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In che modo il GPS funziona effettivamente


Viviamo già nel futuro. Disponiamo di dispositivi palmari che utilizzano i satelliti per individuare le nostre posizioni precise praticamente ovunque sul pianeta. Ma ti sei mai chiesto come funziona il GPS?

I dispositivi GPS in realtà non contattano i satelliti e trasmettono loro informazioni. Ricevono solo i dati dai satelliti - dati che vengono sempre trasmessi. Tuttavia, il GPS non è l'unico modo in cui i dispositivi possono determinare la tua posizione.

Credito immagine: NASA

Dai satelliti al palmo della mano

Il sistema di posizionamento globale è stato originariamente creato dagli Stati Uniti per uso militare , ma alla fine è stato aperto all'uso civile. Almeno 24 satelliti GPS sono sempre in orbita attorno alla Terra e trasmettono costantemente dati.

I satelliti sono disposti in orbita in modo tale che quattro satelliti siano visibili nel cielo da qualsiasi punto sulla Terra. (Non è possibile vederli effettivamente, ma c'è un percorso diretto per le trasmissioni radio.) Ciò significa che il GPS non funzionerà se i segnali vengono bloccati - vorrai un percorso abbastanza diretto tra te e il cielo. In un bunker sotterraneo o in una grotta sotto una montagna, non funzionerà.

I satelliti GPS trasmettono costantemente segnali radio verso la Terra. Ogni trasmissione include la posizione del satellite GPS e l'ora in cui il segnale è stato inviato. Ogni satellite ha un orologio atomico a bordo, quindi il tempo è molto preciso.

Credito immagine: Cliff su Flickr

Come il GPS determina la tua posizione

Un dispositivo con GPS integrato - sia che si tratti di un'auto dedicata Unità di navigazione GPS o uno smartphone - funge solo da ricevitore GPS. Un dispositivo con GPS non sta effettivamente "contattando" i satelliti per determinare la sua posizione. Invece, sta solo ascoltando i segnali radio che vengono trasmessi da questi satelliti tutto il tempo.

Un ricevitore GPS "ascolta" i segnali provenienti da quattro o più satelliti. I segnali provenienti dai satelliti più vicini arriveranno prima, mentre i segnali provenienti dai satelliti più lontani arriveranno più tardi. (La differenza temporale effettiva è molto piccola, ma può essere rilevata dal ricevitore GPS.) Confrontando il tempo di trasmissione del segnale e l'ora in cui il segnale è arrivato, il ricevitore può stimare la relativa distanza relativa da tutti e quattro i satelliti. Usando la trilaterazione, il ricevitore può quindi determinare la sua posizione.

La trilaterazione potrebbe sembrare un po 'complicata, ma in realtà è abbastanza semplice. Immagina se qualcuno ti dicesse che sei a 500 miglia da New York, 800 miglia da Miami e 700 miglia da Kansas City. Con queste informazioni, è possibile determinare una regione che è la distanza corretta da tutte queste città e stimare la posizione corrente. Se ti dicessimo la tua distanza da una quarta città, potresti stimare la tua posizione ancora più precisamente. Questa è la trilaterazione in breve, ed è ciò che i ricevitori GPS stanno facendo ogni volta che li usi.

Image Credit: Alpha su Flickr

Alternative al GPS

Il GPS non è l'unico modo in cui i dispositivi possono stimare la tua posizione attuale. Il servizio 911 utilizza le informazioni sull'intensità della cella per triangolare la posizione dei telefoni cellulari. Funziona in modo simile: misurando le differenze di intensità del segnale tra più torri cellulari, il dispositivo può stimare la posizione corrente.

Alcuni dispositivi possono anche utilizzare un sistema di posizionamento basato su Wi-Fi (WPS) per determinare la loro posizione corrente. I camion di Google Street View si muovono intorno, catturando i nomi dei punti di accesso nelle vicinanze e i loro punti di forza relativi in ​​determinate località. Lo smartphone esegue la scansione delle reti wireless nelle vicinanze, quindi invia un elenco dei loro nomi e punti di forza del segnale ai server di Google. Google utilizza il loro database e valuta dove ti trovi. (Google non è l'unico fornitore di dati del sistema di posizionamento basato su Wi-Fi, ma è quello con cui la maggior parte delle persone conoscerà.) Questo può essere particolarmente comodo in luoghi al coperto che i segnali GPS non possono raggiungere.

Il GPS il sistema non è l'unica rete di satelliti che può essere utilizzata anche per il posizionamento. La Russia ha il suo sistema GLONASS e la Cina ha il BDS. L'Europa sta anche lavorando sulla propria alternativa al GPS, noto come Galileo. Il GPS potrebbe essere spento o limitato in tempo di guerra o conflitto, quindi le nazioni vogliono che i propri satelliti siano autosufficienti.

Credito immagine: Richard Smith su Flickr


Il GPS da solo non è un problema di privacy - ad esempio, se hai una vecchia unità GPS per la tua auto, probabilmente non è in grado di trasmettere la tua posizione. Tuttavia, il GPS può essere un problema di privacy se combinato con la tecnologia di trasmissione. I dispositivi di localizzazione GPS non utilizzano solo i ricevitori GPS: memorizzano i dati GPS per recuperarli successivamente o trasmettere i dati GPS.


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