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Acronimo di Global Positioning System, noto anche con il nome di Navstar (Navigational
Satellite Timing and Ranging) il GPS è ormai di uso comune e rappresenta uno dei sistemi
preferenziali per la navigazione. Tale sistema permette di determinare su copertura
globale e continua la posizione del ricevitore in tre dimensioni, vale a dire latitudine,
longitudine e quota.
Tali informazioni sono ottenibili mediante il calcolo che il nostro apparato esegue sui dati
di misurazione della distanza, ossia del tempo, fra se stesso e almeno tre satelliti.
Naturalmente per poter fare tutto questo è necessario un sistema per la misurazione del
tempo particolarmente accurato, infatti, sui satelliti, tutti sincronizzati tra loro da stazioni
a terra, sono presenti degli orologi atomici il cui scarto e talmente minimo che permette
di non avere errori di calcolo evidenti.
Le frequenze di lavoro dei satelli in orbita, che a regime saranno 21 più 3 di riserva su 6
orbite circolari inclinate di 55° sul piano dell’equatore e sfalsate tra loro di 60°, sono di
1.575,42 MHz per L1 e 1227,6 MHz per L2. I segnali trasmessi dalle piattaforme spaziali
sono codificati in modo che ogni satellite sia identificabile e perfettamente sincronizzato.
Essendo nota la velocità di trasmissione delle onde elettromagnetiche, che abbiamo visto
essere quella della luce che abbiamo indicato con C, ossia 300.000 Km/sec, la misura del
tempo ci darà immediatamente la distanza. Il principio si basa dunque sul tempo necessario
al segnale trasmesso dal satellite per raggiungere il ricevitore che abbiamo in mano
o sulla plancia della nostra barca.
Per poter fare questo calcolo naturalmente il nostro ricevitore dovrà utilizzare lo stesso
tempo campione del satellite, sincronizzazione che avviene quando l’apparato si aggancia
al sistema.
Tanto per offrire un dato circa la precisione degli orologi utilizzati per il sistema GPS, il
loro scarto si aggira su 10-13 sec./giorno. I ricevitori, siano essi fissi o portatili, sono dotati
di un software molto sofisticato che è in grado di selezionare i dati relativi al satellite che
stanno ricevendo, ma essendo gli orologi dei ricevitori inferiori in termini di precisione a
quelli atomici dei satelliti, devono necessariamente essere rifasati in modo continuo.
Con tre informazioni contemporanee provenienti da tre differenti satelliti si può determinare
senza ambiguità la propria posizione.
Il sistema GPS è gestito dagli Stati Uniti, i quali mettono a disposizione due differenti protocolli
di precisione del sistema denominati C/A per gli utenti commerciali e P per utenti
limitati, tra cui i miitari.
Mediamente lo scarto previsto dal sistema non supera i 3 metri di raggio, ma bisogna dire
che in momenti di particolare tensione internazionale determinate aree possono essere
interessate dall’introduzione di un errore intenzionale, da parte dell’amministrazione statunitense
che gestisce il sistema.
Per tale ragione è stato introdotto il sistema DGPS, ossia il GPS differenziale grazie al quale
il problema della SA, ossia la degradazione intenzionale, è annullato.
I ricevitori GPS svolgono anche altre funzioni oltre alla ricezione dei segnali dei satelliti,
quali l’elaborazione dei dati fornendo direttamente le coordinate della posizione, la velocità
del mezzo sul quale si trova il ricevitore, la quota e la rotta.
Tutto questo è possibile grazie alla possibilità di conoscere sempre con assoluta precisione
le effemeridi di tutti i satelliti in quota, ossia, il loro dato di posizione relativa.
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Il plotter è divenuto un apparato ormai comune, si tratta di un monitor multifunzione
sul quale è possibile vedere contemporaneamente le informazioni provenienti da diversi
sensori quali il GPS, il radar, l’ecoscandaglio. Tutte queste informazioni sui sistemi più moderni
sono sovrapponibili alla cartografia digitale, il che rende la navigazione veramente
semplice per chiunque, in quanto i calcoli sono tutti svolti dall’elaboratore.
Inutile dire che è bene essere in grado di provvedere ad eseguire detti calcoli anche
autonomamente, in quanto non si può affidare la propria sorte a un sistema totalmente
dipendente dall’alimentazione elettrica. Alcuni per scongiurare tale pericolo portano con sé sempre due apparati, per esempio un portatile cartografico di riserva da inserire in
caso di necessità nel Panic Bag.Oggi la normativa vigente riconosce la cartografia digitale
come cartografia valida per la navigazione, il che dal punto di vista tecnico non fa una
piega visto il livello di affidabilità e la possibilità di aggiornamento esistente, ma chi scrive
ritiene opportuno portare a bordo anche della cartografia tradizionale, le squadrette e il
compasso, magari anche solo per tracciare il punto nave ogni mezz’ora, conservando uno
storico, che in caso di necessità ci permette di sapere con precisione dove ci trovavamo
esattamente a quella determinata ora.
Si pensi a un abbandono nave improvviso durante il quale il nostro apparato di riserva
finisce in acqua, l’alimentazione della nostra barca è venuta meno e tutto quello che abbiamo
per comunicare dove siamo è un VHF portatile e una carta con un punto nave non
più vecchio di mezz’ora.
Ora, prendete il punto nave che non ha più di 30 minuti e provate in queste condizioni a
fornire la vostra posizione approssimativa, che potete ricavare ricordando la vostra rotta e
la vostra velocità al momento dell’incidente.
Senza il punto nave di riferimento il risultato sarà una serie di numeri che non aiutano
molto chi vi deve venire a cercare, costringendolo a fare ricerche che possono durare un
tempo superiore a quello necessario per soccorrere in modo appropriato un ferito.
In ogni caso la navigazione elettronica permette davvero a chiunque in condizioni di
normalità di funzionamento di navigare in modo sicuro, gli apparati moderni sono affidabili
e la loro precisione è sempre più accurata nella rappresentazione grafica del punto.
Insomma, il progresso ci ha dato davvero un grande aiuto, ma non dobbiamo per questo
dimenticare le regole della navigazione tradizionale, perché non è mai escluso di doverla
impiegare in condizioni di emergenza.
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