Avendoli scritti per un corso GPS che ho tenuto per alcune persone, in questa pagina elenco concetti che probabilmente integrerò con il tempo. L’intenzione non è creare una specie di libro di testo ma solo appunti dei concetti più importanti spiegati durante il corso. Chi fosse interessato ad approfondire, può contattarmi via mail (che trovate alla pagina “Contatti ed info”).
Il GPS
Il GPS, acronimo che in italiano significa Sistema di Posizionamento Globale, è un sistema di telecomunicazione che serve a determinare la posizione di un oggetto in ogni zona del mondo per mezzo di un indirizzo numerico, detto coordinate geografiche GPS.
E una rete di satelliti creata dal Dipartimento della Difesa statunitense nel 1973 e diventata pienamente operativa nel 1994; nel 1991 viene concessa ad essere utilizzata da dispositivi civili con importanti limitazioni sulla precisione della posizione rilevata (fino a 900mt di errore rispetto alla posizione reale) rimosse quasi totalmente nel 2000; attualmente sui ricevitori GPS rimangono solo due limiti ovvero possono essere usati ad una quota massima di 18km e possono viaggiare ad una velocità massima di 1854km/h per impedirne il montaggio su missili “casalinghi”.
La rete GPS è costituita da una serie di satelliti artificiali che ruotano costantemente intorno alla terra; al momento ci sono 31 satelliti più alcuni dismessi ed altri pronti ad essere attivati in caso di guasti di quelli attivi.
Un ricevitore GPS è un dispositivo che grazie ai segnali inviati dai satelliti GPS, comunica tramite il proprio display in quale zona geografica ci si trova. Per acquisire la propria posizione, deve avere una vista del cielo aperta e deve agganciare il segnale di almeno 4 satelliti al fine di determinare la propria latitudine, longitudine, quota sul livello del mare e differenza degli orari dei segnali ricevuti. Ogni satellite aggiuntivo agganciato serve a migliorare la precisione della propria posizione e quota.
Per aumentare ulteriormente la precisione di rilevamento offerta dalla rete dei satelliti GPS, i dispositivi possono agganciare il segnale di altri satelliti artificiali di posizionamento, privati o di altri enti, messi in orbita attorno alla terra successivamente ai satelliti GPS; sono detti GNSS ed i più famosi sono:
| Sistema | Proprietario | Copertura |
|---|---|---|
| EGNOS | Europeo | Europa |
| GALILEO | Europeo | Europa |
| GLONASS | Russo | Mondiale |
| WAAS | Statunitense | Stati Uniti |
| BEIDOU | Cinese | Cina, Giappone, Australia |
| IRIDIUM | Americano | Mondiale |
Le schede tecniche dei ricevitori GPS, degli orologi, degli smartphone o dei tablet che acquistiamo, riportano sempre quali satelliti GNSS possono essere agganciati oltre ai satelliti GPS standard.
A-GPS
Gli A-GPS sono dei moduli ricevitori GPS Assistiti dalla rete cellulare e vengono montati sugli smartphone e tablet. Grazie all’aiuto fornito dalle celle della rete cellulare e grazie ad una calibrazione per mezzo di movimenti rotatori da fare ogni tanto, riescono ad avere un fix, ovvero un’acquisizione dei satelliti GPS, più veloce ed affidabile soprattutto nelle condizioni in cui un ricevitore GPS standard farebbe più fatica in quanto presenti ostacoli che ne interferiscono i segnali rispetto ad una situazione di visione del cielo aperto (presenza di edifici, boschi molto fitti, gole strette, ecc…).
Barometro
La quota restituita dal sistema GPS è spesso poco precisa; tutti i dispositivi di fascia media ed alta integrano pertanto un barometro per aumentare la precisione.
