tecnica gps

alcune informazioni e curiosita' dal mondo gps,utilissimo strumento per il biker esigente.


Cosa è il tracking:

Con l’ausilio del GPS e le cartografie satellitari disponibili ora si possono fare cose impensabili nei primi anni 2000, possiamo registrare i nostri tracciati, condividerli, scoprirne di nuovi e non perdere la via durante le nostre uscite. A chiunqe è capitato di perdersi od imboccare il bivio sbagliato e dover tornare indietro (magari in salita…) e perdere tempo sulla tabella di marcia (con la moglie che ci aspetta a casa ad una certa ora per cena....).
Con un buon SW su PC ed un navigatore portatile potremo uscire in tranquillità e sicurezza.
Ci sono diversi modi e prodotti per beneficiare di questa tecnologia e vari programmi per PC come Google earth, Ozi map explorer, Sport track, ecc.
Sul fronte navigatori troviamo diversi prodotti specifici come Garmin, Suunto, ecc.. sono progettati per l’uso outdoor e molto versatili.
Una soluzione economica e versatile è quella acquistare un telefono (o smartphone) con sistema operativo symbian o windows mobile ed installare uno dei tanti software presenti in rete per tracking (AF track, Smartcom GPS, Sport tracker, Oruxmap, compe GPS ecc..).
Sono software di facile utilizzo e ci permettono di registrare i nostri tracciati o di seguire percorsi che abbiamo pre-caricato.


Software per PC

Google earth:

E' un software gratuito di Google, è molto potente e versatile e ci aiuta nel visualizzare le tracce e vedere nei minimi dettagli la zona interessata con fotografie satellitari in 3D. Alcune zone hanno una risoluzione davvero elevata, si possono distinguere le auto parcheggiate sulla strada.
Si può inoltre sorvolare l’area seguendo il percorso e quindi rendersi conto ancor prima dell’uscita sulla difficoltà e caratteristiche del viaggio che faremo, davvero una cosa utile.
E sempre più presente la funzione street view dove è possibile viaggiare sulle strade delle principali città come se ci fossimo realmante, e tanto altro ancora.
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Sport tracks:

E’ un ottimo SW dove possiamo trasferire tutti i nostri percorsi ed allenamenti e fare delle stime sui nostri progressi, accetta il formato gpx.
Possiamo visualizzare tutte le informazioni del percorso: mappa, velocità media massima e minima, tempo, dislivello, ecc. Registrando tutte le nostre uscite, le possiamo caricare su questo sw ed avremo tutta la storia dei nostri allenamenti su PC.
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TCX converter:

Ottimo convertitore che permette molte opzion, trale più utili è l'update dell'altitudine che provvede ad aggiornare l'altitudine tramite google earth, la possibilità di ridurre il numero di punti del tracciato, la visualizzazione ed il salvataggio del profilo altimetrico in BMP.
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Ozi map converter

Un altro strumento utile da installare sul PC, come dice il nome serve per convertire i tracciati in vari formati.
Ad oggi non esiste uno standard e quindi ogni navigatore e programma utilizza una formattazione diversa dei dati che senza questa tool non permetterebbe lo scambio dei files (i formati più utilizzati sono KML, KMZ, GPX, PLT, TRK, TCX ).
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Navigatori Android:

Una valida alternativa al navigatore GPS dedicato per le uscite MTB è l’utilizzo di uno smatphone come navigatore e tracciatore dei nostri percorsi preferiti, ovvero un GPS tracker.
Esistono diversi modelli di smartphone e sistemi operativi, quello che andiamo a trattare di seguito utilizza la soluzione al momento più flessibile, economica e funzionale, ovvero Android e Oruxmap.
Con questo sistema avrete un navigatore, telefono, fotocamera e tante utili cose che lo smartphone più moderno può offrire.
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Navigatori Symbian:

Symbian: E’ un sistema operativo (come windows) che troviamo installato in diversi telefonini evoluti (smartphone). Essendo un sistema operativo, è possibile installare diversi programmi gratis o a pagamento tra cui anche navigatori satellitari.
Esistono tre versioni: 2h edition, 3th edition, 5th edition (è come dire windows 98, windows XP, window 7) quindi il software che va bene con una versione nel 99% dei casi non va bene con un'altra.
Il maggiore produttore di telefoni con sistema Symbian è Nokia.
Ora questa piattaforma è stata abandonata per passare a windows phone, ma se avete un vecchio telefono Symbian potrebbe tornare utile per l'utilizzo come nevigatore outdoor senza tanti problemi se ci cade per terra....
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Google earth e navigatori GPS: integrazione e scambio dati



Con google earth e Oruxmap (o AF track) potete ora registrare i tracciati, scaricarli su PC e visualizzarli con dettagli veramente preziosi e poi perchè no! proporli in questo sito per la pubblicazione.

Ecco due esempi di cosa possiamo fare con l’aiuto di questa tecnologia:
1) Esco per un giro ed attivo il mio tracker in registrazione, al ritorno, converto il tracciato con il formato compatibile (KML o KMZ) e lo apro con google earth. Ora posso visualizzarlo, modificarlo e salvare il file.
2) navigo nei vari siti specializzati di mountain bike (…come questo…) e cerco il tracciato che mi interessa, lo scarico e lo converto se necessario nel formato compatibile Google earth, lo osservo e se necessita lo modifico. Al termine, se necessario, lo converto, e lo trasferisco al GPS. Quando esco, monto il GPS sul manubrio ed avvio la modalità “segui percorso”.

