GNSS COME FUNZIONA

COSA SIGNIFICA GNSS E GPS

LA STORIA DEL GPS NOMENCLATURA DI BASE ED ACRONOMI

PREFAZIONE A CURA DI BERNINI MENTORE

il seguente scritto è un riassunto delle informazioni liberamente disponibili su INTERNET e liberamente accessibili nei siti degli ENTI GOVERNATIVI. Lo scitto potrebbe contenere errori di interpretazione o concetto. Lo scopo dell’articolo è puramente di informazione generale.

COSA SIGNIFICA GPS

Ci riferiamo al termine GPS usato nel settore della localizzazione satellitare. Il significato vero e proprio è Global Positioning System. Si tratta di una denominazione riservata al sistema statunitense di satelliti orbitanti intorno alla terra con relativi protocolli di comunicazione installato e gestito dal governo degli Stati Uniti d’America a cura della istituzione SPACE FORCE.

USO IMPROPRIO DEL TERMINE GPS

La sua popolarità ha esteso il termine GPS per identificare, a volte impropriamente, tutti i sistemi che permettono di identificare le coordinate di posizione di un ‘OGGETTO’ in qualsiasi parte del globo terrestre.

COSA SIGNIFICA GNSS

GNSS significa SISTEMA di NAVIGAZIONE GLOBALE per mezzo di SATELLITI.In sostanza un insieme di risorse hardware e software che si indentificano solitamente con un apparato elettronico dotato di vari componenti in grado di interpretare i dati forniti da diverse costellazioni satellitari che includono il GPS americano, il GLONASS russo , il GALILEO europeo ed altri acora (CINA, INDIA etc.).

ORIGINI E STORIA DEL GPS

Ci sono dispositivi elettronici, che opportunamente programmati, hanno la capacità di captare una miriade di informazioni altamente accurate dal sistema GPS Statunitense. La comprensioni di questi dati è possibile solo a persone con una particolare specializzazione nel settore delle telecomunicazioni. Alcuni dati inoltre sono solo disponibili ad enti particolari (esempio forze militari).

ANNI 60

Negli anni 60, esigenze di tipo militare, hanno richiesto lo sviluppo di sistemi avanzati di posizionamento e comunicazione. I primi rudimentali esperimenti prevedevano satelliti che trasmettevano segnali radio e permettevano il calcolo del posizionamento basandosi sul principio dell’effetto DOPPLER (sateliti della serie TIMATION e TRANSIT). Il lavoro, in pochi anni, ha permesso la messa in orbita di satelliti per il coronamento delle richieste militari. Il sistema NAVSTAR era in gestione delle forze aeree statunitensi.

PRIMI USI CIVILI DEL POSIZIONAMENTO

Nel 1967 il sistema TIMATION era reso disponibile alle navi per uso civile.

Il TRANSIT aveva molti limiti nella copertura e nei tempi di risposta. Quindi inutilizzabile per usi professionali o per navigazione aerea. Tuttavia lo stimolo alla risoluzione dei problemi ha portato allo sviluppo del sistema GPS.

Il TIMATION era un upgrade notevole in quanto iniziava ad utilizzare oscillatori a quarzo ultra stabili. In un secondo tempo furono lanciati i primi satelliti con orologio atomico al cesio e rubidio.

I PRIMI PROTOTIPI DI GPS ANNI 70

Gli ultimi TIMATION lanciati in effetti erano già dei prototipi GPS. Gli anni 70 sono particolarmente cruciali in quanto le varie branchie militari navali, terrestri ed aeree raggiunsero un accordo sulla struttura che dovrebbe avere un sistema di navigazione: NAVSTAR. Il principio delle misure era basato sulla precisione degli orologi atomici. Sostanzialemnte il calcolo usava algoritmi basati sulla misura del tempo.Il sistema venne poi raffinato negli anni 70-80 fino a divenire il sistema GPS attuale.

