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(abbinato a un Pocket PC/Palmare) |
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Tecnologia
pluri-satellitare che regola il principio di funzionamento dei GPS terrestri
Per individuare correttamente la posizione di un corpo puntiforme
sul suolo terrestre (anche su superfici marittime) è sufficiente
applicare "semplici" regole di triangolarizzazione geometrica
e conoscendo correttamente la distanza di tale corpo rispetto a "almeno"
3 punti noti e fissi è possibile risalire all'esatta posizione!
L'importante è però che i punti fissi di riferimento siano
ben noti e realmente fissi oppure che il loro movimento relativo
sia conosciuto e descrivibile mediante equazioni di moto!
Nel caso dei GPS i punti fissi di riferimento sono dei satelliti
artificiali (in tutto sono 24, 12 per ogni emisfero più 3 di
riserva) posti in oiani orbitali attorno al globo a una quita
di circa 20mila km! Le posizioni orbitali
di tali satelliti vengono costantemente monitorate da terra e le
informazioni sulle orbite dei satelliti vengono costantemente aggiornate
nei GPS aggiornando quello che nel terminale ciene "Almanacco"
(Gli attuali satelliti sono
stati posti in orbita e sono di proprietà degli Stati Uniti che
ne permettono il libero usufrutto; l'Europa si è attivata per prevedere
l'ipotesi di realizzazione di un "proprio" sistema GPS)
Ovviamente se i punti fissi rispetto a cui si calcola la posizione sono
in numero maggiore di 3 la precisione non può che aumentare e/o
possono essere ammesse delle tolleranze maggiori nelle misurazioni
relative corpo-punto fisso!
Per avere una misurazione di posizione e altezza (per esempio
in montagna) sara necessariamente d'obbligo avere almeno un 4° punto
fisso di riferimento.... in pratica con 3 punti si calcola la posizione
3D e con un 4° punto fisso si può implementare con la conoscenza
della quota geodetica!
Il calcolo della distanza tra il corpo (localizzatore gps) e i satelliti orbitanti attorno al pianeta avviene tramite comunicazioni in radiofrequenza (attorno ai 1500-1600MHz) sincronizzate da "orologi-atomici" precisissimi posti sui satelliti stessi. Estremizzando il funzionamento in concetti semplici si può affermare che in pratica ogni satellite funziona come un "mitragliatore di stringhe di dati" contenenti varie informazioni tra cui la posizione del satellite e l'ora di invio della stringa di dati. In questo modo il ricevitore-localizzatore può calcolare la distanza a cui esso si trova rispetto a ogni satellite valutando il tempo che la stringa di dati ha impiegato per giungergli. Tutto questo avviene grazie anche a delle "mappe elettroniche dei satelliti" (Almanacco) presenti nel terminale GPS che vengono tenute costantemente aggiornate proprio tramite le stesse stringhe dati inviate dai satelliti.
Una volta calcolata l'esatta posizione del corpo in oggetto su cui è presente il "localizzatore GPS" qualora questo cominciasse a muoversi sarà possibile valutare a intervalli regolari la sua nuova posizione e quindi valutare verso e direzione di spostamento deducendo quindi se il corpo si dirige verso "Nord" oppure verso un'altra direzione cardinale. Così facendo, in movimento, il GPS si può trasformare in una sorta di bussola cosa che assolutamente non può fare da fermo in quanto esso valuta la sua posizione "puntuale" e non può sapere in che modo, per esempio, voli lo state tenendo in mano! Oltretutto con un banale calcolo di derivazione è possibile valutare la velocità di spostamento del corpo stesso e in seguito tutti gli altri dati quali eventuali accelerazioni, gerg ("l'accelerazione dell'accelerazione"), quote relative, tempi di percorrenza etc.
La Precisione
a
cui possono giungere questi dispositivi è sbalorditiva!
Potrebbero in buone condizioni di ricezione arrivare a pochi metri
mentre per apparecchi militari e professionali la precisione scende
enormemente: fino all'ordine centimetro!
