Perché il GPS Non Funziona Dentro gli Edifici: Distanza, Satelliti Multipli, Linea di Vista e Soluzioni Indoor

La rete satellitare GPS è composta da circa 24 satelliti che orbitano attorno alla Terra a circa 14.000 km/h. Nonostante l'impressionante natura di tutto ciò, la rete GPS ha almeno un nemico che si mette sulla strada dei suoi segnali radio verso la Terra — la materia solida. La ragione per questo è basata su una serie di fattori, e gli sviluppatori tecnologici stanno lavorando su soluzioni.

Distanza: 19.000 km di Viaggio del Segnale

La distanza di 19.000 km tra satelliti GPS e Terra significa che i segnali satellitari devono viaggiare una lunga strada, ed è parte del problema. Forse hai provato il dramma di perdere il segnale cellulare in un parcheggio sotterraneo o seminterrato — e quel segnale viene da una torre cellulare che è forse solo a pochi km di distanza. I segnali satellitari non viaggiano bene attraverso materiali solidi, ed è per questo che non puoi ricevere dentro edifici, simile a perché avresti scarsa ricezione sotto una fitta chioma d'alberi.

Satelliti: Necessità di 4+ Segnali Simultanei

Il problema della distanza è aggravato considerando che per ottenere una lettura GPS accurata, un ricevitore GPS ha bisogno di un segnale da almeno quattro satelliti. Questi satelliti aiutano a determinare latitudine, longitudine e altitudine del ricevitore. Una volta nota la posizione, un ricevitore può calcolare velocità e distanza alla destinazione. Ottenere un segnale da un satellite in un edificio può essere abbastanza difficile, ma doverne ottenere da tre altri aggiunge alla difficoltà di ricevere dentro un edificio.

Linea di Vista: Ostacoli Solidi

I segnali GPS viaggiano per linea di vista, il che significa che mentre possono passare attraverso materiali trasparenti come vetro e nuvole, non possono aggirare strutture solide, come edifici e tunnel. È anche una ragione per cui le unità GPS hanno problemi nei canyon, dove forse il segnale da alcuni satelliti può raggiungere il ricevitore ma non da tutti e quattro.

Soluzioni: GPS Indoor via Wi-Fi e Stime in Tunnel

Nonostante le sfide che un segnale GPS affronta, gli sviluppatori hanno modi per aggirarle. Ad esempio, nel marzo 2013 Apple comprò l'azienda WiFiSlam, che ha sviluppato una sorta di sistema GPS indoor che potrebbe essere usato nei centri commerciali, per esempio. Invece di segnale da satelliti, questa tecnologia usa segnali wireless per triangolare la posizione di un ricevitore, che potrebbe essere uno smartphone. Oltre a questo, le unità GPS nelle automobili fanno i loro calcoli di stima in momenti in cui perdono il segnale GPS, come quando si guida attraverso un tunnel.