Il GPS … questo sconosciuto - LaFiocaVenMola · GPS e computer Tramite particolari software è possibile comunicare con il GPS. Tra i pi ù famosi Garmin -MapSource , OziExplorer

a cura di: Scagliotti Enrico a cura di: Scagliotti Enrico -- CAI AlmeseCAI Almese

Il Il GPSGPS……

questo sconosciutoquesto sconosciuto!!

-- CosCos’’e?e?

-- Come funziona?Come funziona?

-- A cosa serve?A cosa serve?

-- Quale scelgo?Quale scelgo?


CosCos’’è…è…GPS: Global GPS: Global PositioningPositioning SystemSystem

Sistema di posizionamento su base satellitare a copertura globalSistema di posizionamento su base satellitare a copertura globalee

EE’’ basato su due componenti principali: un sistema ricevitore e unbasato su due componenti principali: un sistema ricevitore e un

sistema trasmettitoresistema trasmettitore

All'acquisto di un apparecchio GPS veniamo in possesso di uno All'acquisto di un apparecchio GPS veniamo in possesso di uno

strumento riceventestrumento ricevente

EE’’ in grado di fornire la propria posizione nello spazio: Latitudiin grado di fornire la propria posizione nello spazio: Latitudine, ne,

Longitudine, AltitudineLongitudine, Altitudine

(45(45°°07.0307.03’’N, 07N, 07°°23.4023.40’’E, 364m)E, 364m)


CosCos’’è…è…Latitudine, longitudine e quota provengono dall'elaborazione deiLatitudine, longitudine e quota provengono dall'elaborazione dei

segnali che lo strumento riceve da un insieme di satelliti postisegnali che lo strumento riceve da un insieme di satelliti posti in in

orbita attorno alla Terraorbita attorno alla Terra

L'insieme dei satelliti usati dai GPS in commercio, L'insieme dei satelliti usati dai GPS in commercio, èè di proprietdi proprietàà

dell'esercito dell'esercito U.S.AU.S.A, per cui il loro funzionamento , per cui il loro funzionamento èè subordinato a subordinato a

questo Entequesto Ente


Cenni storiciCenni storiciLa progettazione del GPS parte ufficialmente nel 1963La progettazione del GPS parte ufficialmente nel 1963

Il progetto, finanziato dal Dipartimento della Difesa USA, Il progetto, finanziato dal Dipartimento della Difesa USA, èè top secret top secret per 15 anni, prende il via durante la guerra fredda per scopi per 15 anni, prende il via durante la guerra fredda per scopi esclusivamente militariesclusivamente militari

La principale necessitLa principale necessitàà era quella di elevare la precisione dei missili a era quella di elevare la precisione dei missili a medio raggio. medio raggio.

Il primo satellite GPS viene messo in orbita nel 1978Il primo satellite GPS viene messo in orbita nel 1978

Nel 1995 il sistema GPS Nel 1995 il sistema GPS èè completamente operativo con una completamente operativo con una costellazione di 24 satelliticostellazione di 24 satelliti


Cenni storiciCenni storici

Nel 1991 gli USA aprono il servizio al mondo con il nome di SPS Nel 1991 gli USA aprono il servizio al mondo con il nome di SPS (Standard Position System)(Standard Position System)

Rispetto alla versione militare PSP (Rispetto alla versione militare PSP (PrecisionPrecision Position System) Position System) viene volutamente introdotto un errore nei segnali dei satellitiviene volutamente introdotto un errore nei segnali dei satelliti(precisione nell(precisione nell’’ordine di 100ordine di 100--150 metri)150 metri)

Nel Maggio del 2000 un decreto di Bill Clinton disabilita la Nel Maggio del 2000 un decreto di Bill Clinton disabilita la degradazione del segnale (precisione nelldegradazione del segnale (precisione nell’’ordine di 10ordine di 10--20 metri)20 metri)

Nel 2005 lNel 2005 l’’amministrazione Bush ha introdotto una sorta di amministrazione Bush ha introdotto una sorta di ““interruttoreinterruttore”” ad accesso rapido, in grado di spegnere lad accesso rapido, in grado di spegnere l’’intera intera costellazione di satelliti nel giro di pochi secondicostellazione di satelliti nel giro di pochi secondi


