GPS – Segmento di Controllo

Se hai già letto gli articoli sul Segmento Spaziale e sul Segmento Utente del GPS sei arrivato all’epilogo della presentazione ingegneristica del sistema che ha rivoluzionato i trasporti marittimi, aerei e terrestri.

Il segmento di controllo consiste in un network di stazioni distribuite sull’intero globo e a varie latitudini che effettuano:

  • Tracking dei satelliti (li inseguono in orbita per verificare che la posizione reale e quella attesa siano identiche al netto di piccole perturbazioni d’orbita).
  • Monitoraggio dei segnali.
  • Analisi di performance (in termini di precisione).
  • Invio di aggiornamenti ai satelliti.
  • Correzioni delle posizioni in orbita.

L’attuale configurazione del segmento di controllo, OCS – Operational Control Segment, include un’unica Master Station, una Master Station Alternativa, 11 antenne di comando e controllo, 16 siti di monitoraggio.

icaptain, GPS - Segmento di Controllo
Distribuzione del segmento di controllo del Sistema GPS

La Master Station è situata in Colorado ed è l’unica stazione in grado di comunicare con i satelliti per modificarne i parametri orbitali o aggiornare le Effemeridi a seguito dell’elaborazione dei dati provenienti dalle stazioni di tracking e/o monitoraggio (in alternativa può intervenire la Master di Rispetto sita in California).

Le Monitor Stations:

  • Effettuano il monitoraggio dei satelliti quando questi sono in vista.
  • Raccolgono i dati di navigazione.
  • Calcolano la posizione del ricevitore che consentirà di effettuare verifiche sul funzionamento dei satelliti.
  • La ricezione ed elaborazione dei segnali avviene con ricevitori GPS avanzati e tutti i dati raccolti vengono inviati alla Master Station.

Delle 16 stazioni di monitoraggio 6 sono siti militari gestiti completamente dalla AIR Force.

Le altre 10 stazioni aggiuntive nascono invece dal progetto L-ALL Legacy Accuracy Improvement Initiative completato nel 2008 e nato per aumentare l’accuratezza del sistema attraverso l’espansione del segmento di controllo; tale ampliamento ha consentito il miglioramento dell’accuratezza globale del sistema dal 10% al 15%; il risultato è stato reso possibile grazie al monitoraggio su scala globale precedentemente limitato alle sole basi militari.

Le stazioni introdotte dal L-ALL sono gestite dal NGA – National Geospatial-Intelligence Agency

Il complesso di Ground Antennas è costituito da 4 antenne GPS dedicate più 7 Air Force Satellite Control Network per il tracking dei satelliti.

Queste antenne sono in grado di:

  • Inviare segnali al fine di aggiornare i dati di navigazione dei satelliti.
  • Processare e programmare i dati dei satelliti.
  • Raccogliere le telemetrie.
  • Comunicare via Banda S con il segmento spaziale per risolvere eventuali anomalie connesse alle orbite.

La Master Control Station è l’unica stazione a terra che può effettuare modifiche all’intera costellazione utilizzando i dati computati dalle varie stazioni di controllo; inoltre:

  • Genera i messaggi di navigazione da aggiornare sui satelliti.
  • Effettua il monitoraggio delle trasmissioni e l’integrità del sistema al fine di mantenere in buono stato il segmento spaziale anche in termi di accuratezza.
  • Pianifica la manutenzione e la risoluzione di anomalie di eventuali satelliti compreso il riposizionamento in orbita al fine di mantenere la costellazione nella configurazione migliore.
Centrale operativa della Master Station

La Master Station, al fine di gestire i satelliti operativi e quelli dismessi utilizza il sistema AEP – Architecture Evolution Plan e LADO – Launch/Early Orbit, Anomaly Resolution, and Disposal Operations.

Nel concludere questi primi tre articoli dedicati al GPS ti consigliamo per restare sempre aggiornato sull’evoluzioni del sistema di visitare esclusivamente il Portale Governativo USA sul quale sono presenti i dati ufficiali ed aggiornati.

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