Gps
SISTEMA DI RILEVAMENTO SATELLITARE DELLA POSIZIONE
G.P.S. (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) avviato dagli U.S.A. a partire dagli anni ‘70, e completato nel 1993, è stato realizzato per motivi principalmente militari, per rispondere all’esigenza del Ministero della difesa degli Stati Uniti di seguire il percorso di mezzi militari sulla terraferma ed in mare in modo da localizzarne la posizione in ogni momento e consentirne eventuali operazioni di supporto e di salvataggio.G.P.S. è un sistema di individuazione della posizione che utilizza 24 satelliti artificiali, divisi in gruppi di quattro (6 x 4 = 24) che ruotano attorno alla terra alla quota di circa 20.200 Km in orbite distanti fra loro di un angolo di 60° (6 x 60°=360°) e formanti un angolo di 55° rispetto al piano equatoriale.
I satelliti artificiali, infatti, hanno una vita media che per quelli di questa serie è di circa dieci anni. E’ previsto anche un piano di espansione futura che prevede il lancio di altri satelliti nel 2002 e nel 2010, per sostituire quelli che man mano esauriranno le loro capacità ed andranno fuori servizio. Il sistema La comprensione del principio di funzionamento del Il sistema È necessario disporre con se di un ricevitore Infatti, visto il numero, l’orbita ed il periodo di rotazione dei satelliti, di cui si è già parlato, risulta che in ogni istante sono sopra di noi in media da cinque ad otto satelliti che si alternano in quota. I satelliti GRADO DI PRECISIONE DEL RILIEVO Il primo segnale consente la determinazione della propria posizione con la precisione di circa Mentre il primo segnale è trasmesso in chiaro, il secondo, invece, è trasmesso in codice segreto e non è accessibile se non al Ministero della difesa degli Stati Uniti che lo utilizza esclusivamente per la propria sicurezza e non lo rende noto a tutti per evitare che possa essere utilizzato contro gli interessi degli Stati Uniti da criminali o da Stati nemici. Ogni satellite trasmette dei segnali ad alta frequenza verso terra che vengono ricevuti da un apposito apparecchio ricevitore delle dimensioni ridottissime di un comune cellulare e comprendente una particolare antenna regolabile che va rivolta verso l’alto. I ricevitori I ricevitori I migliori fra questi ricevitori, in particolare quelli montati su autoveicoli risultano in grado di mostrare la propria posizione all’interno di una cartina geografica completa di una singola nazione, per esempio l’Italia, che può essere ingrandita fino a diventare una vera e propria cartina topografica in cui sono evidenziate anche le strade principali con i loro nomi, come si vede nell’esempio mostrato in figura. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO I satelliti, dotati di orologi atomici al cesio di grandissima precisione, che vengono sincronizzati dalla stazione americana di Questi dati vengono elaborati a terra dal ricevitore il quale, confrontandoli con il proprio tempo locale, il quanto anche il ricevitore è dotato di orologio al quarzo di grande, anche se non di grandissima precisione, e conoscendo la velocità delle onde elettromagnetiche, deduce a che distanza si trova da ognuno dei satelliti di cui sta ricevendo il segnale. Infatti, noto l’istante La conoscenza della distanza da un solo satellite è un dato del tutto insufficiente per determinare la propria posizione, in quanto non è nota la posizione azimutale né quella zenitale dello stesso, analogamente non è sufficiente conoscere la distanza da due satelliti; infatti, l’intersezione di due sfere di raggio noto, cioè le distanze calcolate, dà luogo ad un cerchio e non ad un punto. L’intersezione di tre sfere di raggio noto, invece, determina due punti, dei quali, invero, uno è di norma inaccettabile in quanto si trova ad altissima quota e risulta anche muoversi ad altissima velocità. Soltanto l’intersezione di quattro sfere di raggio noto, invece, consente con certezza, di determinare una posizione univoca nello spazio, il che spiega perché è necessario aspettare del tempo, anche se se tratta di minuti, per elaborare i dati, in quanto bisogna aspettare il passaggio di almeno quattro satelliti ed avere anche il tempo di effettuare numerosi calcoli ed approssimazioni successive. I dati del quarto satellite, infatti, oltre a rendere univoca la soluzione al sistema di quattro equazioni in quattro incognite, consentono di correggere il valore del tempo proprio del ricevitore per mezzo dei tempi dei quattro satelliti. Le quattro incognite da determinare sono La
Il sistema
Il
Di questi satelliti, 21 sono attivi, mentre tre sono di scorta, cioè sono in attesa di entrare in funzione quando qualcuno dei 21 cesserà di essere attivo.