Cos'è un dispositivo GPS?

Le persone hanno usato le stelle, la luna e il sole per trovare la loro posizione per molto tempo. Queste persone usavano i sestanti per misurare la posizione angolare del Sole, della luna e delle stelle e conoscendo l'ora precisa, determinavano attraverso un sistema di triangolazione la loro posizione sulla Terra.

I satelliti artificiali possono sostituire le stelle, se si conoscono con precisione i loro parametri orbitali. Guardando la differenza di fase tra le antenne ad anello incrociate sintonizzate sulla frequenza di un trasmettitore, si può dire la posizione angolare del trasmettitore rispetto all'antenna ricevente. Sfortunatamente, tali misure angolari non sono così raffinate come quelle ottiche.

Poiché i satelliti artificiali si muovono rapidamente rispetto alla superficie terrestre, e poiché i trasmettitori radio operano a frequenze precise, le misure di frequenza, in combinazione con le misure angolari daranno la posizione.

Il sistema satellitare Transit, noto anche come NAVSAT o NNSS (per Navy Navigation Satellite System), è stato il primo sistema di navigazione satellitare ad essere usato operativamente. Il sistema è stato usato principalmente dalla Marina degli Stati Uniti per fornire informazioni accurate sulla posizione ai sottomarini con missili balistici e più tardi è stato usato come sistema di navigazione dalle navi di superficie. Più tardi anche le navi per il rilevamento idrografico e le navi per il rilevamento geodetico utilizzarono il sistema. Infine, gli utenti civili fecero uso del sistema Transit.

In seguito, fu sviluppato il sistema del tempo di volo. Questo sistema usava la trilaterazione per sostituire la precedente triangolazione con la correzione dello spostamento doppler. Questo ha fornito una significativa riduzione della complessità e dei costi, e un notevole miglioramento della precisione e della velocità.

Il primo sistema di navigazione satellitare che utilizzava la trilaterazione fu il satellite Navigation System with Timing and Ranging (NAVSTAR) lanciato nel 1978. Il sistema a 24 satelliti è diventato disponibile in commercio nel 1993.

Oggi, il GPS è un sistema di radionavigazione spaziale multi-uso di proprietà del governo degli Stati Uniti e gestito dalla United States Air Force per soddisfare la difesa nazionale, la sicurezza interna, le esigenze civili, commerciali e scientifiche.

GPS attualmente fornisce due livelli di servizio:

1. Standard Positioning Service (SPS) che utilizza il codice di acquisizione grossolano (C/A) sulla frequenza L1. L'SPS è disponibile per tutti gli utenti su base continua e mondiale, senza alcun costo diretto per l'utente. Le capacità specifiche fornite dall'SPS sono pubblicate negli standard e nelle specifiche di prestazione del Global Positioning System.
2. Precise Positioning Service (PPS) che utilizza il codice P(Y) su entrambe le frequenze L1 e L2. L'accesso al PPS è limitato alle forze armate statunitensi, alle agenzie federali statunitensi e a forze armate e governi alleati selezionati.

Oggi, naturalmente, con le piattaforme avanzate di calcolo e di rilevamento che abbiamo in tasca, è possibile utilizzare la fotocamera di un cellulare e il sensore di inclinazione del cellulare come sestante per effettuare misure che trovano la tua posizione senza GPS.