GPS oggiGPS oggiIl sistema GPS Il sistema GPS èè attualmente composto da 24 satelliti operativi e tre attualmente composto da 24 satelliti operativi e tre

satelliti latenti ("ruote di scorta"), oltre a 5 stazioni di consatelliti latenti ("ruote di scorta"), oltre a 5 stazioni di controllo a terra trollo a terra dislocate alle Hawaii, dislocate alle Hawaii, AscensionAscension Island, Diego Garcia, Island, Diego Garcia, KwajaleinKwajalein e e Colorado SpringsColorado Springs

EE’’ costantemente al passo con lcostantemente al passo con l’’evoluzione tecnologica grazie al evoluzione tecnologica grazie al periodico rinnovo della costellazione (la vita media di un satelperiodico rinnovo della costellazione (la vita media di un satellite GPS lite GPS èè di circa 7 anni e mezzo)di circa 7 anni e mezzo)

I satelliti GPS orbitano a circa 20000 km e I satelliti GPS orbitano a circa 20000 km e impiegano circa 12 ore per compiere impiegano circa 12 ore per compiere un'orbita completa attorno alla terraun'orbita completa attorno alla terra

LL’’utilizzo dei segnali GPS utilizzo dei segnali GPS èè completamente completamente gratuito, 24 ore su 24 per 365 giorni lgratuito, 24 ore su 24 per 365 giorni l’’anno anno e con qualsiasi condizione meteoe con qualsiasi condizione meteo


Altri sistemiAltri sistemiGALILEO: sistema di posizionamento ad accesso non gratuito GALILEO: sistema di posizionamento ad accesso non gratuito

delldell’’ESA (Ente Spaziale Europeo), al progetto partecipa anche ESA (Ente Spaziale Europeo), al progetto partecipa anche Alenia SpazioAlenia Spazio

Il sistema doveva divenire operativo a fine 2007, ma la scadenzaIl sistema doveva divenire operativo a fine 2007, ma la scadenza èèpoi stata aggiornata attorno al 2010/2011poi stata aggiornata attorno al 2010/2011

GLONASS: sistema Russo strutturalmente e tecnicamente piGLONASS: sistema Russo strutturalmente e tecnicamente piùùlimitato del GPS, dal 1995 anche la Russia consente llimitato del GPS, dal 1995 anche la Russia consente l’’accesso accesso civile gratuitocivile gratuito

BEIDOU 1: sistema Cinese funzionante dal 2000, opera con solo 4 BEIDOU 1: sistema Cinese funzionante dal 2000, opera con solo 4 satelliti geostazionari, quindi la copertura non satelliti geostazionari, quindi la copertura non èè globaleglobale


Come Come funzionafunziona……Il funzionamento del GPS si basa sulla Il funzionamento del GPS si basa sulla ““triangolazione spazialetriangolazione spaziale””, un , un

complesso calcolo eseguito conoscendo la posizione dei satelliticomplesso calcolo eseguito conoscendo la posizione dei satelliti e il e il

tempo di ricezione del segnaletempo di ricezione del segnale

Il numero minimo dei satelliti utili Il numero minimo dei satelliti utili èè 3 (per latitudine e longitudine) e 4 3 (per latitudine e longitudine) e 4

(per l'altitudine)(per l'altitudine)

Maggiore Maggiore èè il numero di satelliti disponibili, piil numero di satelliti disponibili, piùù le informazioni sono le informazioni sono

precise (massimo 10precise (massimo 10 satelliti simultaneamentesatelliti simultaneamente))


LimitiLimiti

Attualmente esiste solo un limite di altezza 18000m e di velocitAttualmente esiste solo un limite di altezza 18000m e di velocitàà1900Km/h, questo per prevenire l1900Km/h, questo per prevenire l’’eventuale utilizzo su missili e eventuale utilizzo su missili e ordigni militariordigni militari

Metallo, cemento, roccia e terreno costituiscono un ostacolo Metallo, cemento, roccia e terreno costituiscono un ostacolo

insormontabile per i segnali GPSinsormontabile per i segnali GPS

La vegetazione non costituisce un ostacolo rilevante purchLa vegetazione non costituisce un ostacolo rilevante purchéé non sia non sia

troppo fitta e non sia presente un forte tasso di umidittroppo fitta e non sia presente un forte tasso di umiditàà

La ricezione risulta difficile in zone montane circondate da eleLa ricezione risulta difficile in zone montane circondate da elevate pareti vate pareti

rocciose (canali incassati, gorge,rocciose (canali incassati, gorge,……))

Il consumo di batterie Il consumo di batterie èè notevole (soprattutto con basse temperature), notevole (soprattutto con basse temperature),

ma i nuovi modelli sono sempre pima i nuovi modelli sono sempre piùù performantiperformanti


A cosa serve?A cosa serve?

