GNSS – GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM

Negli articoli dedicati al GPS abbiamo introdotto quello che è stato il primo sistema di posizionamento satellitare abilitato anche all’uso Civile.

Va detto però che non è l’unico sistema di navigazione satellitare che attualmente viene utilizzato da noi civili.

Iniziamo col dire che modi di uso comune come: hai il GPS a bordo? Mi dai le coordinate del GPS? Sono attualmente errate.

Un moderno ricevitore satellitare è in grado di riceve i messaggi di navigazione di
4 diversi sistemi di navigazione.

Questo perché un moderno ricevitore satellitare (da quello di bordo a quello degli smartphone) è abilitato a ricevere e codificare il messaggio di navigazione dei satelliti GPS e dell’alterego Russo GLONASS – Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema, alcuni sono poi in grado di codificare anche i segnali del sistema europeo GALILEO e del Cinese BEIDOU aperto all’uso civile e certificato per la navigazione marittima a partire dal 2014.

La differenza sostanziale del GLONASS rispetto al GPS è una maggiore inclinazione d’orbita dei Satelliti adottata per garantire una migliora copertura alle zone polari (avendo la Russia interessi commerciali e militari maggiori nella zona Artica).

Il Sistema GALILEO, promosso dalla Comunità Europea e realizzato tramite la ESA – European Space Agency, la cui entrata in servizio rimandata per anni ha visto l’attivazione del sistema nel 2018 con 18 satelliti operativi per completarsi nel Febbraio del 2019 con ben 28 satelliti attivi alla data odierna.

GALILEO è molto simile al GPS e se ne differenzia perché è il primo sistema di navigazione satellitare nato esclusivamente per usi civili e quindi riesce a fornire ai ricevitori abilitati prestazioni ancora più spinte. Il primo smartphone in grado di utilizzarlo per il posizionamento è stato l’iPhone 6s.

Il sistema cinese BEIDOU si differenzia invece da tutti e tre i sistemi perché è basato sull’utilizzo di Satelliti Geostazionari atti a coprire l’area di interesse strategico militare ed Economico della repubblica cinese; nato inizialmente per uso militare è stato aperto all’uso civile ed approvato dalla IMO – International Maritime Organization – nel novembre del 2014 per il suo utilizzo nella navigazione marittima.

BEIDOU si compone di 4 satelliti geostazionari (ruotano su orbite equatoriali alla stessa velocità della Terra per cui puntano sempre sulla stessa area geografica), 3 in funzione più uno di backup; il sistema ha caratteristiche di copertura regionale.

Copertura del Sistema BEIDOU 1

La Repubblica Popolare Cinese sta già lavorando dal 2012 al BEIDOU 2 sistema di posizionamento globale del tutto simile al GPS.

Ma come interagiscono tra loro questi sistemi? C’è un controllore di una rete così vasta e complessa?

Stiamo parlando infatti di oltre 100 satelliti, ogni gruppo viene gestito e controllato dal proprio Segmento di Controllo (per conoscere come funziona un sistema di controllo leggi questo articolo) e il malfunzionamento di uno di questi potrebbe creare seri problemi al calcolo della posizione anche se di contro se tutto funziona correttamente, ricevendo in mare aperto fino a 10-12 satelliti contemporaneamente la precisione è dell’ordine di 5 metri contro i 30-60 degli albori de GPS (anche grazie ai sistemi di Augumentation che tratteremo in un articolo a parte)

Fortunatamente ad indagare, monitorare e studiare su questo continuo evolversi di sistemi c’è il IGS- International GNSS Service.

Distribuzione Stazioni IGS

l’ IGS è un’organizzazione non governativa (nel senso che non dipende da un’unica nazione) e si basa su un network di 160 stazioni di controllo distribuite in maniera abbastanza estesa su tutto il globo.

Lo scopo principale è quello di raccogliere, archiviare e distribuire le osservazioni sulla rete di satelliti utilizzati per il calcolo della posizione (nato inizialmente per unire i dati di GPS e GLONASS a partire dal 1994) in maniera da avere un numero elevato di controlli in termini di accuratezza e funzionamento dei sistemi al fine di soddisfare gli obiettivi delle applicazioni su vasta scala; il sistema consente anche di utilizzare per applicazioni commerciali i dati in tempo reale.

Tutti i dati collezionati dal IGS sono pubblici e disponibili sul sito ufficiale IGS.org e realizzati per l’utilizzo da parte di scienziati, docenti e applicazioni commerciali.

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