GPS in commercio possono godere di quella precisione: dai 5 ai 15mt. L'unica cosa che il Governo americano si è riservata in quel decreto è che si riservano di oscurare il Sistema per i paesi che non si fossero dimostrati amici degli USA, degradandone l'accuratezza o impedendo del tutto la ricezione. Cosa non facile da implementare in quanto non è possibile lasciare al buio solo una nazione, le confinanti avrebbero delle forti limitazioni alla ricezione con conseguenze facilmente immaginabili. Quindi le nostre palle da questo punto di vista sono nelle loro mani... e ricordatevene quando attraverserete paesi confinanti con nazioni in guerra con gli USA.

Altra cosa: Il sistema GPS è un sistema a senso unico... non è possibile, accendendo un GPS, che qualcuno determini la nostra posizione (i satelliti trasmettono e non ricevono ed i terminali ricevono ma non trasmettono) Diverso è se usi un GPS con integrata una SIM (smartphone, tablet, telefoni satellitari), in questo caso puoi essere tracciato e anche con grande accuratezza come per esempio i sistemi usati dalle flotte di camion, navi ecc che inviano a intervalli regolari le coordinate rilevate dal GPS, via SMS.

Torniamo al funzionamento.
Il sistema in origine si basava su 24 satelliti (+ 3 di scorta in caso di guasti), ora siamo circa sulla trentina. Questi satelliti non sono geostazionari, nel senso che viaggiano intorno ad essa su 6 orbite ben definite ad un'altezza di 20.000 km. Orbite strutturate in modo che in ogni punto del pianeta, in ogni istante siano visibili almeno 5 satelliti. Nella nomenclatura del GPS i satelliti vengono definiti "segmento spaziale". Le orbite vengono controllate da terra tramite cinque stazioni di controllo situate ad intervalli regolari lungo l'equatore e sono gestiti dal Dipartimento della Difesa degli USA. Queste stazioni sono definite come "segmento terrestre". In ultimo ci sono i nostri terminali che trasformano il segnale radio inviato dai satelliti in latitudine e longitudine. In gergo, i nostri terminali formano il "segmento utente".
Ecco: i segnali radio.
Quelli trasmessi dai satelliti sono di due tipi: SPS e PPS. http://www.gpsworld.com/defense/warfighter/pps-versus-sps-3142
Il primo è quello che utilizziamo noi comuni mortali, con l'accuratezza che abbiamo scritto prima, il secondo è quello utilizzato esclusivamente dall'Esercito e da altre "Agenzie"; quali è di facile intuizione. :mrgreen: Il segnale è criptato ed hanno un'accuratezza parente al centimetro.
Le frequenze utilizzate sono due: 1575,42 MHz e 1227,6 MHz ed entrambe trasmettono i due segnali, SPS e PPS. Perché?
Per garantire una buona ricezione anche se una delle due frequenze fosse disturbata da interferenze.
I satelliti emettono il segnale ripetendolo continuamente. Questo segnale contiene una serie di informazioni (suo identificativo, sua posizione, la sua orbita, posizione degli altri, l'orario di emissione ecc.).
Questo segnale viene trasmesso a velocità ridicole se pensiamo alle velocità di trasmissione che siamo abituati ad utilizzare attraverso, per esempio, l'ADSL... parliamo di una velocità di 50 bit al secondo contro i vari megabit al secondo dell'ADSL; ma questa lentezza fa sì che il segnale abbia un'affidabilità praticamente assoluta.
Ma come avviene il calcolo della posizione nel nostro GPS?
In ogni singolo pacchetto di informazioni trasmesso dal satellite, quest'ultimo inserisce sempre l'orario di emissione ripetendolo aggiornato ogni 6 secondi. I nostri apparecchi, considerando che le onde radio viaggiano alla velocità della luce, calcolano il ritardo con cui ricevono i dati e poiché hanno nella memoria interna le orbite di tutti i satelliti e quindi conoscono la loro posizione in ogni istante, applicano una versione evoluta del teorema di Pitagora. (e mò viene il difficile sperando di essere il più chiaro possibile) :crossfingers:
Quindi che cosa fa:
una volta che un satellite è ricevuto e riconosciuto, ne calcola la distanza e posiziona se stesso in un punto di una sfera dove il satellite ne è il centro. Quindi il suo raggio sarà la distanza calcolata tra lui ed il satellite. Ripetendo il calcolo su un altro satellite otteniamo due sfere che ovviamente si intersecano lungo la circonferenza. Aggiungendone un terzo le sfere saranno tre, ma si intersecheranno tra loro in due punti, quindi lui ignora il punto più lontano perché palesemente errato (sarebbe nello spazio...) ed evince come quello più vicino la nostra posizione, il cosiddetto FIX. L'accuratezza della posizione sale proporzionalmente con il numero di satelliti coinvolti nel calcolo... con 4 satelliti di solito si ha una triangolazione che ti permette di determinare anche la quota di dove ti trovi (FIX 3D). Da cinque satelliti in poi, l'accuratezza arriva allo standard dei 5/15 mt.
Immagine
Ora sapete perché non dovete fidarvi di un GPS appena acceso... deve beccare minimo 5 satelliti per darvi la posizione più corretta possibile e, vista la velocità di trasmissione e l'inquinamento da radiofrequenza, ha bisogno di un po' di tempo.

