Nella vita di tutti i giorni spesso usufruiamo del cosiddetto “GPS”, che ci fornisce in maniera immediata indicazioni circa la nostra posizione o il percorso migliore per raggiungere una determinata zona. È semplicissimo utilizzarlo, molto più complesso il meccanismo che ne consente il funzionamento, il quale si serve di satelliti. Prima di descrivere tale meccanismo, occorre chiarire cosa sia il GPS (originariamente noto come Navstar GPS): la sigla sta per “Global Positioning System”, il primo sistema di navigazione satellitare, utilizzato a livello globale per determinare posizionamento, navigazione e tempistica. Esso, sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, è omnidirezionale e ad alta precisione.
Il GPS è un particolare sistema GNSS, “Global Navigation Satellite System”, in italiano “Sistema Globale di Navigazione Satellitare”. Si tratta di una rete di satelliti in orbita intorno alla Terra che trasmettono segnali radio che possono essere ricevuti da dispositivi sulla Terra. Utilizzando questi segnali, i dispositivi possono calcolare la propria posizione precisa in termini di longitudine, latitudine e altitudine. Il sistema viene utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, tra cui la navigazione veicolare, la navigazione marittima, il monitoraggio dei veicoli e molto altro ancora. GNSS, rispetto GPS, è un termine più generico: il GPS è ampiamente utilizzato in tutto il mondo ed è disponibile gratuitamente per uso civile, mentre il GNSS comprende anche altri sistemi di navigazione, provenienti da diversi paesi, come il GLONASS (Russia), il Galileo (UE) e il Beidou (Cina), che possono offrire una copertura migliorata in alcune regioni o condizioni.
Molti dispositivi e sistemi di navigazione possono essere compatibili con più di un sistema GNSS, consentendo loro di utilizzare segnali da diversi sistemi per migliorare la precisione e l’affidabilità della posizione determinata.
Il GPS funziona tramite satelliti, ma come riescono questi ultimi a ricostruire la nostra posizione e guidare i nostri spostamenti? Per determinare la nostra posizione sulla Terra, il ricevitore, uno smartphone dotato di Gnss, riceve il segnale da più satelliti. Il segnale ci arriva dallo spazio in 84 millesimi di secondo; in questo istante si svolgono migliaia di calcoli, i cui risultati corrono via radio fra decine di satelliti che orbitano a 26mila km di quota, e, oltre che di chip degli smartphone, il segnale è ricevuto da più di 40 stazioni di ricezione sparse su tutta la Terra (in ambo gli emisferi).
È una vera e propria sfida che si gioca alla velocità della luce (300mila km/s ), alla quale viaggiano i segnali radio: un milionesimo di secondo di ritardo nell’elaborazione dei segnali, infatti, ci porterebbe fuori strada di 300 metri. Tralaltro per ricavare la posizione dei satelliti bisogna considerare che il tempo sui veicoli spaziali scorre in modo diverso che sulla Terra. Per legge della Relatività di Einstein, viaggiando a oltre 25mila km/h ed essendo sottoposti a minor forza di gravità, gli orologi a bordo dei satelliti sono avanti di 38 microsecondi e senza le correzioni degli algoritmi di sincronizzazione, sbaglierebbero posizione di 11 km.
Oramai GPS e il GNSS rivestono un ruolo cruciale nelle nostre vite quotidiane, fornendoci un’importante assistenza nella navigazione e nell’individuazione della posizione. Essi ci permettono di trovare facilmente percorsi e destinazioni, sia che si tratti di viaggiare in auto, camminare per la città o esplorare luoghi sconosciuti: grazie ad essi, possiamo evitare di perderci, risparmiare tempo e raggiungere le nostre mete con maggiore sicurezza ed efficienza. Sono inoltre alla base di molte applicazioni e servizi che utilizziamo quotidianamente, come mappe digitali, consegne a domicilio e molto altro ancora. Dunque, questi dispositivi hanno completamente rivoluzionato il modo in cui ci orientiamo nel mondo, e sono l’ennesima prova di come la tecnologia, ormai sempre più sviluppata, possa semplificare le nostre azioni.
Redatto da: Castello C., d’Aniello L., D’Auria A., De Sanctis A., De Simone F., De Gennaro G., Todisco B., Veropalumbo S.