Introduzione alle Tracce GPS
Quando un ricevitore GPS acquisisce la propria posizione, può visualizzare a display le proprie coordinate, quota ed orario. L’utente può decidere di attivare o meno la registrazione in memoria di queste informazioni durante gli spostamenti; in tal caso il ricevitore salva continuamente tali informazioni in un file chiamato “traccia GPS” che in pratica non è nient’altro che un file di testo che contiene l’elenco di coordinate, quota ed orario di ogni punto salvato (contiene anche altre informazioni su opzioni e traccia di minore importanza).
Normalmente l’utente può selezionare uno dei seguenti criteri che incidono su frequenza e quantità dei punti salvati nel file:
- Tempo: ogni quanti secondi deve essere registrato un punto;
- Distanza: ogni quanti metri deve essere registrato un punto;
- Automatico: in base alla velocità istantanea di spostamento, il dispositivo decide la frequenza con cui salvare un punto; con questa opzione di solito è possibile impostare le opzioni di intervallo di salvataggio in “meno frequente”, “standard”, “molto frequente”.
Lo standard mondiale delle tracce GPS, riconosciuto e manipolabile da qualsiasi dispositivo o programma, è un file con estensione .gpx. Tuttavia, ogni dispositivo o programma potrebbe generare un file diverso in base a criteri o quantità di informazioni maggiori rispetto allo standard decise dal creatore (ad esempio Google Earth crea file con estensione .kml).
Tutti i dispositivi GPS che integrano la rilevazione della frequenza cardiaca creano un file con estensione .tcx o .fit, ormai divenuti standard mondiale, che non sono altro che un file .gpx contente ulteriori informazioni relative alla fascia cardio o altri dati agonistici.
Errore di strumento e conseguenze sulla traccia
Ogni dispositivo è soggetto ad errori più o meno importanti quando rileva i dati dai satelliti e di conseguenza questi si riflettono sulla traccia; gli errori possono essere dovuti alle condizioni meteo, al posizionamento dei satelliti e ad errori di valutazione dello strumento.
Quando si ripercorre una traccia già fatta, anche utilizzando lo stesso dispositivo, difficilmente la registrazione coinciderà esattamente con la traccia che si sta ripercorrendo e, zoomando molto, si potrà notare che la traccia che si sta percorrendo è vicina ma non perfettamente sopra alla traccia memorizzata; bisognerà pertanto usare il buon senso evitando zoom troppo spinti o troppo lontani e vedere se la direzione che si sta percorrendo è in linea con la traccia memorizzata… ricordo che sono strumenti che ci aiutano e non fanno miracoli.
GPS cartografici e non cartografici
Un GPS non cartografico ha una schermata mappa, richiamabile da menù, con sfondo completamente vuoto nella quale compare solo la traccia in corso, o richiamata dalla memoria, senza nessun dettaglio… a volte possono comparire solo le strade più importanti.
In un GPS cartografico invece, sulla schermata mappa, appaiono sullo sfondo le cartine (stradali o dei sentieri) caricate in memoria con tutta una serie di dettagli utili alla navigazione, quali vie e loro nomi, traccia e numero del sentiero, curve di livello, ecc…
I GPS cartografici mediano la loro quota, oltre alla quota restituita da GPS e dal barometro, anche con la quota indicata sulla cartina aumentandone maggiormente la precisione. In molti GPS cartografici è possibile sovrapporre più cartine diverse. Le cartine possono essere aggiornate periodicamente.
Differenze, vantaggi e svantaggi tra GPS fisici, smartphone e tablet
| Dispositivo | Vantaggi | Svantaggi | Note |
|---|---|---|---|
| Ricevitori GPS | Disponibili molti modelli di ogni prezzo | Meno flessibili, meno configurabili e meno aggiornati rispetto agli smartphone | |
| Orologi GPS | Dimensioni ridotte | Funzioni essenziali oppure molto costosi | |
| Orologi GPS cartografici | Dimensioni ridotte | Display troppo piccolo per una navigazione comoda | |
| Smartphone e tablet | Molto flessibili, configurabili e personalizzabili. Esistono molte applicazioni disponibili di ogni livello (da semplici ad avanzate) | Durata della batteria oppure dimensioni ingombranti. I tablet sono troppo ingombranti per essere usati in escursione | Batteria aumentabile tramite powerbank |
Differenze, vantaggi e svantaggi tra rete cellulare GPS e cellulare standard
La rete satellitare può essere sfruttata anche per telefonate, sms ed internet.
