Perché l’innovazione del GPS è il fiore all’occhiello della scienza moderna.

Cosa sono i localizzatori GPS?

Un dispositivo di localizzazione GPS è un’unità portatile che consente agli utenti di monitorare e seguire la propria posizione. Questi dispositivi sono più comunemente utilizzati nei veicoli come sistemi di localizzazione per auto. 

Sebbene i dispositivi di localizzazione siano simili ai sistemi di navigazione per auto, vi sono alcune differenze fondamentali. I sistemi di navigazione GPS mostrano al conducente la sua posizione su una mappa digitale e forniscono istruzioni di guida per raggiungere un punto designato. I localizzatori GPS, invece, utilizzano la tecnologia GPS per tracciare la posizione attuale del veicolo e la cronologia dei viaggi. I dati GPS vengono poi trasmessi a un computer, uno smartphone o un tablet.

Come è stato scoperto il GPS?

Il GPS ha origine all’epoca dello Sputnik, quando gli scienziati furono in grado di tracciare il satellite grazie agli spostamenti del suo segnale radio, noti come “effetto Doppler”. La Marina degli Stati Uniti ha condotto esperimenti di navigazione satellitare a metà degli anni ’60 per tracciare i sottomarini statunitensi che trasportavano missili nucleari. Con sei satelliti in orbita attorno ai poli, i sottomarini erano in grado di osservare le variazioni del segnale Doppler dei satelliti e di individuare la posizione del sottomarino nel giro di pochi minuti.

All’inizio degli anni ’70, il Dipartimento della Difesa (DoD) voleva garantire la disponibilità di un sistema di navigazione satellitare robusto e stabile. Facendo proprie le idee precedenti degli scienziati della Marina, il DoD decise di utilizzare i satelliti per supportare il sistema di navigazione proposto. Il DoD ha quindi dato seguito alla proposta e ha lanciato il suo primo satellite Navigation System with Timing and Ranging (NAVSTAR) nel 1978. Il sistema a 24 satelliti è diventato pienamente operativo nel 1993.

Applicazioni dei localizzatori GPS.

1.    Aviazione

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La maggior parte degli aerei moderni utilizza ricevitori GPS per fornire a piloti e passeggeri la posizione dell’aereo in tempo reale. Forniscono inoltre una mappa di varie destinazioni a seconda del luogo in cui opera l’aereo. Questa applicazione viene utilizzata anche dagli operatori delle compagnie aeree per decidere quale sia la rotta più veloce, sicura e a basso consumo di carburante tra le destinazioni. L’applicazione serve anche a tracciare l’aereo e a indirizzare il pilota in caso di cambiamento delle condizioni meteorologiche o di qualsiasi altro problema. 

2.    Marina

I capitani delle imbarcazioni hanno bisogno di un’applicazione di navigazione altamente accurata per poter navigare attraverso le acque verso le loro destinazioni. Queste applicazioni assicurano che i canali siano liberi e che non vi siano ostacoli che possano impedire la navigazione. Sono necessarie anche nei dipartimenti marittimi, poiché vengono utilizzate per mappare e posizionare le operazioni di dragaggio nei fiumi, nei banchi di sabbia e nei moli, per garantire che le altre imbarcazioni sappiano a che profondità devono arrivare.

3.    Agricoltura

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Gli agricoltori hanno una stagione specifica per la semina, la sarchiatura e il raccolto e, dato che le stagioni si ripetono, montano il ricevitore GPS sui loro trattori e sulle altre attrezzature agricole. In questo modo possono mappare le loro piantagioni e assicurarsi di tornare esattamente allo stesso momento quando piantano o diserbano nella stagione successiva. Questa strategia è efficace soprattutto nelle stagioni in cui c’è nebbia e la visibilità è ridotta, poiché la macchina continuerà a funzionare grazie al GPS e non a un riferimento visivo. Inoltre, la sua elevata precisione lo rende adatto per la mappatura dei campioni di terreno e gli agricoltori possono individuare le aree con terreni adatti alla coltivazione.

4.    Le telecomunicazioni

Le telecomunicazioni, in particolare i telefoni cellulari, utilizzano questa applicazione per fornire agli utenti precisione, affidabilità e stabilità delle loro operazioni. Anche se altri orologi sono in grado di fornire questo servizio, il GPS supporta la derivazione di fusi orari sincronizzati con l’aiuto dei segnali satellitari.

5.    Guida di veicoli pesanti

Anche le macchine pesanti utilizzate nelle miniere e nelle costruzioni utilizzano questa tecnologia. Ad esempio, nella costruzione di autostrade, i picchetti e i rilevatori sono stati sostituiti da sistemi di guida e controllo dei veicoli improvvisati all’interno della cabina. In questo modo il lavoro è più semplice, poiché l’autista deve solo seguire il piano del cantiere pre-programmato dal geometra. Grazie a questa applicazione, i costruttori possono ottenere una stretta tolleranza in termini di posizione, pendenza e livello.

