Segmento di utilizzo

Il segmento di utilizzo è costituito dall'utenza dotata di ricevitori con antenna. Questi sono strumenti di tipo "passivo", ovvero non emettono segnali ma sono in grado di acquisire dati. La posizione che verrà determinata è quella del centro di fase dell'antenna, normalmente messa in stazione su treppiede sul vertice di interesse. Ogni ricevitore GPS è in grado di operare una sorta di ricostruzione algoritmica delle informazioni; ciò consente di sopperire in maniera attiva a segnali radio particolarmente deboli e/o discontinui mediante l'autogenerazione delle parti di informazioni non ricevute. In termini estremamente semplificati possiamo dire che se non sono disponibili tutti pezzi di un puzzle, un ricevitore GPS individua quali pezzi mancano e li genera all'istante ponendoli nella giusta posizione per ottenere l'indispensabile quadro di insieme. Quanto sopra ha favorito il sistema GPS su due fronti: la messa a punto e l'ingresso in commercio di ricevitori GPS ultracompatti dal costo sostenibile e l'utilizzo di antenne riceventi di dimensioni incredibilmente contenute, considerando che si tratta di sistemi satellitari; tali antenne, pur presentando un guadagno modesto, ricevono correttamente segnali radio spread spectrum molto deboli e discontinui, la cui direzione di provenienza varia continuamente. Le potenzialità del sistema GPS sono enormi e spettacolari, in parte ancora oggi da scoprire e affinare, dalla sicurezza agli utilizzi militari, dalla protezione civile alla navigazione stradale, aerea e marittima. La crescente miniaturizzazione dei circuiti elettronici ha favorito la nascita di ricevitori GPS con dimensioni altamente miniaturizzate e prestazioni impensabili solo dieci anni fa. Il margine di errore reale assoluto del sistema GPS è stimato nell'ordine di un metro, ma fonti ufficiose parlano addirittura di pochi centimetri; tuttavia per sfruttare questo margine di errore necessitano appositi ricevitori GPS militari in grado di decodificare contemporaneamente sia le trasmissioni GPS sulla gamma L1 (C/A) che sulla gamma L2 (P), il cui utilizzo è precluso all'utenza civile. Per l'utilizzo civile un ricevitore GPS si appoggia al solo canale L1 mediante la decodifica del codice random C/A (di cui parleremo in seguito), quindi l'errore minimo è indicativamente di 15 metri. Prima del mese di maggio 2000 l'errore medio in modalità coarse acquisition L1 era di 100-150 metri in condizioni operative ottimali ma poteva facilmente arrivare a 250-300 metri in condizioni critiche. Successivamente un particolare limitatore operativo sul segnale radio, in codice "SA" (Selective Availability), è stato ritoccato per aumentare la precisione del sistema GPS civile dando così l'impulso decisivo al suo straordinario successo. Il livello di precisione può essere ulteriormente migliorato pur senza ricorrere alla "precise acquisition", ma necessitano particolari tecnologie ausiliarie (costantemente operative al momento solo negli U.S.A.) denominate W.A.A.S. (Wide Area Augmentation System) Anche in Europa la tecnologia W.A.A.S. potrebbe entrare a regime entro breve. Il GPS funziona in ogni angolo del nostro pianeta, anche il più remoto e inaccessibile, 24 ore su 24, giorno e notte, 365 giorni all'anno e con qualsiasi condizione meteorologica; oltre alle coordinate al suolo può rilevare anche l'altitudine sul livello del mare: in questo caso il margine di errore del GPS civile è da 20 a 30 metri verticali ed è necessario perlomeno l'aggancio di 5 satelliti. Una ulteriore conferma dell'affidabilità del progetto viene dal fatto che l'attuale costellazione IIAs ha superato in maniera pressoché indenne la nota tempesta magnetica che ha investito il nostro pianeta nel periodo 2002 2003, dovuta ad una straordinaria attività delle macchie solari. Un'ultima considerazione deve essere spesa circa la continuità del servizio GPS civile, che peraltro a tutt'oggi è completamente gratuito. Non vi sono segnali concreti che possano far pensare a prossime limitazioni nell'accesso al canale civile L1, tuttavia va fatto notare che non è in alcun modo possibile fornire garanzie valide per il futuro. Ogni decisione è in mano al proprietario del sistema, il governo U.S.A.. Nel 2004-2005 l'amministrazione Bush ha posto una particolare attenzione al sistema satellitare GPS, cercando di individuare possibili utilità non pacifiche. G.W. Bush in persona ha voluto la creazione di una sorta di "interruttore" ad accesso rapido in grado di spegnere all'istante l'intera costellazione GPS. La misura si è resa necessaria in quanto i vari organismi di intelligence riferivano ormai da tempo e sempre più frequentemente che la tecnologia GPS era utilizzata anche dai gruppi terroristici internazionali per fini logistici e per altri scopi non resi pubblici.

«Quando un navigatore satellitare prega si rivolge verso il deserto, in ginocchio sotto ad un neon rosso lampeggiante». Anonimo