Tutti i sistemi di navigazione per auto, le app di guida e le app di navigazione mobile come Google Maps si basano tutti sul GPS per portarci dal punto A al punto B. Ma cos'è il GPS e come funziona?
Che cos'è il sistema di posizionamento globale?
Il Global Positioning System (GPS) è un sistema di navigazione di proprietà del governo degli Stati Uniti composto da tre segmenti principali:
- Il Segmento spaziale è un sistema di navigazione di almeno 31 satelliti, 24 (o più) dei quali sono solitamente in volo e operativi. Questi satelliti volano all'interno dell'orbita terrestre ad un' altitudine di 12.550 miglia. Ogni singolo satellite di solito fa il giro della Terra due volte al giorno.
- Il Segmento di controllo è una rete internazionale di stazioni di controllo che tracciano, monitorano e mantengono i satelliti in orbita. Queste stazioni di controllo possono anche inviare dati o comandi ai satelliti. Il segmento di controllo è composto da 16 stazioni di monitoraggio, due stazioni di controllo principali (una principale e una alternativa) e 11 antenne di comando e controllo (quattro antenne di terra e sette stazioni di localizzazione remota della rete di controllo satellitare dell'aeronautica).
- Il Segmento utente è riservato ai civili e ai nostri dispositivi GPS, noti anche come ricevitori GPS poiché ricevono segnali dai satelliti in orbita per individuare le nostre posizioni.
Chi ha inventato il GPS?
Le quattro persone solitamente attribuite all'invenzione del GPS sono Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton e Gladys West. Secondo Lemelson-MIT, è stato Getting che per primo ha immaginato il GPS come lo conosciamo oggi come un concetto che prevede l'uso di "un sistema di satelliti per produrre dati di posizionamento precisi per oggetti in rapido movimento come missili e aeroplani."
Il contributo di Parkinson al GPS arrivò nel 1972, quando assunse il ruolo principale nella direzione del programma GPS del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. In questo ruolo, Parkinson è stato in grado di basarsi sulle idee originali di Getting. Nel 1978, il progetto di sviluppo GPS di Parkinson, noto come sistema GPS NAVSTAR, era stato completato e preciso entro tre metri.
Anche Roger L. Easton ha contribuito allo sviluppo del GPS ed è stato chiamato il "padre del GPS". Il contributo di Easton è stato il risultato della risoluzione di un problema relativo al tracciamento dei satelliti. Nel tentativo di sincronizzare i tempi delle stazioni di localizzazione, Easton ha sviluppato un sistema di navigazione basato sul tempo posizionando gli orologi nei satelliti, consentendo loro di rilevare con maggiore precisione la posizione esatta degli utenti a terra. Easton ha chiamato questo sistema "Timation" e il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha finito per incorporare le sue caratteristiche nello sviluppo del Global Positioning System.
Ultimo ma non meno importante, anche la matematica Gladys West è accreditata per il suo contributo allo sviluppo del GPS. Il contributo di West è stato il suo lavoro nello sviluppo di un modello della Terra che spiegasse le variazioni nella forma della Terra causate dalla gravità e da altre forze. Il modello della Terra di West è ampiamente considerato un elemento fondamentale del progetto GPS.
Come funziona il GPS e come viene gestito?
Il Global Positioning System si basa sulla relazione tra satelliti GPS e ricevitori su dispositivi abilitati GPS. Secondo la società di tecnologia GPS Garmin, una società di tecnologia GPS, il Global Positioning System funziona quando i satelliti GPS trasmettono "un segnale unico e parametri orbitali che consentono ai dispositivi GPS di decodificare e calcolare la posizione precisa del satellite".
Da questa trasmissione, i dispositivi GPS sono in grado di calcolare la posizione degli utenti misurando il tempo necessario per ricevere il segnale. Tale calcolo viene quindi combinato con le misurazioni della distanza da diversi altri satelliti. Per calcolare correttamente la latitudine e la longitudine di una persona, un dispositivo GPS deve ricevere un segnale da almeno tre satelliti. Il calcolo dell' altitudine richiede il segnale di almeno quattro satelliti. La maggior parte dei ricevitori GPS riceve e traccia i segnali di almeno otto satelliti, ma questo numero può variare in base alla tua posizione e all'ora.
Secondo GPS.gov, il sistema di posizionamento globale è gestito e gestito dalla US Air Force. La US Air Force "sviluppa, mantiene e gestisce" i 24 satelliti e stazioni di controllo dislocati in tutto il mondo che compongono il sistema.
Oltre ai sistemi GPS per auto: usi quotidiani per il GPS
Il GPS non serve solo per trovare la strada di casa. Altri usi del GPS includono:
- I dispositivi indossabili GPS, come gli orologi GPS, possono essere utilizzati per tenere traccia di bambini, animali domestici e anziani.
- I droni controllati da GPS vengono utilizzati per filmare riprese a volo d'uccello nei film. Il GPS viene utilizzato anche nell'industria cinematografica per lo scouting della posizione.
- Il geocaching può essere utilizzato per impostare cacce al tesoro nascondendo oggetti in determinate posizioni, quindi caricando mappe online per farle cercare ad altre persone con dispositivi GPS.
- La tua compagnia elettrica locale potrebbe utilizzare il GPS per monitorare le interruzioni di corrente.
