Dgps
I cosiddetti DGPS, sono ricevitori differenziali che, oltre al segnale dei
satelliti elaborano un segnale da una postazione di terra. Tramite questo dato
certo, posizione e distanza dalla stazione di terra sono in grado di
ricalcolare e correggere il dato dei satelliti facendo arrivare al precisione a
pochi metri. Il sistema DGPS non è disponibile ovunque, poiché per garantire
precisione richiede di trovarsi entro un raggio di circa 200 km dalle poche
stazioni che irradiano il segnale correttivo in onde corte. E necessario che
nell’apparecchio siano presenti 2 sezioni riceventi distinte una per il segnale
gps e una per la correzione in quanto le frequenze utilizzate sono molto
distanti fra loro.
Waas/Egnos
Sono ormai disponibili sul mercato una serie di apparecchiature GPS, portatili
e non che si dichiarano in grado di aumentare fino alla strabiliante precisione
di tre metri le performance dei comuni ricevitori satellitari. Il tutto grazie
ad un segnale di correzione che, al contrario di quello dei GPS differenziali
(DGPS) che proviene da stazioni di terra, proviene da satelliti geostazionari.
Questo servizio, del tutto gratuito viene trasmesso sulla stessa frequenza del
segnale Gps (attorno ai 1500 MHz). Per il Nordamerica il servizio è fornito da
due satelliti che costituiscono il sistema WAAS (Wide Area Argumentation
Service): Inmarsat III POR (Pacific Ocean Region) e AOR-W (Atlantic Ocean
Region-West).
Per l’Europa sono attivi altri due Inmarsat (AOR-E e IOR) e anche il satellite
dell’Agenzia spaziale europea Artemis.
L’Agenzia Europea ha anche previsto di incorporare nel messaggio EGNOS il
segnale di correzione predisposto dagli otto satelliti russi GLONASS, la
vecchia rete di posizionamento satellitare sovietica. Anche il Giappone avrà in
futuro un suo sistema di correzione satellitare (MSAS). Il sistema si avvarrà
di un’ampia rete di stazioni di terra (una quarantina solo in Europa) che sono
il vero cuore del sistema nel senso che elaborano l’enorme massa di dati
necessaria ad approntare il segnale di correzione. Questo sistema di correzione
aumenta effettivamente il grado di precisione dei gps con scarti di pochi
metri, ma vi sono alcune considerazioni che inducono una certa cautela nell’
utilizzo della correzione.
Il sistema WAAS/EGNOS non è nato per l’utilizzo terrestre o marino, ma
aeronautico. È stato progettato infatti per costituire un sistema di
navigazione integrata molto preciso (GNSS- Global Navigation Satellite System)
che in un futuro andrà a sostituire l’obsoleta, anche se affidabilissima,
tecnologia dei transponder e radiofari che oggi guidano le fasi più delicate
della navigazione aerea commerciale e non, come l’avvicinamento agli aeroporti,
il decollo e l’atterraggio. È quindi chiaro che fino a che non sarà
perfettamente collaudato e affidabile, e quindi sfruttabile al cento per cento
ai fini della sicurezza, non sarà reso completamente operativo. I comuni gps
sono in grado, con pochissime modifiche strutturali, utilizzando uno o due dei
12 canali disponibili per monitorare il satellite geostazionario, di acquisire
il segnale di correzione proveniente dai satelliti anche se in molti casi non c’
è un vero e proprio miglioramento della qualità del posizionamento proprio
perché il sistema è in fase di non piena operatività.
Come abbiamo detto la correzione, per essere efficace, deve poter agire sui
fattori di disturbo elencati in precedenza. Servono quindi dei centri di
controllo a terra che acquisiscano una gran mole di informazioni che vanno dai
dati sulla rotta dei satelliti e sulle previsioni del tempo a quelli sull’
attività solare sulla ionosfera, sulla funzionalità degli orologi dei satelliti
e sull’integrità del segnale. Una volta elaborati i dati devono poi essere
ritrasmessi al satellite geostazionario che li irradia nella propria area di
copertura. Per essere usato proficuamente il segnale deve quindi essere
ricevuto in continuo e con un’ottima qualità poiché è grande la massa di dati
che vengono trasmessi e continuamente aggiornati, la cui acquisizione parziale
non è in grado di apportare sostanziali incrementi nella precisione. Non è
quindi utilizzabile un apparecchio nella modalità di battery saving, molto
comune tra i portatili, la quale rende attivo il ricevitore ad intervalli
prestabiliti , mentre per la maggior parte del tempo lascia l’apparecchio in
stand-by. Inoltre allontanandosi molto dalle stazioni di correzione di terra
(si parla di circa 800 km) il segnale perde di efficacia. Questo significa ad
esempio che il segnale WAAS (valido per il continente americano), pur essendo
ricevibile anche in parte dell’ Europa o in Africa o comunque ad una distanza
dalle coste nordamericane di 4-500 miglia non deve essere utilizzato in quelle
zone poiché di fatto riduce, invece di aumentare la precisione del Gps. Tra le
funzioni del ricevitore gps sarebbe importante avere un controllo, da parte
sull’operatività o meno del sistema in ogni momento. Non essendo fatto per i
comuni gps commerciali il sistema non supporta questa funzione per cui non è in
grado di segnalarci se c’è o meno un miglioramento della precisione rispetto
alla posizione rilevata in assenza di correzione.