Per gli apparecchi comuni che si possono acquistare per uso personale
la
precisione s'attesta mediamente attorno ai 10-20m ma non
è impossibile arrivare a 5-3m di precisione specialmente in
spazzi aperti in cui la porzione di cielo a vista è ampia come per
esempio in alta montagna, in pianura lontano da case e condomini
o in autostrada ove solitamente si percorrono spazzi aperti!
Queste precisioni sono oltremodo possibili anche grazie all'impiego dei
sistemi DGPS (Differential GPS) che si basa su radiofari
terrestri che inviano dei fattori di correzione.
NB. SA (selective availability) Fino
a pochi anni fa (maggio 2000) questo livello di precisione
non era permessa in quanto l'ente governativo preposto alla gestione dei
satelliti inseriva volontariamente un errore random (casuale)
dell'ordine di circa 100m per cui la precisione ottimale attuale non
era ne garantita ne concessa!
Tipologie
di Localizzatori G.P.S.
Esistono diverse tipologie di apparecchi GPS:
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Il mio personale "giocattolino" è un Garmin E-Map
"MAPPA ELETTRONICA" infatti è proprio così che va pensato
in quanto non possiede alcun algoritmo di calcolo/tracciamento rotte automatico
ma possiede mille altre interessanti e utili funzioni!
E dotato di scheda RAM di espansione di 16MB sulla quale può essere scaricata la cartografia dettagliata supplementare MetroGuide che "spinge" il dettaglio grafico a una precisione di 20m e il dettaglio cartografico al livello del numero civico! Per intenderci in città è in grado di farti arrivare di fronte al numero civico desiderato con la massima precisione! |
Una caratteristica importante è anche il fatto che quest'apparecchio
è realizzato sulla base delle ultime basi tecnologiche e permette
di essere "upgradato" periodicamente con gli aggiornamenti software
che regolarmente escono calla casa madre e possono essere scaricati da
internet al sito della Garmin e installati semplicemente tramite il cavetto
di interconnessione PC-GPS.
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L'interconnessione tra computer e GPS è una semplice connessione seriale con il cavetto apposito e , oltre che programmare e aggiornare il software del GPS, permette di scaricare sul terminale le rotte e i waypoint che si sono creati col computer e si possono salvare tracce e i waypoint presenti sul terminale. |  |
L'acquisizione dei satelliti
Il terminale GPS EMap, come ormai la maggior parte dei terminali, puo
arrivare ad acquisire contemporaneamente i segnali da
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Sul terminale esiste una finestra: "INFO-GPS" in
cui si puo visionare lo stato di acquisizione dei segnali e l'indicazione
grafica dell'ubicazione dei satelliti nella porzione di cielo sopra
la nostra testa. In |
A "freddo" la funzione di Auto-Locate (quando il gps rintraccia
autonomamente la posizione) ha un tempo massimo di 2min in pratica questo
sarà il massimo tempo di attesa affinchè autonomamente il
gps localizzi la propria posizione accendendo dopo molto tempo o
dopo aver fatto grandi spostamenti a gps spento (oltre i 300km la
"mappa dei satelliti" cambia e il gps necessita di "ri-allinearsi").
Altrimenti la posizione viene riacquisita in massimo 15sec. In pratica
se in auto entrate in una galleria il GPS perderà il segnale dai
satelliti ma all'uscita del tunnel non serviranno mai comunque più
di 15sec per rintracciare la corretta posizione (ovviamente ci sono dei
tempi di rilassamento e di time out prima che segnali la scomparsa dei
satelliti: in una breve galleria non verrà neppure segnalata la
perdite dei satelliti!)
La cartografia
La cartografia di base (BaseMAP) dell'EMAP come pure della maggior
parte dei GPS è una cartografia mondiale. Essa contiene informazioni
riguardo le principali vie di comunicazione tra le principali città
del mondo (come le autostrade "coast-to-coast Americane" o le grandi "Ruta
de Argentina" o le "HighWay Australiane").
In Europa il dettaglio sale fortemente (almeno per quanto riguarda
i modelli di gps di importazione europea) e sono presenti molte più
città e le strade di comunicazione cominciano ad essere
più dettagliate. Per far capire: in
Italia la cartografia base contiene pressoche tutti i comuni e le strade
presenti sono tutte le autostrade e le strade extraurbane principali
e grande parte delle strade extraurbane secondarie (praticamente ci sono
buona parte delle statali e le provinciali).