Sapere la propria posizione con un errore di 10/30 metri in qualSapere la propria posizione con un errore di 10/30 metri in qualsiasi siasi

punto della Terrapunto della Terra

Essere rintracciati dalle squadre di soccorso comunicando solo lEssere rintracciati dalle squadre di soccorso comunicando solo latitudine atitudine

e longitudinee longitudine

Registrare il percorso effettuato e punti particolariRegistrare il percorso effettuato e punti particolari

Ripercorrere Ripercorrere ““allall’’indietroindietro”” il percorso effettuato (funzionalitil percorso effettuato (funzionalitàà utilissima in utilissima in

caso di nebbia, buio o difficoltcaso di nebbia, buio o difficoltàà nellnell’’individuare i passaggi)individuare i passaggi)

Pianificare preventivamente un itinerarioPianificare preventivamente un itinerario


A cosa NON serve!A cosa NON serve!

Lasciare a casa la carta topografica della zonaLasciare a casa la carta topografica della zona

Lasciare a casa la bussola (tranne con i modelli con bussola eleLasciare a casa la bussola (tranne con i modelli con bussola elettronica)ttronica)

Sapere il tipo di terreno che si incontra lungo la rottaSapere il tipo di terreno che si incontra lungo la rotta

Marcare posizione di crepacci, strapiombi, Marcare posizione di crepacci, strapiombi, ……

Lasciare a casa Lasciare a casa ““la testala testa””


ModelliModelli

•• Telefono + ricevitore GPSTelefono + ricevitore GPS (Nokia)• PDA + ricevitore GPS (PDA + ricevitore GPS (TomTomTomTom))

•• SmartphoneSmartphone + ricevitore GPS+ ricevitore GPS

•• GPS dedicato (GPS dedicato (GarminGarmin))

Da tenere presente:Da tenere presente:

•• FunzionalitFunzionalitàà

•• ImpermeabilitImpermeabilitàà/robustezza/robustezza

•• Durata batterieDurata batterie

•• Antenna alta sensibilitAntenna alta sensibilitàà

•• Display antiriflessoDisplay antiriflesso

•• Predisposizione attacco manubrioPredisposizione attacco manubrio


Utilizzo tipicoUtilizzo tipico

Prima della gita: Prima della gita:

-- caricamento tracciato gicaricamento tracciato giàà realizzatorealizzato

-- pianificazione di una rottapianificazione di una rotta

-- pianificazione punti particolari (pianificazione punti particolari (waypointwaypoint))

Durante Durante la gita la gita ::

-- verifica posizione e quotaverifica posizione e quota

-- registrazione traccia e punti particolariregistrazione traccia e punti particolari

-- utilizzo in caso di necessitutilizzo in caso di necessitàà o soccorsoo soccorso

Dopo la gita:Dopo la gita:

-- analisi percorso effettuato analisi percorso effettuato

-- statistiche gita (dislivello, spostamento, tempi,statistiche gita (dislivello, spostamento, tempi,……))

-- archivio elettronico delle escursioniarchivio elettronico delle escursioni


Stato dei satellitiStato dei satellitiNumero di satelliti e intensitNumero di satelliti e intensitàà segnalisegnali

Posizione satelliti rappresentata con 2 cerchi concentrici Posizione satelliti rappresentata con 2 cerchi concentrici

(orizzonte e a 45(orizzonte e a 45°°))

Barre con intensitBarre con intensitàà segnale segnale

-- vuote: satellite agganciatovuote: satellite agganciato

-- piene: segnale utilizzato per calcolo piene: segnale utilizzato per calcolo

posizioneposizione

Accensione a freddo: lunga inattivitAccensione a freddo: lunga inattivitàà o o

posizione geografica molto distante dalla posizione geografica molto distante dalla

precedente (45sec/1min)precedente (45sec/1min)

Accensione a caldo: tempo inattivitAccensione a caldo: tempo inattivitàà brevebreve