| Tipo rete | Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|---|
| Cellulare Standard | Utilizzabile all’interno di edifici; Dispositivi di ogni costo; Abbonamenti di ogni costo; Servizi in tempo reale; | Utilizzabile solo in zone “civilizzate” in cui sono installate antenne, quindi non affidabili per richieste di soccorso; |
| Cellulare GPS | Possibile utilizzarlo in ogni zona del mondo (dipende dal tipo di abbonamento) | Utilizzabile solo con visione aperta del cielo; Dispositivi molto costosi (800 / 1500euro); Abbonamenti molto costosi (300 / 600euro/mese); Servizi soggetti a ritardi tecnici dei satelliti; |
Servizi di soccorso in mancanza totale di segnale cellulare standard
Siti internet maggiormente utilizzati per scaricare tracce GPS create da altri
La maggior parte dei siti contenenti tracce per GPS da scaricare richiede una registrazione, anche gratuita, per poter scaricare i file delle tracce fatte da altri utenti. Alcuni esempi famosi:
https://itinerari.mtb-mag.com/
In generale, per trovare un sito che contiene tracce, è possibile fare delle ricerche mirate su Google o altri motori di ricerca. Esempi di ricerca possono essere: “traccia gps canazei”, “traccia mtb canazei”, “traccia gpx canazei”.
Applicazioni per smartphone e tablet maggiormente utilizzate per scaricare tracce GPS create da altri
Molti siti commerciali specializzati sull’argomento tracce gps, hanno la propria applicazione, per Android o Apple, che possono essere scaricate dai relativi store.
Tali applicazioni, oltre a fornire le classiche funzioni da apparato gps e navigazione, offrono un servizio di condivisione delle proprie tracce e la possibilità di poter seguire o scaricare le tracce fatte da altri.
Anche le applicazioni solitamente richiedono una registrazione gratuita ed una opzionale a pagamento, una tantum o periodica, per accedere a contenuti più avanzati. Spesso è previsto un periodo di prova gratuito che andrà poi manualmente disattivato. Alcuni famosi esempi sono:
Wikiloc;
Komoot;
Outdooractive (ex ViewRanger), Outdoor Trentino;
Gaia GPS;
Strava;
Garmin e Suunto;
Software ed applicazioni più utilizzate per gestire, manipolare e creare tracce GPS
Il software per computer maggiormente utilizzato per la gestione, modifica e creazione da zero delle tracce GPS è senza dubbio Garmin BaseCamp in quanto gratuito (anche se non si ha un dispositivo Garmin), semplice ed intuitivo; Google Earth, usato da molti, è solamente un visualizzatore in 3D e non ha alcuna funzione di modifica tracce.
Esistono anche delle applicazioni per smartphone e tablet che, oltre alla navigazione ed a fornire informazioni sulle tracce GPS, offrono anche funzioni di modifica anche se le dimensioni di smartphone e tablet le rendono molto scomode. Una delle più famose è OsmAnd+ a pagamento (la versione gratuita si chiama OsmAnd ed ha dei limiti su funzioni oltre a mostrare pubblicità). Altre applicazioni famose sono Locus Map ed Orux Map. Dopo averle provate tutte e tre, a mio parere la migliore è OsmAnd+ perché, oltre ad essere veramente completa e ricchissima di funzioni, permette di scaricare mensilmente le cartine regione per regione direttamente dalla app (senza scaricarle da altre fonti e poi installarle), facendo risparmiare molto tempo.