Il sistema EGNOS che come detto è attivo a livello sperimentale, trasmette un
segnale che mette in guardia dall’utilizzo a scopo di navigazione. Vi è da dire
che la precisione ottenuta sulla base dei test effettuati è davvero
strabiliante. EGNOS, per il quale è stata approntata una serie di verifiche a
livello professionale, ha dimostrato un’accuratezza, a patto di avere
disponibili tutti i dati e le mappe ionosferiche, che arriva ai 3-4 metri in
orizzontale e 6 in verticale nel 95% delle misurazioni. Senza la disponibilità
di correzione ionosferica la precisione scende a 7 metri in orizzontale e 18 in
verticale sempre nel 95% dei casi. I test condotti anche su WAAS indicano che
il segnale è nettamente più preciso di notte rispetto al giorno per la presenza
di minore attività elettrica nella ionosfera, raggiungendo una precisione
migliore di 2 metri.
Sono già molti gli apparecchi presenti sul mercato in grado di acquisire il
segnale di correzione WWAS/ EGNOS (o solo WAAS). E’ giusto che chi li acquista
sia ben consapevole del fatto che non aumentano sempre e comunque la precisione
del posizionamento, ma possono addirittura diminuirla. Tutto dipende dalle zone
di utilizzo, dalla disponibilità in quel momento e in quell’area di tutti i
dati necessari alla correzione (mappe ionosferiche in prima istanza), dalla
distanza dalla zona per la quale sono predisposti i dati, dalla qualità e
continuità della ricezione da parte del proprio gps. L’importante è non riporre
eccessiva fiducia nei dati strumentali in vicinanza di scogli, boe, secche e
zone portuali strette e trafficate.
Galileo
È già stato lanciato il primo satellite per la costituzione della nuova rete di
posizionamento globale satellitare europea che si chiamerà Galileo e sarà
alternativa al sistema GPS. Se in una prima fase l’operatività del sistema era
prevista per il 2008, ora si parla del 2010. Galileo è stato progettato
esclusivamente per utilizzi civili che nelle ambizioni della UE dovrebbe
soppiantare o per lo meno affiancare il sistema Gps di proprietà del Ministero
della Difesa americano. Il passo politico è importante poiché consentirebbe all’
Europa, e in particolare alle industrie automobilistiche e ai produttori di car
navigator così come dai gestori del traffico aereo, di affrancarsi della
possibilità remota, ma non escludibile a priori, di una indisponibilità del
sistema operata dagli Stati Uniti.
È inoltre un sistema che nasce e si sviluppa per gli utenti civili e non
militari garantendo notevole flessibilità e sfruttabilità commerciale. Si
tratta di una sfida importante dal punto di vista strategico poiché
rappresenterebbe un segnale di forza economica, industriale e tecnologica di
cui l’Europa potrà giovarsi, acquisendo una capacità di influenza politica e
commerciale che fino a oggi non ha avuto. Il progetto Galileo promosso dalla UE
ha visto il pesante coinvolgimento di investitori privati, a fianco di quelli
pubblici, un sistema misto che ha consentito di finanziare adeguatamente il
grande investimento economico necessario per renderlo operativo. Gran parte
dell’investimento è sostenuto dall’Unione Europea, ma i privati consorziati o
meno o Enti pubblici dei singoli stati possono partecipare con un contributo
minimo di 20 milioni di euro.
I responsabili del progetto dicono che il sistema sarà compatibile e ridondante
rispetto al Gps. Questo può voler dire che quando Galileo sarà operativo, non
dovremo buttare i nostri ricevitori Gps, ma che potremo usare alternativamente
i due sistemi potendo scegliere di volta in volta il più affidabile. E più
probabile che siano immessi sul mercato degli strumenti nuovi in grado di
ricevere contemporaneamente il segnale dei due sistemi. I razzi vettori che
porteranno in orbita i satelliti saranno gli Ariane.
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