Come il GPS Determina la Posizione Precisa di una Persona

Trovare la posizione esatta di una persona con il GPS è semplicemente una questione di matematica delle superiori, nota PC Magazine. Ovviamente non significa che ogni studente possa spiegare come funziona il GPS. Significa però che dietro tutta la tecnologia complessa del sistema di posizionamento globale, c'è una matematica abbastanza semplice che aiuta a individuare qualsiasi persona GPS-enabled in un dato momento.

Satelliti: La Rete Orbital

Almeno 24 satelliti primari e cinque di riserva compongono il sistema GPS nello spazio. Questi satelliti orbitano attorno alla Terra circa due volte al giorno a una velocità di circa 11.000 km/h. Alimentati dal sole, trasmettono segnali alla Terra ricevuti dalle unità GPS disponibili a consumatori e agenzie governative. Per individuare la posizione esatta di una persona, un'unità GPS ha bisogno del segnale di almeno tre satelliti GPS alla volta. Inoltre, i dispositivi mobili GPS-enabled possono combinare dati da connessioni Wi-Fi con dati delle torri cellulari per integrare le informazioni dai segnali GPS. Questa combinazione aiuta a determinare la posizione precisa più rapidamente e accuratamente.

Matematica: Trilaterazione vs Triangolazione

Alcuni, come il produttore GPS Garmin, chiamano la matematica dietro il GPS "triangolazione di posizione". Tuttavia, PC Magazine afferma che è un termine improprio, e che il termine più accurato è "trilaterazione", che "usa la geometria dei triangoli, le posizioni note di due o più punti di riferimento, e le distanze dal punto sconosciuto a quelle posizioni note". Con questa dinamica, il ricevitore GPS calcola il tempo che il segnale da ogni satellite ha impiegato per raggiungere il ricevitore, indicando quanto è distante ogni satellite.

Posizionamento 2D: Latitudine e Longitudine

Usando dati da tre satelliti si individua una posizione esatta, cioè latitudine e longitudine di un'unità GPS — e persona. Un dispositivo GPS traduce quei dati in immagini visive su schermo e mappa. Finché il segnale dai satelliti GPS continua ad alimentare il ricevitore, la posizione di una persona può essere individuata, così come info sulla velocità di spostamento.

Posizionamento 3D: Aggiungere l'Altitudine

Con il segnale di quattro satelliti si ottiene ancora più precisione, ottenendo letture che mostrano l'altitudine di una persona. Tale lettura potrebbe non significare molto per molti utenti. Tuttavia, è essenziale nell'aviazione, aiutando a determinare la posizione esatta degli aerei. Ed è utile per escursionisti, ciclisti, cacciatori e campeggiatori che beneficiano dal sapere quanto in alto si trovano. Quindi, poiché si usano quattro punti di riferimento per determinare la posizione precisa, non si può chiamare correttamente trilaterazione. Il termine più accurato è "multilaterazione". In generale, a seconda del dispositivo GPS, una lettura è accurata entro 15 metri.