Come funziona un sistema GPS: componenti e principi

GPS sta per Global Positioning System. Il GPS è un sistema di navigazione e posizionamento. Il GPS è una rete di satelliti in orbita attorno alla Terra. Il GPS usa una tecnologia complessa e principi di fisica, ma il suo funzionamento può essere facilmente compreso. L'operazione del sistema GPS può essere appresa conoscendo le parti del GPS e la funzione di ciascuna parte.

Satelliti

I satelliti GPS sono un gruppo di satelliti a circa 20.000 km sopra la Terra, in orbita attorno a essa. Sei gruppi di quattro satelliti ciascuno ruotano attorno alla Terra nella loro orbita, impiegando 12 ore per una rivoluzione, circondando così la Terra in tutti e sei i piani orbitali. Questi satelliti inviano continuamente segnali radio alla superficie terrestre mentre ruotano nella loro orbita. I satelliti GPS sono sincronizzati tra loro; quindi, inviano i segnali nello stesso momento.

Sistema ricevente

I segnali radio inviati dai satelliti GPS sono ricevuti da un sistema ricevente a terra da cui la posizione del ricevitore può essere determinata accuratamente in termini di latitudine, longitudine e altezza. L'antenna a terra cattura questi segnali e li trasmette sotto forma di corrente elettrica a un sistema ricevente, che decodifica i segnali sotto forma di posizione esatta dell'antenna, anche fino a frazioni di pollice di precisione. Conoscendo il tempo impiegato da questi segnali radio per raggiungere il ricevitore, la distanza del ricevitore viene calcolata dal sistema ricevente. Il ricevitore GPS indica la posizione esatta dell'antenna usando un processo chiamato trilaterazione.

Centri dati

I centri dati sono la terza parte di un sistema GPS. Il centro dati riceve i dati da un sistema ricevente. Ci sono sistemi automatizzati basati su computer al centro dati per analizzare i dati ricevuti, quindi il centro dati ha la funzione di monitorare e controllare i dati ricevuti dal GPS. Questi dati grezzi ed elaborati sono messi a disposizione per uso scientifico e commerciale, usati in una varietà di applicazioni diverse. I centri dati possono essere situati ovunque in diverse località del mondo a seconda delle necessità di questi dati.

Applicazioni

Il GPS fu inizialmente sviluppato per scopi militari, ma ora è ampiamente usato sia per scopi commerciali che scientifici, incluso l'uso in vari strumenti di guida di posizione come telefoni cellulari e dispositivi GPS portatili.

Limitazioni

I sistemi GPS potrebbero non funzionare correttamente in luoghi dove c'è difficoltà a ricevere i segnali radio dal sistema ricevente, quindi potrebbero non funzionare bene in zone boschive o vicino a edifici alti; per ottenere le informazioni desiderate dal sistema GPS è essenziale avere un cielo libero.