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NAVG-gps

NAVG-gps. Global Positioning System NAVSTAR project. GPS. Origine Storia Componenti (3 segmenti) Informazioni trasmesse Calcolo della posizione SA (selective availability) Interferenze Accuratezza Uso militare Uso civile. Origine .

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Presentation Transcript

  1. NAVG-gps Global Positioning System NAVSTAR project

  2. GPS • Origine • Storia • Componenti (3 segmenti) • Informazioni trasmesse • Calcolo della posizione • SA (selective availability) • Interferenze • Accuratezza • Uso militare • Uso civile

  3. Origine Viene concepito in seguito allo studio militare commissionato per individuare i parametri di rotta del primo satellite lanciato dai Russi nell’ottobre 1957 (SPUTNIK) nei Laboratori Fisici della John Hopkins University di Baltimore (Maryland, USA)

  4. (breve) Storia del GPS • 1972 primi test a terra • 1978 lancio del primo satellite • 1983 Reagan annuncia il suo uso civile • 1985 i satelliti lanciati sono 11 (inizia l’uso civile) • 1989 inizio dei lanci di seconda generazione • 1995 il 17 luglio raggiunge la piena Capacita Operativa • 1996 Clinton annuncia la doppia natura • 2000 la SA viene tolta per aumentare la precisione • 2004 il Governo USA annuncia un accordo con EU • 2007 lancio dell’ennesimo satellite (ultimo ?) • 2011 prevista data di completamento del sistema GALILEO della EU

  5. Componenti del Sistema • Segmento dello spazio: i piu’ di 24 satelliti in orbita a 20.000 km • Segmento di controllo : 4 stazioni a terra (Colorado Spring USA, Ascension in Oceano Atlantico, Diego Garcia in Indiano, Hawaii in Pacifico) • Segmento dell’utente 750 milioni US$ annuali per la manutenzione

  6. informazioni trasmesse da ogni satellite • Tempo del giorno • Numero della settimana e stato del satellite • Effemeridi (i dati di rotta del satellite) • Almanacco (informazioni collaterali, uguale per ogni satellite) • (C/A) Coars / Acquisition code (pubblico) • (P) Precise code (criptato per uso militare)

  7. Calcolo della posizione • Viene calcolata la distanza da ciascun satellite • Sono indispensabili almeno 4 satelliti, in realta’ 3, ma il quarto e’ inserito nel calcolo per avere il tempo preciso del segmento utente • I satelliti trasmettono la loro posizione • Dall’intersezione delle sfere, centrate nei satelliti, si ricava la posizione stimata. • Piu’ satelliti sono usati, migliore e’ la stima

  8. Selective Availability(disponibilita’ selettiva) • attualmente disabilitato sul segnale C/A • I segnali GPS possono essere manipolati all’origine per trasmettere un segnale affetto da errori fino 100 metri • Le informazioni giuste sono comunque trasmesse ma sono decriptabili da un codice segreto cambiato giornalmente • In molte situazioni l’SA e’ stato usato con risultati imprevedibili • L’SA viene rimosso nel 2000, anziche’ nel 2006 (direttiva Clinton), ma puo’ essere reitrodotto in qualunque momento

  9. INTERFERENZE • Effetti ionosferici (macchie e vento solare) • Effetti atmosferici (importanti quanto piu’ il satellite e’ basso sull’orizzonte) • Altezza del ricevitore • Riflessioni multiple (caseggiati, vetri grigliati) • Errori degli orologi atomici • Effetto relativistico

  10. Accuratezza • Attualmente il segnale C/A, che si propaga alla velocita’ della luce (300.000 km/s), misurato entro 10 nanosecondi, ha un errore di circa 3 metri ! • Il segnale P (che e’ criptato) ha un errore di 30 centimetri !!! • Per navigare normalmente, sommando tutti gli errori, in condizioni ottimali, si assume un errore di circa 10-15 metri negli usi civili.

  11. USO MILITARE • Semplice navigazione nei tre scenari terra,mare e cielo • Tracciamento di bersagli • Guida di proiettili intelligenti • Ricerca e recupero • Costruzione di nuove mappe • Satelliti GPS sono dotati di rilevamento di esplosioni nucleari (ex Vela Project)

  12. USO CIVILE • Ricerca e recupero • Costruzione di nuove mappe • Aiuto alle ricerche ambietali • Navigazione nei tre scenari • Movimento relativo • Trasferimento del tempo (sincronizzazione) • Posizione assoluta

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