Cos'è gnss?

Sistemi Globali di Navigazione Satellitare (GNSS)

I Sistemi Globali di Navigazione Satellitare (GNSS) sono costellazioni di satelliti che forniscono segnali da posizioni nello spazio che vengono usati per determinare la posizione geografica (latitudine, longitudine e altitudine) degli utenti sulla Terra. Le applicazioni del GNSS sono estremamente ampie, spaziando dalla navigazione personale alla gestione del traffico aereo e marittimo, fino ad applicazioni scientifiche come il monitoraggio dei movimenti della crosta terrestre.

Come Funzionano?

Il GNSS si basa sul principio della trilaterazione. Un ricevitore GNSS calcola la sua distanza da almeno quattro satelliti. Conoscendo la posizione precisa di ogni satellite (fornita dal satellite stesso tramite i dati di effemeride) e la distanza dal ricevitore a ciascuno di essi, il ricevitore è in grado di determinare la propria posizione. La distanza da un satellite viene calcolata misurando il tempo necessario al segnale per viaggiare dal satellite al ricevitore.

Principali Sistemi GNSS:

GPS (Global Positioning System): Il sistema GNSS originale, sviluppato e gestito dagli Stati Uniti.
GLONASS (Global'naya navigatsionnaya спутниковая sistema): Sistema GNSS sviluppato e gestito dalla Russia.
Galileo: Sistema GNSS sviluppato dall'Unione Europea.
BeiDou (Bussola): Sistema GNSS sviluppato e gestito dalla Cina.

Altri sistemi regionali includono:

QZSS (Quasi-Zenith Satellite System): Sistema satellitare regionale giapponese che migliora l'accuratezza del GPS in Giappone e nella regione Asia-Pacifico.
NavIC (Navigation with Indian Constellation): Sistema satellitare regionale indiano.

Componenti di un Sistema GNSS:

Ogni sistema GNSS è composto da tre segmenti principali:

Segmento Spaziale: La costellazione di satelliti che orbitano attorno alla Terra.
Segmento di Controllo: Stazioni di monitoraggio terrestri che seguono i satelliti, calcolano le loro orbite precise e sincronizzano gli orologi atomici.
Segmento Utente: I ricevitori GNSS che catturano i segnali dai satelliti e calcolano la posizione.

Errori e Precisione:

La precisione dei sistemi GNSS è influenzata da diversi fattori, tra cui:

Errori Ionosferici e Troposferici: L'atmosfera terrestre può ritardare e distorcere i segnali GNSS.
Errori Orbitalli: Le imprecisioni nella conoscenza delle orbite dei satelliti.
Errori di Orologio: Imprecisioni negli orologi atomici a bordo dei satelliti e nei ricevitori.
Multipath: Riflessione dei segnali su superfici circostanti, che causa interferenze.
Geometria dei Satelliti: La posizione relativa dei satelliti può influenzare la precisione della soluzione.

Miglioramenti della Precisione:

Esistono diverse tecniche per migliorare la precisione dei sistemi GNSS, tra cui:

DGPS (Differential GPS): Utilizza stazioni di riferimento terrestri per correggere gli errori nei segnali GPS.
SBAS (Satellite-Based Augmentation System): Sistemi di potenziamento basati su satellite, come WAAS (Wide Area Augmentation System) negli Stati Uniti ed EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) in Europa, che forniscono correzioni e informazioni sull'integrità ai ricevitori GNSS.
RTK (Real-Time Kinematic): Tecnica che utilizza una stazione di riferimento per fornire correzioni in tempo reale, consentendo una precisione centimetrica.

Applicazioni:

Le applicazioni del GNSS sono innumerevoli e in continua espansione. Alcuni esempi includono:

Navigazione: Automobilistica, marittima, aerea, pedonale.
Rilevamento e Mappatura: Catasto, GIS (Geographic Information Systems).
Agricoltura di Precisione: Guida automatica dei trattori, mappatura dei raccolti.
Trasporti e Logistica: Monitoraggio delle flotte, gestione del traffico.
Servizi di Emergenza: Localizzazione dei chiamanti, coordinamento dei soccorsi.
Scienza: Monitoraggio dei movimenti della crosta terrestre, ricerca geodetica.