GPS, quando e come nasce
GPS, ovvero Global Positioning System, è quella conosciuta sigla che ci permette, tra le altre cose, di sapere dove siamo (e dove stiamo andando, mentre non è ancora di aiuto per il "chi siamo e "da dove veniamo"). Sembra cosa relativamente recente ma, come per altre tecnologie (internet tra tutte) non lo è.
L'idea di utilizzare una flotta di satelliti come supporto per un sistema in grado di rilevare le coordinate di un oggetto su scala globale risale infatti agli anni Settanta. E nasce nell'ambito militare USA. Il Dipartimento della Difesa statunitense aveva già allora allo studio il sistema GPS, inizialmente pensato per uso esclusivamente militare.
Purtroppo spesso è la spinta militare a dar vita a innovazioni tecnologiche. E purtroppo a volte servono fatti negativi per dar luogo a svolte positive, anche importanti. Così nel 1983 in seguito allo schianto al suolo di un volo delle Korean Airlines a causa della mancanza di un adeguato sistema di navigazione, l'allora presidente Usa Ronald Reagan acconsentì all'uso del segnale GPS per scopi civili. Si mantenne comunque una distinzione tra il segnale PPS (Precise Positioning System) con una precisione inferiore ai 10 metri ma cifrato e riservato a scopi militari, e quello SPS (Standard Positioning System) degradato in modo da avere una precisione ridotta a 100 metri e utilizzabile da chiunque.
Per migliorare la qualità dell'SPS una prima soluzione introdotta fu il cosiddetto DGPS (Differential GPS), un sistema che prevede il supporto di una stazione fissa a terra: conoscendo esattamente la posizione di quest'ultima è possibile risalire all'errore introdotto nel segnale GPS in modo che la ricevente mobile possa correggerlo, facendo scendere il margine di approssimazione sotto il metro.
Nel 2000 Clinton ha comunicato la cessazione della degradazione del segnale GPS, con conseguente riduzione dei vantaggi derivanti dal DGPS, che comunque è in grado di migliorare l'accuratezza eliminando altre fonti di errore. Il Dipartimento della Difesa americano si è in ogni caso riservato il diritto di degradare il segnale in caso di emergenza e in determinate zone del globo, come è avvenuto ad esempio nelle ore immediatamente successive ai fatti dell'11 settembre 2001.
La tecnologia
I dispositivi GPS oggi presenti sul mercato consumer sono tutti apparecchi passivi, ovvero sono in grado di ricevere segnali dalla flotta di satelliti ma non di inviare ad essi alcun dato. Questo per rendere il sistema a costi relativamente contenuti e quindi accessibile a tutti; ma ciò richiede però una tecnica di posizionamento.
Tale tecnica è quella della "triangolazione", un espediente geometrico che è essenzialmente un'evoluzione su scala planetaria delle storiche tecniche utilizzate da secoli in ambito navale.
Un satellite GPS trasmette 3 dati (la modalità del segnale è abbastanza complessa, ma semplifichiamo): il proprio identificativo, la posizione dell'orbita in cui si trova e un segnale temporale, la cui precisione è garantita da un orologio atomico interno. Basandosi unicamente su queste informazioni la ricevente (es. il nostro navigatore) è innanzitutto in grado di calcolare la distanza che la separa da ciascun satellite (moltiplicando il tempo di percorrenza del segnale per la velocità della luce). In tal modo, conoscendo la distanza da un punto preciso dello spazio, allora il luogo geometrico dei punti in cui ci si può trovare è la superficie di una sfera con centro il satellite e raggio la distanza da esso. Aggiungendo altri 2 satelliti sarà possibile limitare i punti di intersezione a due, e quello esatto sarà quello più vicino alla superficie terrestre.
