GPS: principi di funzionamento.
by aledevasto
Premessa.
Questa discussione non vuole trattare approfonditamente l'argomento (che tra l'altro sarebbe tanto interessante, quanto ricco di problematiche) ma vuole dare semplicemente le basi per la comprensione dei principi di funzionamento del GPS. Una trattazione troppo specifica andrebbe oltre la necessità degli utenti del nostro forum.
Cos'è il GPS?
GPS è un acronimo che sta per Global Positioning System, ovvero sistema di posizionamento globale.
È costituito da una rete di 24 satelliti (di cui solamente 21 operativi) che inviano precise stringhe di informazioni su due frequenze: L1 (1,5 GHz) e L2 (1,2 GHz); l'utenza civile è in grado di decodificare solamente un tipo di frequenza, mediante un apposito ricevitore.
Sulla base del tempo necessario affichè il segnale partito dal satellite giunga a noi, il ricevitore è in grado di risalire alla distanza dal satellite, dunque di costruire una sfera avente come raggio questa stessa distanza.
Dall'intersezione di queste sfere si ottiene la posizione dell'utilizzatore.
Sono necessari i segnali di almeno 3 satelliti per la determinazione della posizione in un piano, di almeno 4 satelliti per conoscere anche l'altezza (in questo caso risultano però più affidabili i dati ottenuti in contemporanea con un altimetro barometrico).
La precisione che si può ottenere è di circa dieci metri, che scendono a tre se si utilizzano ricevitori dotati di correzione differenziale (ovvero quei ricevitori che sono in grado di ricevere il segnale di altri satelliti di tipo geostazionario, vedi il progetto EGNOS in Europa o WAAS negli USA).
Naturalmente maggiore è il numero dei satelliti ricevuti, maggiore è l'accuratezza nella determinazione della posizione.
Non ho volutamente affrontato la determinazione dell'errore associato alla misura della posizione perchè esula dagli interessi di noi utenti del forum.
Ma qualcuno può conoscere la mia posizione?
Il ricevitore GPS è per sua stessa natura un ricevitore, quindi si limita solamente alla trasmissione dei dati al proprio utilizzatore via cavo. Sono esclusi da ciò naturalmente i GPS bluetooth, che inviano i dati NMEA attraverso il protocollo di trasmissione bluetooth (in un raggio di qualche metro), i GPS accoppiati ad un trasmettitore GSM, GPRS o UMTS (a patto che siano in una zona coperta dal segnale) i GPS accoppiati ad una ricetrasmittente che lavora ad esempio in VHF o UHF (vedi APRS), i GPS in una rete wifi, ecc
Ho appena comprato un ricevitore GPS ma non riesco a determinare la mia posizione. Come mai?
La prima cosa da fare appena si compra un ricevitore GPS è andare in un luogo in cui vi sia una buona visuale del cielo (uno spiazzo con pochi alberi, pochi edifici, ecc) e fermarsi per un po'; il primo cold fix del gps è piuttosto lungo perchè il ricevitore non ha nella propria memoria informazioni relative a eventuali precedenti posizioni e deve aggiornare il proprio almanacco (ovvero la propria memoria).
La determinazione della posizione (fix) in tempi successivi sarà sicuramente più veloce, a patto che la ricezione dei segnali sia buona e che l'utente non sia andato dall'altra parte del globo (o comunque lontano diversi Km rispetto all'ultima accensione del ricevitore) perchè anche in questo caso il gps deve rielaborare parecchie informazioni.
Trekking vs navigazione stradale.
La questione in questo caso è molto soggettiva. Un palmare è piuttosto delicato per un uso intensivo ma soprattutto stressante che può derivare ad esempio da un'escursione: pioggia, umidità, sbalzi termici, difficoltà pratica nel tenerlo in mano, delicatezza (povero display); direi che in questo caso è molto più valido l'utilizzo di un ricevitore stand alone che all'occasione potrebbe anche essere collegato ad un palmare per favorirne dunque la navigazione stradale.Se si propende invece solo per quest'ultimo utilizzo allora l'accoppiata vincente (a mio parere) è PDA + GPS bluetooth o via cavo, alimentabili attraverso la presa accendi sigari dell'auto.
Esistono anche soluzioni GPS SD o CF che permettono una certa portabilità, ma attenzione al consumo di batteria.
Sono stati sviluppati software specifici per coadiuvare chi fa trekking con un palmare; tra questi ricordiamo Oziexplorer CE, che usato in combinazione con la versione per pc, permette di pianificare i propri itinerari outdoor, di salvarli e di riosservarli sul desktop.
Quale GPS devo acquistare? È meglio questo o quello?
Sapete come la penso...
Prima ci si informa e poi si chiede. A mio parere gli ultimi GPS sono tutti molto validi, naturalmente esistono ricevitori molto più performanti e altri un po' meno.
L'ideale sarebbe provarne di diversi tipi; naturalmente ciò è difficile, quindi una buona ricerca in internet non guasta.
Il mio GPS in macchina non funziona. Come mai?
Probabilmente possedete una macchina con i vetri elettromagneticamente schermati (come molti modelli francesi); soluzioni:
- porre il GPS dietro lo specchietto retrovisore, in quanto vi è una zona non schermata utilizzata per i telepass
- spostare il ricevitore vicino ad altri finestrini (ad esempio dietro) se abbiamo un GPS BT
- utilizzare un'antenna esterna.
Come far ricevere il segnale al mio device?
La maggior parte dei gps sul mercato trasmette le informazioni secondo questa codifica:
NMEA (0183), 4800 baud, com ? (per i gps bluetooth generalmente è la 5)
Se non dovesse funzionare, provate con altri parametri! (alcuni gps utilizzano un baud rate differente).
Per chi volesse approfondire:
http://www.gpscomefare.com (info)
http://it.wikipedia.org/wiki/GPS (info)
http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA (info)
Esiste anche un valido gruppo su yahoo gruppi:
http://it.groups.yahoo.com/group/gps-italia/ (info)
http://www.oziexplorer3.com/ozice/oziexplorerce1.html (sw per trekking)
[OFFICIAL THREAD] Trekking, escursionismo e geocaching in gps!
In continuo aggiornamento.