IL GPS - Global Positioning System
(Sistema di posizionameno globale)
Funzionamento
Il ricevitore fondamentalmente misura la distanza che lo separa dai satelliti visibili, con estrema precisione.
Per far questo, l'orologio del ricevitore è periodicamente sincronizzato con gli orologi atomici presenti a bordo dei satelliti (2 orologi al cesio e 2 al rubidio per satellite, a loro volta controllati dalle stazioni terrestri). Il segnale del satellite viene confrontato con un analogo segnale prodotto dallo strumento. I due segnali sono sincroni al momento della loro emissione. A causa della distanza, quello satellitare giunge con un certo ritardo al ricevitore e quindi risulta sfasato rispetto a quello da questo prodotto. Questa sfasatura viene misurata e tradotta in intervallo di tempo. Tale intervallo, moltiplicato per la velocità del segnale, fornisce la distanza satellite-ricevitore.
I satelliti trasmettono i loro dati su due diverse portanti:
L1 = 1575,42 MHz
L2 = 1227,60 MHz
Errori nella misura di questa distanza si ripercuotono sull'accuratezza della determinazione della posizione.
Tali errori sono dovuti a:
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Variazioni di velocità del segnale nell'attraversamento della ionosfera e della troposfera
- Errori degli orologi e delle orbite
- "Rumore" del ricevitore
- Segnali riflessi da superfici vicine che disturbano il segnale principale
- Geometria dei satelliti visibili.
Per quanto riguarda il punto 5, la situazione migliore si ha quando un satellite è allo zenit e tre satelliti sono in prossimità dell'orizzonte, equidistanziati di 120°. Le peggiori condizioni si hanno quando i satelliti si trovano tutti raggruppati dalla stessa parte dell'orizzonte.
La misura dell'imprecisione è chiamata DOP (Dilution of Precision) e in alcuni ricevitori viene calcolata ed indicata.
L'errore più consistente è la S/A (Selective Availability), errore indotto artificialmente dagli USA per motivi di sicurezza, al fine di impedire ai nemici di utilizzare il sistema contro gli USA stessi. Fortunatamente, dalla mezzanotte del 1 maggio 2000 la S/A è stata eliminata. L'imprecisione che prima era dell'ordine dei alcune decine di metri, è sceso ora a pochi metri.
Di seguito, l'animazione.
