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GPS: cos’è? Come funziona? Ce lo dice Garmin

11.07.2023
5 min
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COURMAYEUR – La tecnologia GPS (Global Positioning System) ci accompagna in ogni momento della nostra vita. Soprattutto quando siamo in bici, è quella che permette al nostro ciclocomputer di guidarci su strade a noi ignote. A volte, forse, sottovalutiamo la sua importanza e come è stata inserita nei vari dispositivi via via sempre più piccoli e compatti. Grazie a Garmin abbiamo avuto modo di immergerci in questo mondo e di scoprirne tanti dettagli e sfumature

I dispositivi per la navigazione hanno implementata una cartografia vettoriale
I dispositivi per la navigazione hanno implementata una cartografia vettoriale

L’evoluzione del GPS

La capacità dei dispositivi di individuare e rintracciare la nostra posizione in ogni angolo del mondo è sempre più precisa. Nel corso degli anni si è vista un’evoluzione tecnologica che permette non solo una maggiore precisione di navigazione, ma anche una migliorata capacità di assistenza. Cristian Longoni, communication specialist del comparto outdoor in Garmin ci aiuta a fare un viaggio a ritroso e comprendere meglio questa tecnologia. 

«Il sistema GPS – racconta – è stato messo in piedi dal governo americano per uso militare a inizio anni ‘70. Veniva utilizzato per la localizzazione delle truppe e per le ogive degli stessi missili. All’inizio degli anni ‘90 l’utilizzo del sistema è stato sdoganato ad uso civile, con dei veti. Questi erano legati alla precisione di localizzazione, che all’inizio non poteva andare sotto i 15-20 metri. Due ingegneri: Gary Burrel e Min Kao, i due fondatori di Garmin, dai quali deriva anche il nome dell’azienda, hanno sviluppato dei dispositivi che permettessero di localizzarsi grazie all’uso del sistema GPS».

Oltre al profilo planimetrico c’è anche quello altimetrico
Oltre al profilo planimetrico c’è anche quello altimetrico

I satelliti

La parte fondamentale che ha permesso a questa tecnologia di svilupparsi è quella dei satelliti. 

«Questi satelliti – continua Longoni – hanno un’orbita costante intorno alla terra e lanciano dei messaggi verso di essa. Servono tre satelliti per ottenere la posizione, attraverso la famosa “triangolazione” che viene letta in coordinate geografiche. I primi ambienti ai quali ci si è dedicati sono stati quelli dove era davvero necessario geolocalizzarsi, quindi il settore nautico e aeronautico. Ambienti senza alcun punto di riferimento. A metà anni ‘90 nascono i primi dispositivi ad uso terreno, sempre con precisione di 15-20 metri e con 8 canali».

La geolocalizzazione funziona grazie alla triangolazione del segnali da parte dei satelliti (foto scienza per tutti)
La geolocalizzazione funziona grazie alla triangolazione del segnali da parte dei satelliti (foto scienza per tutti)

Posizione

Il sistema che viene utilizzato per calcolare la posizione è estremamente semplice e nel tempo è diventato sempre più preciso.

«Ora i sistemi di geolocalizzazione – spiega – sono quattro: GPS, Galileo, Glonass e BeiDou. Ogni dispositivo è in grado di allacciarsi con uno di questi sistemi di satelliti, chiamate costellazioni. Ognuna di esse è composta da 24 satelliti l’una, i quali sono settati con degli orologi atomici. Calcolare la posizione è estremamente semplice: orario di partenza, orario di arrivo, velocità del segnale e si ha la distanza del dispositivo dai tre satelliti con i quali sta comunicando. Il tutto viene tradotto, come detto prima, in coordinate geografiche».

«Quello che dà la precisione è il numero di satelliti: più sono vicini e in grado di comunicare, più la mia posizione sarà esatta. In questi anni di primi dispositivi la tecnologia era diversa, c’erano molti meno satelliti e, cosa più importante, c’erano delle finestre di tempo nelle quali potevano agire. Per essere precisi il numero dei canali, quindi 8 oppure 12, indica quanti satelliti il segnale riesce a prendere il sistema nello stesso momento».

Le costellazioni di satelliti in orbita sono 24 per ognuno dei quattro sistemi di geolocalizzazione (foto La Repubblica)
Le costellazioni di satelliti in orbita sono 24 per ognuno dei quattro sistemi di geolocalizzazione (foto La Repubblica)

Le mappe cartografiche

I sistemi fino alla metà degli anni ‘90 prevedevano la navigazione in linea retta da un punto A ad un punto B. La necessità di seguire degli itinerari, quindi delle strade, è arrivata successivamente. 

«Se si aggiunge una cartografia vettoriale – dice ancora Longoni – lo strumento è in grado di calcolare i percorsi. Questa è la differenza tra traccia e rotta: la prima è la scia elettronica che sviluppo mentre mi muovo. La rotta, invece, è lo strumento che mi permette di raggiungere la posizione voluta. Le prime cartografie nel mondo del ciclismo le abbiamo implementate nel 2006. Si trattavano di quelle stradali che venivano inserite nei dispositivi per il ciclismo. Il passo in avanti dal punto di vista della navigazione lo abbiamo fatto quando abbiamo integrato la possibilità di ricevere altri segnali satellitari, non solo GPS quindi. Questo ha permesso un grande sviluppo, sia a livello di precisione che a livello di ricalcolo dei percorsi. Ora con uno dei dispositivi più moderni, come può essere l’Edge840 Solar, la navigazione è estremamente semplice. 

La geolocalizzazione ha aperto sviluppi importantissimi anche sul fronte della sicurezza
La geolocalizzazione ha aperto sviluppi importantissimi anche sul fronte della sicurezza

La sicurezza

I dispositivi Garmin hanno al loro interno anche quella che è la funzione Incident Detection, che permette di lanciare un messaggio di allarme in caso di emergenza. 

«Questa si attiva automaticamente – dice Longoni – con un giroscopio posizionato all’interno del dispositivo. In caso di impatto o di caduta il ciclomputer è pronto a far partire il messaggio di emergenza, il quale però funziona solo se si ha un telefono dietro e si è agganciati ad una rete. Abbiamo altri sistemi che non sono legati a sistemi telefonici, per esempio: il nostro dispositivo InReach. Questo non è collegato ad un sistema telefonico ma utilizza Iridium, un sistema satellitare utile per essere rintracciati in ogni parte del mondo».

Garmin