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Avendo installata la RAM supplementare (visibile nella foto)
è possibile scaricare sul terminale GPS ulteriore cartografica più
dettagliata spingendo il livello di dettaglio all'ordine delle vie e dei
numeri civici di tutte le maggiori città. La cartografia
supplementare disponibile per i modelli Garmin è
molto varia e si distingue in due tipologie: Road&Rec e
MetroGUIDE.
Le seconde (MetroGUIDE) sono indubbiamente le più fornite in quanto uniscono al dettaglio carto-grafico un supporto informativo supplementare che permette di utilizzare la funzione "Find" che permette di effettuare ricerche di carattere tematico tramite il terminale gps stesso. In pratica se ci si trova in una nuova città e si sta cercando un ristorante "messicano" nelle vicinanze sarà sufficiente chiederlo al terminale e questo fornirà il nomi dei ristoranti messicani più vicini, gli indirizzi esatti (via, numero civico e cap) e anche il numero di telefono/fax e ovviamente vi indicherà la direzione da prendere e distanza. La ricerca può essere fatta su: cinema, teatri, scuole, palestre, comuni, arene, zoo, musei, stazioni di servizio, casinò, negozi, ospedali, aeroporti, stazioni, parcheggi, benzinai, meccanici, hotel, ristoranti (con anche il tipo di ristorante: Fast Food, Italiano, Cinese...) |
| Le Rotte
L'emap infatti non è un Navigatore ma una cartina elettronica in grado di dirti quanto sei distante da un determinato punto (può essere una città, una via+numero civico, un waypoint pre-memorizzato, un cinema o un ristorante presente nella dettagliata cartografia) facendo però una banale interpolazione punto-punto in linea retta. In pratica riferisce distanza, verso e direzione in "linea d'aria" rispetto al luogo in cui vi trovate del luogo in cui desiderate andare. Prestabilendo una rotta, sul computer o anche direttamente sul terminale GPS, è possibile indicare al GPS una sequenza di punti intermedi da raggiungere facendo in modo che quando percorrerete le rotta il GPS vi mostrerà con una freccia la direzione da prendere per giungere al successivo punto intermedio senza mostrarvi la direzione in linea d'aria per raggiungere il punto finale! |
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| Le Tracce
Ogni volta che il ricevitore GPS è acceso l'apparecchio memorizza il percorso fatto, la distanza percorsa, la velocità massima, la velocità media (sia quella di puro movimento che quella totale), i tempi di movimento e i tempi in cui si è stati fermi. Questo permetterà di scaricare su PC l'esatta "tabella di marcia" e permetterà anche di poter eseguire la funzione "TrackBack" che permette di rieseguire esattamente lo stesso percorso sia in senso inverso (evitando di perdersi) che in senso originale. |
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La Navigazione
Come già detto la navigazione non è il compito nativo
di questo apparecchio ma lo può divenire a fronte di una sua corretta
programmazione.
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Durante la fase guidata nella parte superiore dello schermo può essere mostrata una freccia che indica la direzione e il verso da seguire con accanto le indicazioni sulla velocità istantanea la distanza da percorrere per giungere a destinazione e il tempo necessario per giungere a destinazione in base alla velocità media degli ultimi minuti di movimento. Più sotto può essere mostrata la "Prossima Via" ossia il nome della via che prossimamente incontreremo sul ns percorso proseguendo nell'attuale direzione. Più sotto ancora è invece mostrata la cartina con la freccetta nera indicante la propria posizione e un livello di dettagli definito sia dalla funzione Zoom che da come è impostato il terminale! |
Ovviamente il terminale avvisa emettendo un suono in prossimità del luogo di destinazione, da notare che il messaggio acustico e visivo viene emesso tanto prima tanto più è elevata la velocità! Questo ci consente in autostrada di frenare a prendere la corsia di decelerazione per tempo, magari anche 5km prima, mentre in città (viaggiando a passo d'uomo) ci avviserà poche decine di metri prima!
