Come funziona il GPS

Il Global Positioning System (GPS) è un sistema di satelliti di proprietà del Governo degli Stati Uniti che fornisce ininterrottamente, informazioni di posizionamento e navigazione estremamente accurate.
Il sistema è costituito da 24 satelliti NAVSTAR (più alcuni di riserva) che orbitano sopra la Terra, trasmettendo costantemente l’orario atomico e la loro posizione nello spazio. I satelliti sono posizionati 12 per ciascun emsifero, ma un ricevitore non li vedrà mai tutti e 12 per via della loro inclinazione rispetto all’ equatore. In più il ricevitore GPS stesso fa una discriminazione dei satelliti: preferisce quelli più perpendicolari possibile per questione di ricezione del timing in quanto il dato da quelli con più inclinazione arriverebbe con maggiore ritardo.
Il tracciamento dell’orbita dei satelliti avviene mediante 4 stazioni dove si trovano i centri di calcolo, essi si trovano tutti in territorio americano: Wahiova (Hawai), Point Mogu (California), Prospect Harbur (Maine) e Rosemount (Minnesota). Non appena i parametri orbitali di ciascun satellite sono stati calcolati, vengono riuniti in un messaggio che viene inoltrato al satellite interessato mediante una delle stazioni di soccorrimento. Il satellite registra i parametri ricevuti nella sua memoria e li reirradia agli utenti.
http://navigatore-satellitare-gps.co...amento_gps.pngA questo punto bisogna localizzare la posizione del ricevitore GPS rispetto ai satelliti. Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico, che consiste nel misurare il tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la distanza satellite-ricevitore. Conoscendo il tempo impiegato dal segnale per giungere al ricevitore e l’esatta posizione di almeno 3 satelliti per avere una posizione 2D (bidimensionale), e 4 per avere una posizione 3D (tridimensionale), è possibile determinare la posizione nello spazio del ricevitore stesso. Tale procedimento si chiama trilaterazione.
La precisione attuale del posizionamento è di circa 10 - 20 metri. Non è sempre stato così. Essendo la rete di satelliti stata sviluppata dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per poter guidare i missili verso gli obiettivi e per localizzare i soldati, in passato il segnale ad uso civile veniva volutamente degradato per decrementare la precisione di posizionamento. Bill Clinton nel maggio del 2000 ha portato la precisione al valore attuale, introducendo però la limitazione che ad altezze e velocità superiori a certi valori i navigatori satellitari GPS per uso civile cessino a funzionare, per impedirne il montaggio su missili improvvisati.