Altri due esempi dell’utilità di google earth al di fuori dall’ambito bike:
1) prenoto un viaggio a Parigi e comincio a pianificare le tappe della mia visita con google earth prendendo nota delle vie e dei punti di interesse, abilito inoltre la visualizzazione delle fermate della metropolitana e pianifico quale linea prendere e le fermate che mi interessano. Posso inoltre visualizzare i principali monumenti in 3D. Posso misurare le distanze. Posso tracciare il percorso a piedi e poi presentarlo ai miei compagni di viaggio con la funzione riproduci tour con la visualizzazione degli edifici in 3D. posso vedere l'hotel prenotato come se fissi proprio li grazie alla funzione street view. E tanto altro ancora….
2) dopo aver prenotato un biglietto di un concerto all’arena di Verona o al forum di Assago faccio una ricerca sulla posizione del posto prenotato, avvio google earth e vado in dettaglio nell’arena, entro in una immagine 360° presente e praticamente posso rendermi conto esattamente come mi trovo rispetto al palco come se mi trovassi realmente dentro nell’arena nel punto in cui è stata scattata la foto 360°. E’ a dir poco fantastico e utile. Un’altra possiblità interessante è quella di poter visualizzare l’arena in 3d grazie alle ricostruzioni 3d abilitabili nel programma o tramite ricerche di ricostruzioni .kmz e faccio una panoramica del posto.


Nozioni tecniche sul funzionamento del GPS


Il sistema di rilevazione della posizione GPS (global position satellite) fu messo in servizio in vari blocchi tra il 1978 ed il 1985 dagli Americani per scopi militari, anni dopo fu resa fruibile anche in ambito civile introducendo però del “rumore” che limitava la precisione a 100-150mt contro 1mt del sistema militare. Ora questa tecnologia è utilizzata da tutti i navigatori ed altri sistemi e la precisione arriva a 5mt. Ma come funziona?

Sulla nostra testa girano centinaia di satelliti GPS, a differenza dei satelliti per le trasmissioni TV satellitari che sono a quota 36000 Km e geostazionari (fermi in un punto) i satelliti GPS sono più vicini alla terra (20200Km) per poter inviare un segnale abbastanza potente, quindi ruotano intorno alla terra all velocità di 8Km al secondo per restare in orbita ed eseguono quasi due rotazioni complete al giorno. Questo spiega perchè il ricevitore tv satellitare ha bisogno della parabola ed il GPS no. I satelliti Gps inviano ogni propria posizione e l’ora esatta, il nostro ricevitore riceve questi segnali e li elabora per estrapolare la posizione sui tre assi (posizione ad altitudine) Il nostro ricevitore ha bisogno di agganciarsi con almeno 3+1 satelliti per poter calcolare la propria posizione, il calcolo avviene per triangolazione, ovvero mi servono 2 dati: A) posizione dei satelliti B) distanza tra me ed i satelliti se io conosco la distanza tra me e tre punti con posizione nota intorno a me, con un calcolo matematico posso conoscere la mia posizione e altitudine.

Per calcolare la distanza il sitema GPS utilizza la legge di newton, il satellite trasmette posizione e ora precisa ed il segnale impiega tot. millesimi di secondo per raggiungere il nostro ricevitore (le onde radio viaggiano a 300000Km/sec) per cui servono due cose:
1) rilevare il tempo necessario dalla trasmissione alla ricezione.
2) avere tutti gli orologi del sistema sincronizzati al millesimo di secondo.

I satelliti gps integrano al loro interno due o quattro orologi atomici di altissima precisione, quindi tutti i sat hanno sicuramente lo stesso orario precisi al milionesimo di secondo, ma il nostro GPS ovviamente non ha un orologio atomico, come fa ad avere l’ora perfettamente sincronizzata? Semplice, ha bisogno di un quarto sat agganciato per poter verificare se la posizione calcolata in base all’orologio interno dà automaticamente la posizione del 4° sat, se non è così aggiusta l’orologio interno più volte fino a che il satellite di verifica coincide con i calcoli matematici. Ecco perché il nostro GPS ha bisogno di diverso tempo per agganciare i satelliti e quindi conoscere la esatta posizione. Al termine di questo controllo anche il nostro navigatore ha l'ora precisa al milionesimo di secondo e periodicamente la riverifica e aggiusta.

L’ A-GPS invece aggancia prima perché utilizza la connessione mobile di internet per sincronizzarsi con l’ora (però si paga la connessione internet).

Ricordo il film sotto il segno del pericolo con Harrison ford dove un soldato paracadutato nella foresta Venezuelana, con un sistema a puntamento GPS, inviava la posizione esatta via satellite.
Un caccia in zona riceveva le coordinate via satellite e caricate nella bomba intelligente bombardava la villa del narcotrafficante di turno con precisione chirurgica.
Non è fantascienza ma tecnologia esistente fin dagli anni 90.


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