 

GPS FINE ANNI 80

Alla fine degli anni 80 i satelliti erano anche equipaggiati con sensori in grado di inviare informazioni in merito ad esplosioni o attività nucleari (NUDET). I primi satelliti in grado di supportare la tecnologia GPS erano denominati di classe BLOCK ‘1’. Erano progettati per una vita operativa di 10 anni. Questi satelliti necessitano di un continuo aggiornamento dell’oroglogio per compensare la differenza del trascorrere del tempo alle altitudine delle orbite (intono ai 20.000Km). La comprensione dei dati principali trasmessi dai satelliti era esclusivamente permessa alle forze militari. Parte dei dati erano resi disponibili per uso civile.

ANNO 1983 PRESIDENTE RONALD REAGAN

Nel 1983 il presidente ordina la liberizzazione del sistema GPS per usi civili. La notizia dell’abbattimento del velivolo KOREANO operante il volo 007 con la morte di 269 persone ha dato l’occasione alla amministrazione REAGAN di contribuire l’evitare del ripetersi di incidenti simili. L’abbattimento fu giustificato dai militari russi come invasione del proprio spazio aereo. Possiamo stimare in base ai documenti disponibili che nel 1997 il GPS era diventato disponibili a tutti gli utilizzatori. L’unica limitazione era la precisione. Volutamente era inserito un algoritmo di introduzione degli errori. Questo avrebbe evitato l’uso del GPS per scopi terroristici. Si stima che la imprecisione introdotta sarebbe stata dell’ordine del centinaio di metri.

 

ANNO 1986 INCIDENTE SPACE SHUTTLE CHALLENGER

questo incidente causò un notevole ritardo al lancio dei satelliti della serie BLOCK ‘2’ (costruiti dalla ROCKWELL). I satelliti BLOCK ‘2’ avevano notevoli upgrade tecnici tra i quali

- protezione della elettronica dalle radiazioni

-dispositivi anti oscuramento (anti-spoofing AS)

-campionamento automatico e correzione automatica degli errori ed invio di messaggi informativi addizionali

- autonomia di 180 giorni senza aggiornamento da terra

GPS ANNI 90 E GPS ODIERNO

Negli anni 80 e 90 il governo degli Stati Uniti ridusse del 30% gli investimenti in questo settore. Il programma andò a rilento e venne ridotta la flotta di satelliti allo stretto indispensabile. Il sistema base comprendeva una costellazione 24 satelliti in grado di fornire le informazioni per calcolare la posizione nelle 3 dimensioni dello spazio. Per i calcoli sono necessari i dati di almeno 4 satelliti contemporaneamente.

USO DEL GPS NEI CONFLITTI MILITARI

Le costellazioni GPS in servizio dagli anni 90 hanno largamente contribuito ai risultati militari della guerra del GOLFO. La richiesta di ricevitori GPS era tale che la amministrazione USA è stata costretta ad utilizzare ricevitori GPS per uso civile modificati.

Si utilizzava persino nastro adesivo per tenere provvisoriamente in posizione il ricevitore cu caccia bombardieri, carri armati e cinture dei soldati.

Altro campo di battaglia in cui il GPS ha avuto un ruolo importantissimo fu la guerra in BOSNIA. Utilizzato ampiamente per operazioni militari di salvataggio.

ANNO 2000 FLOTTA SATTELITI BLOCK ‘2R’

Questi satelliti di ultima generazione prodotti dalla MARTIN-MARIETTA hanno la capacità di navigazione autonoma.

 

ANNO 2000 PRESIDENTE BILL CLINTON

La amministrazioni CLINTON rimuove la introduzione degli algoritmi di errore. Il mondo civile può quindi accedere alla precisione centimetrica permessa dal sistema GPS.

IN COSTRUZIONE:

COME FUNZIONA IL RILEVAMENTO DELLA POSIZIONE

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IL SISTEMA GNSS COSA SIGNIFICA

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CURIOSITA’ DEI SISTEMI GNSS

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LA PRECISIONE E GLI ERRORI POSIZIONAMENTO

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I RUSSI NEL FRATTEMPO

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LA FLOTTA SATELLITARE CINESE

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COMPRENSIONE DELLA TERMINOLOGIA

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