• Che cos'è il GPS
• Funzionamento del sistema GPS
• Applicazioni del sistema GPS
• Antifurto
• Segnali utilizzati dal GPS

Il GPS, acronimo di Global Positioning System, è stato sviluppato dal Ministero della difesa americano che ne detiene tuttora il controllo.

L'USO DEL SISTEMA E' GRATUITO

Le esigenze erano quelle di fornire all’utente GPS – a prescindere dal fatto che fosse fermo o in movimento – informazioni di estrema precisione sulla sua posizione (tridimensionale), sulla velocità e sul tempo, ovunque sulla terra o nei suoi pressi. Queste informazioni vengono fornite dal sistema, e ciò ininterrottamente e indipendentemente dalle condizioni meteorologiche.

Il sistema GPS,  è costituito da una rete di satelliti che orbitano intorno alla terra e inviano al suolo informazioni accurate sulla propria posizione nello spazio. Questi segnali vengono agganciati dai dispositivi GPS, come i navigatori satellitari, che li utilizzano per calcolare con esattezza la propria posizione, l'eventuale velocità di marcia e l'ora del giorno.

Il GPS, molto utilizzato soprattutto in ambito militare, fu sviluppato dal governo statunitense all'apice della Guerra Fredda come strumento di intelligence.

Dai primi anni 80, tuttavia, il GPS è disponibile gratuitamente a tutti coloro che possiedono un ricevitore GPS. Compagnie aeree, società di spedizioni, aziende di trasporto su strada e conducenti di tutto il mondo utilizzano il sistema GPS per seguire lo spostamento dei veicoli e individuare la strada più breve per raggiungere una destinazione specifica.

Il primo sistema GPS è stato sviluppato negli anni 60 per consentire alle navi della Marina Militare statunitense di usufruire di uno strumento di precisione per navigare gli oceani.

Questo sistema era costituito da cinque satelliti che permettevano alle navi di verificare ogni ora le proprie coordinate geografiche. Oggi, i navigatori satellitari consentono agli automobilisti di localizzare la propria posizione con uno scarto di pochi metri, irrilevante nell'ambito della navigazione su strada. I dispositivi in ambito militare garantiscono una precisione molto più elevata, con un margine di errore di pochi centimetri.

Il sistema NAVSTAR GPS (Global Positioning System) statunitense è l'unico sistema satellitare globale di navigazione (GNSS, Global Navigation Satellite System) pienamente operativo, in grado di fornire un servizio di posizionamento geo-spaziale a copertura globale. L'Unione Europea sta sviluppando un proprio sistema GPS, denominato Galileo, che sarà operativo nel 2013. La Cina dispone di un sistema a copertura regionale, che potrebbe espandere a livello globale, mentre la Russia sta ripristinando il sistema GLONASS.

Il sistema GPS è costituito da una costellazione di 27 satelliti ad alimentazione solare che si muovono intorno alla terra in orbite quasi circolari a un'altezza di circa 20.000 km. Le orbite sono disposte in modo che da qualsiasi punto della terra siano sempre visibili almeno quattro dei 24 satelliti operativi. Gli altri tre satelliti sono di riserva e vengono attivati solo in caso di guasto di uno degli altri.

Ogni satellite invia un segnale elettromagnetico (un fascio di microonde) che viene raccolto da qualsiasi ricevitore GPS idoneo. In qualsiasi momento, quindi, ogni ricevitore GPS raccoglie segnali da quattro satelliti. Il computer integrato utilizza questi segnali per determinare la distanza esatta da ciascuno dei quattro satelliti e quindi per calcolare la posizione del ricevitore in base alle distanze rilevate, con un margine di errore di pochi metri.

In realtà, sarebbero sufficienti i segnali di tre satelliti per eseguire il processo di trilaterazione, ovvero il calcolo della posizione del ricevitore sulla terra in base alla distanza dai tre satelliti. Il segnale inviato dal quarto satellite è ridondante e viene utilizzato per confermare il risultato del calcolo iniziale. Se la posizione calcolata in base alla distanza dai satelliti A-B-C non corrisponde al calcolo basato sui satelliti A-B-D, vengono provate altre combinazione fino a quando non si ottiene un risultato equivalente.

Il processo di misurazione della distanza dai satelliti al ricevitore GPS è basato su segnali temporali. Supponiamo ad esempio che i satelliti inizino a trasmettere il segnale alle 16.45 esatte. Il ricevitore GPS inizierà ad eseguire la stessa sequenza casuale alle 16.45 ora locale, senza trasmetterla. Quando il ricevitore aggancia il segnale dai vari satelliti, si creerà uno scarto temporale, poiché le microonde impiegano una frazione di secondo per percorrere la distanza dal satellite al ricevitore. A partire da questo scarto temporale è possibile risalire facilmente alla distanza dal satellite. Le lievi differenze tra i segnali provenienti dai vari satelliti vengono quindi utilizzate per calcolare l'esatta posizione del ricevitore

Il GPS è utilizzato da un ampia varietà di utenti. Escursionisti e amanti della vita all'aperto si avvalgono di ricevitori GPS per seguire l'itinerario prescelto senza rischio di errori e annotare i punti di incontro lungo il percorso. Gli appassionati di giochi digitali possono invece utilizzare il GPS per prendere parte a gare di "geocaching", una sorta di caccia al tesoro dell'era digitale che sfrutta i segnali GPS ad alta precisione per aiutare i giocatori a trovare oggetti nascosti.

