I sistemi di posizionamento satellitare GNSS

 

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PRINCIPALI ERRORI, RELATIVI RIMEDI E PRECAUZIONI DA SEGUIRE

immagine del funsionamento del sistema gnss

Per avere informazioni corrette occorre porre attenzione a varie cose che possono influenzare la qualità dei dati che fornisce il gps.

Abbiamo visto che il nostro palmare gps calcola la sua posizione a partire dalla distanza dei satelliti.

Questa distanza viene calcolata supponendo costante la velocita' del segnale (C, la velocità della luce, delle radiazioni elettromagnetiche, e' costante nel vuoto) e misurando il tempo che intercorrerre fra emissione e ricezione del segnale. Poi con una semplice moltiplicazione calcola la distanza.

In realta' la velocita' della luce nell'atmosfera e' leggermente piu' lenta che nel vuoto ma è nota.

Fatta questa premessa vediamo le principali fonti d'errore in cui possiamo incorrere:



1) ERRORI DI ORIGINE ATMOSFERICA E IONOSFERICA

IONOSFERAflare immageLa velocita' della luce in atmosfera puo' essere influenzata dalla presenza di vapore acqueo nella troposfera ma, maggiormente, dalla presenza di attivita' elettrica nella ionosfera.

La ionosfera è influenzata dall'attivita' solare, ciclica con periodo di undici anni, e dai brillamenti solari, improvvisi ed imprevedibili.

Questi disturbi atmosferici vanno a modificare la velocita' del segnale aumentando l'errore commesso dal gps.
Il ricevitore gps non è in grado di valutare quest'errore ma sistemi di correzione differenziali come il WAAS (Usa) o EGNOS (Europa) possono tenerne conto.



2) DILUIZIONE DELLA PRECISIONE (DOP)

La disposizione nel cielo dei satelliti "visibili" dal palmare gps determina un errore geometrico. Immagine errore DOP

Piu' i satelliti sono raggruppati vicini fra di loro e maggiore sara' quest'errore.

Il DOP, diluizione di precisione, viene stimato dal gps ed entra a far parte dei parametri che determinano l'errore minimo commesso indicato dal palmare gps stesso.
L'errore DOP puo' essere ridotto spostandosi in modo da avere piu' cielo libero e "vedere" altri satelliti prima coperti oppure aspettando che i satelliti in vista si spostino in una configurazione migliore.



3) MULTIPATH

Immagine errore multipathLa presenza di superfici piatte estese in prossimita' del ricevitore gps puo' essere fonte d'errore

Il segnale dei satelliti puo' riflettersi su queste e raggiungere il ricevitore seguendo un percorso piu' lungo della reale distanza dai satelliti.
E' bene mantenersi a distanza di pareti rocciose, muri estesi, laghi, che potrebbero provocare questo problema,
Il ricevitore gps non è in grado di valutarlo.



4) COPERTURA DEL CIELO

Immagine di un bosco fittoIn alcune situazioni i segnali gps possono avere difficolta' a raggiungere il ricevitore.

Boschi con fronde folte e, nel caso, bagnate dalla pioggia, coperture nuvolose spesse e dense, forti nevicate, ambienti chiusi come grotte, edifici o gole possono ridurre o annullare  i segnali gps che raggiungono il ricevitore.

Questo peggiora la qualita' del posizionamento o, addirittura, puo' renderla impossibile.
La sola soluzione e' quella di cercare di spostarsi in aree con maggior visibilita' del cielo per migliorare il segnale ricevuto ed aggiungere altri satelliti a quelli visibili.

Anche tenere il gps in fondo allo zaino con tutta la roba sopra ed il nostro corpo che copre mezzo cielo visibile non e' una buona abitudine. Conviene sistemarlo fuori dallo zaino, ad esempio nella cappelliera sopra lo zaino stesso.



5) EFFIMERIDI INCOMPLETE O TROPPO VECCHIE

Ogni ricevitore gps deve conoscere in modo preciso la posizione dei satelliti per poter calcolare la propria.

Ogni satellite trasmette l'almanacco (posizione orbitale approssimata) di tutti i satelliti e le proprie effimeridi (posizione orbitale accurata) ogni 30 secondi (Navstar Gps).Immagine di un satellite che trasmette dati

Se il ricevitore gps e' stato spento per molto tempo oppure era in un posto lontano da dove viene riacceso occorreranno almeno 12,5 minuti per fare la nuova acquisizione delle effimeridi di tutti i satelliti (Navstar Gps). Ma questo e' il tempo minimo supponendo che il gps riesca ad acquisire tutti i dati alla prima trasmissione. Cosa improbabile.
Fino a quando il gps non avra' tutte le nuove effimeridi il posizionamento sara' affetto da errori che tenderanno a ridursi con la progressiva acquisizione delle nuove effimeridi.
Quest'errore puo' essere evitato facilmente accendendo sempre il ricevitore gps almeno mezzora prima di usarlo.



Per approfondire l'argomento:
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