La prossima volta vi spiego come agevolare la ricezione di questi satelliti, così non date al GPS colpe che invece spesso sono vostre. :mrgreen:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda dume » 17/02/2012, 12:51

:claps: :claps: :claps: :claps: :claps:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda CapitanBarbera » 17/02/2012, 14:24

BRAVISSIMO.... Detto così è affascinante e divertente....
Io ti consegnerei minimo una cattedra universitaria, se hai un cammion per portartela a casa.... altrimenti in ufficio da me c'è un banco che la scuola mi ha lasciato.... era da troppo tempo che lo scaldavo... :lol: :lol: :lol: :lol:

Scherzi a parte devo riconoscere le tue doti per l'insegnamento, bravo 10 e lode... :onore: :claps: :claps: :claps: :claps: :claps: :claps: :claps:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda Reds » 17/02/2012, 14:31

minkia :)
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda Frikke » 17/02/2012, 14:41

E stika nun ce li metti, nun ce...... :o
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda Max » 17/02/2012, 15:32

Non commento............

Solo un aggettivo.........spettacolare. :onore:
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La mia,
come tutte,
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Voglio si perda in un mare d'amore:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda steumas » 17/02/2012, 15:34

..e io che credevo bastasse "pigiare il tasto rosso"... :lol: :lol: :lol:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda Reds » 17/02/2012, 15:35

steumas ha scritto:..e io che credevo bastasse "pigiare il tasto rosso"... :lol: :lol: :lol:


non lo toccare quello....serve per l'autodistruzione....!!!!!! :shock: :shock: :shock:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda steumas » 17/02/2012, 15:37

Reds ha scritto:
steumas ha scritto:..e io che credevo bastasse "pigiare il tasto rosso"... :lol: :lol: :lol:


non lo toccare quello....serve per l'autodistruzione....!!!!!! :shock: :shock: :shock:



... :shock: :shock: :shock: :shock: :shock: ...ecco perchè

Immagine

:mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda spazinfo » 17/02/2012, 15:39

:lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda motardpiero » 17/02/2012, 15:44

:claps: :claps: :claps:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda CapitanBarbera » 17/02/2012, 17:06

Visto il contenuto altamente istruttivo condito dalla sequela di "tavanate" di noi vaccari, forse conviene aprire una sezione apposita per il GPS... forse. :boh: :boh:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda spazinfo » 17/02/2012, 18:08

CapitanBarbera ha scritto:Visto il contenuto altamente istruttivo condito dalla sequela di "tavanate" di noi vaccari, forse conviene aprire una sezione apposita per il GPS... forse. :boh: :boh:


riempireste di "vaccate" anche quello... :mrgreen: :mrgreen:
comunque non c'è problema, tanto alla fine pubblico tutto e senza vaccate sul portale. ;)
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda Gemica » 17/02/2012, 19:48

azzzz Antonè....la prossima volta metti in pratica la tua tesi ahahaha :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :lol: :claps: :claps: :claps: :claps: :claps: :claps:
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Re: Tutto sul GPS: Come funziona il sistema.

Messaggioda motardpiero » 18/02/2012, 8:37

spazinfo ha scritto:
CapitanBarbera ha scritto:Visto il contenuto altamente istruttivo condito dalla sequela di "tavanate" di noi vaccari, forse conviene aprire una sezione apposita per il GPS... forse. :boh: :boh:


riempireste di "vaccate" anche quello... :mrgreen: :mrgreen:
comunque non c'è problema, tanto alla fine pubblico tutto e senza vaccate sul portale. ;)


mi raccomando antone' .... bloccato pero' .. :lol: :lol:
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