I servizi di emergenza, inoltre, possono utilizzare il sistema GPS non solo per trovare la strada più rapida per giungere nel luogo di un incidente, ma anche per fornire coordinate esatte alle altre squadre di soccorso che spesso devono seguirli sul posto.

Questo tipo di utilizzo è particolarmente utile per le operazioni di ricerca e soccorso in mare o in caso di cattive condizioni meteorologiche al suolo, quando la tempestività dei soccorsi può essere decisiva.

I sistemi GPS possono essere usati come antifurto per localizzare in tempo reale motorini, auto,camper,mezzi di lavoro, imbarcazioni e motori marini.

I dati sui furti di moto elaborati dall’Asaps su rilevamenti forniti dal Ministero dell’Interno parlano chiaro.

I furti di moto sono in aumento: nel 2005 sono stati 38.043 i motocicli rubati, con un aumento di quasi 3.000, + 8,45%, rispetto ai 35.076 rubati nel 2004.

Purtroppo invece i rinvenimenti di moto rubate si sono fermati a quota 12.962, cioè il 34% del totale.

Per quanto riguarda il furto di auto, camper, barche, motori marini, trattori e mezzi di lavoro vari, certamente a favorire questo particolare crimine ha contribuito l’abbattimento delle frontiere interne che ha agevolato lo spostamento dei veicoli rubati da uno stato all’altro senza particolari controlli.

Un altro fattore favorevole alle organizzazioni criminali è la facilità nei collegamenti, il sistema di infrastrutture europee ha migliorato sensibilmente i collegamenti.

Oggi in poche ore si riescono a coprire tratti di strada che fino a qualche hanno fa richiedevano giorni, si pensi ai collegamenti frequenti e veloci via mare tra Italia e Balcani o nell’attraversamento della Manica o nella facilità di collegamento tra le Repubbliche del Baltico.

Spesso prima che la vittima si sia accorta del furto del proprio veicolo questo ha già attraversato più di una nazione europea arrivando magari a destinazione senza alcun controllo e quindi senza alcuna possibilità di rintraccio e recupero.

Inoltre possono dare un validissimo aiuto alle famiglie che hanno anziani con l’Alzheimer.

Il  morbo di Alzheimer  un processo, degenerativo ed incurabile, che distrugge progressivamente le cellule cerebrali, rendendo a poco a poco l’individuo che ne è affetto incapace di una vita normale.

Uno dei problemi della famiglie in cui c’è una persona malata di Alzheimer è quello che spesso il malato esce a fare una passeggiata e non sa più tornare a casa.

Grazie al GPS (localizzatore) si preme un pulsante e si vedrà apparire sullo schermo l’indirizzo esatto  di dove si trova il nostro familiare .

Attualmente, attorno alla terra stanno orbitando 27 satelliti GPS (Global Positioning System). Di questi, 24 sono attivi e 3 agiscono da backup.
Ogni satellite invia a cadenza regolare un segnale GPS trasmesso mediante onde radio sulla banda a microonde dello spettro elettromagnetico.

Ogni satellite GPS diffonde in modo continuativo un messaggio di navigazione a 50 bit al secondo, con una frequenza portante a microonde di circa 1600 MHz. Come termine di paragone, la radio FM è diffusa tra 87,5 e 108 MHz, mentre le reti Wi-Fi operano a circa 2400 - 5000 MHz. Più precisamente, tutti i satelliti trasmettono un segnale denominato L1 a 1575,42 MHz e un segnale denominato L2 a 1227,6 MHz.

Il segnale GPS fornisce il "tempo della settimana" esatto in base all'orologio atomico presente all'interno del satellite, nonché il numero della settimana GPS e un report sullo stato di funzionamento del satellite stesso, in modo che quest'ultimo possa essere ignorato in caso di guasto. Ogni trasmissione dura 30 secondi e contiene 1500 bit di dati crittografati. Questa piccola quantità di dati è codificata con una sequenza pseudo-casuale (pseudo-random, PRN) ad alta velocità diversa per ogni satellite. I ricevitori GPS conoscono i codici PRN di ciascun satellite e sono quindi in grado non solo di decodificare il segnale, ma anche di distinguere i diversi satelliti.

Le trasmissioni sono sincronizzate in modo da iniziare esattamente in corrispondenza del minuto e del mezzo minuto, in base all'orologio atomico del satellite. La prima parte del segnale GPS comunica al ricevitore la relazione tra l'orologio del satellite e l'ora GPS, mentre la successiva porzione di dati fornisce al ricevitore informazioni precise sull'orbita del satellite