Una ulteriore comodità è quella di poter conoscere approssimativamente,
in base alla nostra velocità media, l'ora di arrivo
a destinazione e anche l'eventuale ora di alba e tramonto per evitare
di viaggiare al buio.
L'impiego di questo apparecchio è molteplice, personalmente
lo porto dietro quando vado a sciare così posso la sera scaricarmi
tutta la Track (la traccia) della giornata rivedendo su PC l'esatto percorso
svolto le velocità in ogni punto, i tempi e gli orari in ogni luogo
e posso poi salvarla stamparla e o ripercorrerla esattamente una seconda
volta! Lo uso quando viaggio in auto
per seguire per esempio un percorso prestabilito e magari preimpostato
come rotta. Lo uso in moto dove la comodità principale
sta nel fatto di non avere praticamente ingombro e senza dovermi portare
dietro cartine e mappe go sempre la certezza di sapere che "non mi potrò
perdere"!
Ma uso il gps anche in bici e a piedi facendo tracking.... insomma
non c'è motivo che si contraddice al portarsi dietro un aggeggino
simile!
L' alimentazione del terminale è tramite 2 batterie alcaline
stilo (Size AA) da 1,5V la cui durata è di circa 12-15ore
ma il funzionamento è ottimale e duraturo anche se si impiegano
comuni
accumulatori ricaricabili NiCD o NiMh da 1,2V. In
questo caso con degli accumulatori da 700mAh si hanno circa 8-10ore
di autonomia ma sempre meglio portarsi dietro un paio di batterie/accumulatori
di scorta. In alternativa,avendone la possibilità, si
può ricorrere al cavetto di alimentazione 12V con il supporto per
l'accendisigari per l'auto per esempio.
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Per l'uso in auto ho preso l'alimentatore da collegare all'accendisigari,
in questo modo si può tenere sempre attiva la retro illuminazione
comoda soprattutto se si viaggia di notte.
Inoltre mi sono costruito un supporto
a ventosa per il parabrezza |
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NB. Molti modelli di automobili ultimamente hanno una sorta
di schermatura metallica annegata nella "mescola" dei cristalli
specialmente nel parabrezza; questo riduce al minimo la ricezione
satellitare impedendo al localizzatore GPS di funzionare correttamente!
In questi casi occorre o spostare il GPS in altre posizioni (come sui cristalli
laterali) o dotarsi di antenne esterne opzionali.
Programmi
Esistono molti programmi specifici e no per l'impiego con sistemi GPS.
Molti sono in grado di calcolare e tracciare rotte e percorsi in funzione
di molteplici fattori e pre-set e possono poi essere interfacciati con
periferiche in grado di sfruttare a meglio tali dispositivi.
Altri programmi (rintracciabili free in rete) sono in grado di convertire
a partire da delle immagini di cartografia acquisite a mezzo scanner di
risalire alle coordinate corrette da comunicare poi a un GPS per la ricostruzione
di una rotta!
GPS BlueTooth
(vai
alla pagina dedicata)
| Oggi giorno con l'avvento delle tecnologie wireless e dei palmari e pocket PC sempre più potenti evoluti e multimediali è possibile abbinare la tecnologia dei ricevitori satelliti (GPS) alla potenza di calcolo di dispositivi in grado di effettuare l'elaborazione delle "stringhe" dati in formato NMEA. | |
| Oggi giorno con l'avvento delle tecnologie wireless
e dei palmari e pocket PC sempre più potenti evoluti e multimediali
è possibile abbinare la tecnologia dei ricevitori satelliti (GPS)
alla potenza di calcolo di dispositivi in grado di effettuare l'elaborazione
delle "stringhe" dati in formato NMEA.
In pratica utilizzando semplicemente un ricevitore satellitare e una comunicazione seriale è possibile disporre su un notebook o palmare dei dati sufficienti per elaborare una posizione e/o rotta potendo disporre delle potenzialità, anche vocali, di tali apparecchi. |
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Negozio completo di comparative e molte informazioni tecniche:
http://www.mobit.com/GAREMAP.html
Garmin produttore esclusivo di localizzatori e navigatori satellitari
terrestri:
http://www.garmin.com/
Una ottima guida per entrare nel mondo del GPS
http://www.gpscomefare.com/
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