(10/15 sec)(10/15 sec)


Computer di viaggioComputer di viaggio

Pagina personalizzabile con informazioni di viaggioPagina personalizzabile con informazioni di viaggio

-- VelocitVelocitàà corrente, corrente, maxmax, media , media

-- VelocitVelocitàà verticaleverticale

-- Tempo totale, in pausaTempo totale, in pausa

-- Quota corrente, Quota corrente, maxmax, min, min

-- Distanza percorsa, a destinazioneDistanza percorsa, a destinazione

-- OrologioOrologio

-- PosizionePosizione

-- ……

Personalizzazione unitPersonalizzazione unitàà di misuradi misura

Reset parametriReset parametri


TrackpointTrackpoint

Registrazione del percorso effettuato (traccia)Registrazione del percorso effettuato (traccia)

Algoritmi di registrazioneAlgoritmi di registrazione

-- a tempo (ogni x minuti)a tempo (ogni x minuti)

-- a spazio (ogni y metri)a spazio (ogni y metri)

-- automaticoautomatico

Visualizzazione della traccia sulla mappaVisualizzazione della traccia sulla mappa

Permette di ripercorrere la traccia al contrarioPermette di ripercorrere la traccia al contrario

Permette di avere informazioni sul percorso effettuatoPermette di avere informazioni sul percorso effettuato


WaypointWaypoint e Rottee Rotte

WaypointWaypoint = punto di interesse= punto di interesse

(es. punta, lago, rifugio, bivio,(es. punta, lago, rifugio, bivio,…… ))

Tramite il pulsante MARK Tramite il pulsante MARK èè possibile salvare un nuovo possibile salvare un nuovo waypointwaypoint

Un Un waypointwaypoint èè caratterizzato da:caratterizzato da:

-- nome (definito dallnome (definito dall’’utilizzatore)utilizzatore)

-- posizione (latitudine e longitudine)posizione (latitudine e longitudine)

-- quotaquota

Rotta = sequenza di Rotta = sequenza di waypointwaypoint collegati da collegati da

una linea rettauna linea retta

Punti di prossimitPunti di prossimitàà = area attorno ad un= area attorno ad un

waypointwaypoint


AltimetriaAltimetria

Altimetria satellitareAltimetria satellitare

-- necessita di almeno 4 satellitinecessita di almeno 4 satelliti

-- poco precisa su pendii ripidipoco precisa su pendii ripidi

Altimetria barometricaAltimetria barometrica

-- misurata con sensore barometricomisurata con sensore barometrico

-- discretamente precisadiscretamente precisa

-- risente delle variazioni di pressionerisente delle variazioni di pressione

Alcuni modelli calcolano la quota utilizzando Alcuni modelli calcolano la quota utilizzando

entrambe le misureentrambe le misure

Grafici altimetriciGrafici altimetrici


BussolaBussola

Bussola satellitareBussola satellitare

-- funziona solo in movimentofunziona solo in movimento

Bussola elettronicaBussola elettronica

-- disponibile solo su alcuni modelli disponibile solo su alcuni modelli

-- utilizzabile anche da fermiutilizzabile anche da fermi

Utilizzo principale: orientare la cartaUtilizzo principale: orientare la carta


CartografiaCartografia

Tramite latitudine e longitudine Tramite latitudine e longitudine èè possibile individuare lpossibile individuare l’’esatta posizione esatta posizione

su una cartina geografica su una cartina geografica ““georeferenziatageoreferenziata””

Alcuni modelli di GPS sono definiti cartografici, cioAlcuni modelli di GPS sono definiti cartografici, cioèè permettono di permettono di

visualizzare la propria posizione direttamente su una carta visualizzare la propria posizione direttamente su una carta

geografica elettronicageografica elettronica

La cartografica elettronica, per le zone alpine, La cartografica elettronica, per le zone alpine,

èè attualmente assai limitataattualmente assai limitata

Spesso la cartografia non Spesso la cartografia non èè aggiornata o aggiornata o èè

imprecisa (IGC)imprecisa (IGC)


MapMap DatumDatum

N 41N 41°°56'49.6'56'49.6'‘‘ coordinata verticale o parallelo o latitudinecoordinata verticale o parallelo o latitudine