6.    Trasporto su strada

La maggior parte degli utenti di questa tecnologia sono i servizi di taxi, la localizzazione dei veicoli di emergenza, la gestione delle flotte commerciali e la tracciabilità delle merci, il monitoraggio dei trasporti pubblici, la spedizione e la navigazione. Anche i proprietari di auto private utilizzano l’applicazione e la maggior parte dei nuovi modelli di auto è dotata di un GPS montato in fabbrica.

7.    Attività sociali

Alcune delle attività sociali che hanno incorporato l’uso di questa tecnologia includono il ciclismo di fondo, lo sci, l’escursionismo, il paracadutismo, il parapendio, il geotagging delle fotografie, il geocaching, il geodashing e altre ancora.

8.    Posizioni di localizzazione

Il sistema di navigazione GPS è comunemente usato per designare le posizioni. Viene utilizzato da viaggiatori, ricercatori e cittadini comuni. Inoltre, è possibile utilizzarlo per localizzare i siti web che offrono determinati servizi nel proprio Paese. Alcuni siti web bloccano l’accesso alle persone provenienti da una determinata località. Ad esempio, se state cercando un sito web che offra assistenza accademica nella vostra zona, come un servizio di scrittura personalizzata online, se la vostra posizione GPS è consentita nel sito web, otterrete un elenco di siti web raccomandabili.

E l’elenco continua…

Innovazioni del GPS

L’impatto della tecnologia di navigazione spaziale sul nostro mondo continua. Non si tratta solo dei dati PNT diretti, ma dell’integrazione di questi dati con altri dati che li rendono così preziosi per le mappe, il meteo e i dati sincronizzati/di massa. Secondo le stime, dagli anni ’80 i satelliti GPS hanno contribuito a generare quasi 1.400 miliardi di dollari di benefici economici. La tempistica PNT è fondamentale per il funzionamento delle nostre reti di dati e dei sistemi finanziari. Lo usiamo per lo studio scientifico dei terremoti, dei vulcani e del movimento delle placche tettoniche. La navigazione spaziale viene utilizzata per aiutare l’edilizia e ottimizzare l’agricoltura, compresa l’applicazione di acqua e pesticidi. Uno studio del 2019 ha stimato che tra il 2007 e il 2017, i servizi di localizzazione basati sul GPS, come le app di guida, hanno aiutato i consumatori americani a risparmiare 52 miliardi di galloni di carburante e a percorrere oltre mille miliardi di chilometri in meno.

Questo include la possibilità di trovare il percorso migliore per raggiungere quel nuovo ristorante.

Limiti del GPS

Naturalmente, a fronte dei numerosi vantaggi che offre, il GPS ha anche la sua parte di problemi. Dato che il GPS si presta a una miriade di usi, alcuni di questi sono destinati a essere problematici. Inoltre, la mancanza di leggi che regolino l’uso del GPS può causare problemi. Infine, la durata di vita dei satelliti GPS è abbastanza breve da destare preoccupazione per il futuro del sistema.

Purtroppo, il GPS può essere utilizzato per scopi immorali (un dibattito sulla moralità delle applicazioni militari esula dallo scopo di questo articolo). Il GPS viene utilizzato da alcuni per pedinare vittime inconsapevoli. Nascondendo semplicemente un ricevitore GPS su un veicolo, uno stalker può registrare la posizione del veicolo. Questo non è un problema solo perché si tratta di un’operazione così semplice, ma anche perché la legislazione sull’uso discutibile del GPS per invadere la privacy altrui non ha tenuto il passo con lo sviluppo della tecnologia.

Attualmente non esistono leggi che disciplinino i dati ricevuti dai ricevitori GPS. Esistono leggi che proteggono la privacy in generale, ma non c’è nulla che affronti specificamente la questione del GPS. Questo problema diventerà sempre più importante man mano che i ricevitori GPS continueranno a diminuire di prezzo.

Come discusso nella sezione precedente, sta diventando abbastanza facile tracciare le persone inconsapevolmente, quindi è necessaria una legislazione per porre rimedio a questo problema.

Un’altra preoccupazione sollevata di recente riguarda la durata di vita dei satelliti GPS, che potrebbe influire negativamente sul futuro del GPS. In media, i satelliti GPS hanno una durata di vita prevista di circa sette anni e mezzo, ma molti sono ancora in uso dopo più di 10 anni. Mentre alcuni vedono questo come un problema, l’autore di “Grim outlook for GPS?” in The GPS Repository non lo vede. Esistono quattro tipi di satelliti GPS (Block 1, Block 2/2A, Block 2R e Block 2F) e l’autore rivela che la durata di vita dei satelliti più recenti (Block 2R e Block 2F) è di gran lunga superiore a quella dei satelliti più vecchi.

 Conclusioni.

L’impatto della scoperta del GPS sull’umanità è un fatto che non può essere sopravvalutato. Il GPS ha migliorato le comunicazioni e altri aspetti dell’interazione umana moderna. Grazie al GPS, l’uomo ha sviluppato un rapporto migliore con l’ambiente circostante, oltre ad altri vantaggi.

Si può affermare che l’innovazione del GPS è il fiore all’occhiello della scienza moderna.