I Segmenti Necessari per il Funzionamento del GPS
Il Global Positioning System è un sistema di navigazione satellitare originariamente sviluppato per l'esercito degli Stati Uniti. Il sistema GPS è composto da tre segmenti distinti: il segmento spaziale, il segmento utente e il segmento di controllo. Ognuno di questi rappresenta una parte importante della rete ed è vitale per un funzionamento GPS completo e accurato.
Segmento Spaziale
Il cuore del sistema GPS è il segmento spaziale, costituito da una rete di 24 satelliti in orbita attorno al pianeta, divisi in sei percorsi orbitali distinti contenenti quattro satelliti ciascuno. Il movimento dei satelliti assicura che qualsiasi punto sulla Terra riceva la massima copertura possibile, con da cinque a nove satelliti visibili in qualsiasi momento. Ogni satellite trasmette un segnale regolare contenente l'ora precisa di origine del segnale e la posizione attuale del satellite nello spazio, dati importanti per i necessari calcoli di navigazione.
Segmento Utente
Il segmento utente consiste in qualsiasi ricevitore GPS, militare o civile. Questi dispositivi ricevono i segnali dai satelliti GPS, confrontando i timbri di tempo e posizione con i propri orologi interni. Poiché i segnali viaggiano a velocità costante, questo permette al ricevitore GPS di calcolare la sua distanza da ogni satellite che può rilevare, misurando la distanza dal ritardo di ricezione. Per la misurazione più accurata, un ricevitore GPS richiede almeno quattro segnali validi, anche se tre possono fornire una stima approssimativa della posizione del ricevitore.
Segmento di Controllo
Il segmento di controllo è il meno visibile dei tre segmenti GPS, ma è estremamente importante. Stazioni radar sparse in tutto il mondo tracciano ogni satellite GPS, assicurando che la sua posizione riportata e la posizione effettiva corrispondano in ogni punto dell'orbita del satellite. Il segmento di controllo trasmette questi dati ai satelliti, permettendo loro di aggiornare i propri dati posizionali se qualsiasi aspetto del loro percorso cambia. Qualsiasi deriva orbitale altererebbe i calcoli di distanza del ricevitore GPS, impedendo un blocco preciso sulla posizione dell'unità.
Guasti
Guasti in uno qualsiasi dei tre segmenti possono influenzare l'intero sistema GPS. Se gli orologi atomici all'interno di un satellite iniziano a malfunzionare, o la sua orbita diventa eccentrica, il sistema GPS può classificare quel satellite come inaffidabile e rimuoverlo da qualsiasi calcolo di navigazione. Il guasto di un ricevitore nel mantenere un tempo accurato può anche influenzare i calcoli perché qualsiasi tentativo di misurare quanto tempo ha impiegato il segnale per raggiungere l'unità sarà errato. Infine, un guasto del segmento di controllo nel monitorare e mantenere accuratamente i dati orbitali può risultare in una graduale diminuzione della precisione GPS mentre le orbite decadono.