E 12E 12°°34'23.3'34'23.3'‘‘ coordinata orizzontale o meridianocoordinata orizzontale o meridiano o longitudinelongitudine

Il riferimento Il riferimento èè l'equatore per i paralleli e il meridiano di l'equatore per i paralleli e il meridiano di GreenwichGreenwich per la per la

longitudinelongitudine

Le cifre indicano (in gradi) l'angolo relativoLe cifre indicano (in gradi) l'angolo relativo

La terra non La terra non èè una sfera perfetta ma un ellissoide, quindi non ha una forma una sfera perfetta ma un ellissoide, quindi non ha una forma

regolareregolare

Per determinare la posizione su di una mappa si deve conoscere iPer determinare la posizione su di una mappa si deve conoscere il l mapmap--datumdatum

della mappa che si sta utilizzando e settare conseguentemente ildella mappa che si sta utilizzando e settare conseguentemente il gpsgps

Il Il mapmap--datumdatum èè riportato a bordo carta (WGS84, ED50, riportato a bordo carta (WGS84, ED50, ……))

Non tutte le carte riportano il reticolato UTMNon tutte le carte riportano il reticolato UTM


GPS e computerGPS e computer

Tramite particolari software Tramite particolari software èè possibile comunicare con il GPS. Tra i pipossibile comunicare con il GPS. Tra i piùù

famosi famosi GarminGarmin--MapSourceMapSource, , OziExplorerOziExplorer, , CompeGpsCompeGps,,……

Le principali funzionalitLe principali funzionalitàà sono:sono:

-- Scaricare dal GPS tracciati e Scaricare dal GPS tracciati e waypointwaypoint

-- Caricare sul GPS tracciati, Caricare sul GPS tracciati, waypointwaypoint e rottee rotte

-- Creare rotteCreare rotte

-- Analizzare i tracciati, statistiche, grafici altimetrici,Analizzare i tracciati, statistiche, grafici altimetrici,……

-- Gestire la cartografia (vettoriale e Gestire la cartografia (vettoriale e rasterraster))

-- Visionare i tracciati su mappe 2D e 3DVisionare i tracciati su mappe 2D e 3D

-- Gestire lGestire l’’archivio dei tracciatiarchivio dei tracciati


GPS e internetGPS e internet

Tramite opportuni siti internet Tramite opportuni siti internet èè possibile accedere a banche dati di possibile accedere a banche dati di

tracciati e tracciati e waypointwaypoint reali, pronti da caricare sul proprio GPSreali, pronti da caricare sul proprio GPS

Tra quelli dedicati alla montagna: Tra quelli dedicati alla montagna:

-- LaFiocaVenMolaLaFiocaVenMola ((www.lafiocavenmola.itwww.lafiocavenmola.it))

-- Gulliver (Gulliver (www.gulliver.itwww.gulliver.it))

-- LL’’Alpinista Virtuale (Alpinista Virtuale (www.lalpinistavirtuale.itwww.lalpinistavirtuale.it))

-- GIScoverGIScover ((www.giscover.itwww.giscover.it))

-- comunitcomunitàà montane, comuni, associazioni montane, comuni, associazioni mtbmtb, , ……..


GPS e GPS e LaFiocaVenMolaLaFiocaVenMolaAttualmente sono disponibili gratuitamente circa 600 tracciati (Attualmente sono disponibili gratuitamente circa 600 tracciati (alpinismo, alpinismo,

escursionismo, escursionismo, mtbmtb, , ……) e sono in continua crescita) e sono in continua crescita


GPS e GoogleGPS e GoogleCon Google Map ed Earth è possibile vedere tracciati e waypoint su foto

satellitari in 2D e 3D


ConclusioniConclusioni

-- Il GPS Il GPS èè uno strumento in piuno strumento in piùù

-- NON va sostituito alla cartina e alla bussola !NON va sostituito alla cartina e alla bussola !

-- Il GPS senza cartina Il GPS senza cartina èè quasi inutile !quasi inutile !

-- Non ci si può affidare al GPS ciecamenteNon ci si può affidare al GPS ciecamente

-- Va usato con intelligenza ed esperienzaVa usato con intelligenza ed esperienza

Documents

Il GPS … questo sconosciuto - LaFiocaVenMola · GPS e computer Tramite particolari software è possibile comunicare con il GPS. Tra i pi ù famosi Garmin -MapSource , OziExplorer