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 Android o windows mobile ed installare uno dei tanti software presenti in rete per tracking (Smartcom GPS, Sport tracker, Oruxmaps, Strava ecc..).
Sono software di facile utilizzo e ci permettono di registrare i nostri tracciati o di seguire percorsi che abbiamo scaricato dalla rete e pre-caricato.

Software e siti per PC

Google earth PRO:

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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Google earth WEB:

versione web di google earth pro, non necessita una installazione e le mappe sono molto ben definite.
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GPX studio:

Ottimo visualizzatore di mappe e tracce GPX, è possibile caricare, modificare o creare da zero nuove tracce e salvarle in formato GPX. Ci sono diverse mappe selezionabili e ha l'autorouting.
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KLM2GPX

Un ottimo e facile convertirtore da GPX a KML o viceversa.
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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Navigatore Garmin:

Garmin, il navigatore outdoor per eccellenza

Sicuramente il navigatore piu conosciuto e piu aprezzato per chi fa outdoor è Garmin. Presente sul mercato da molti anni è sempre al passo con le nuove tecnologie.
Oltre ad avere un'ampia scelta di navigatori di varie fasce di prezzo e studiati appositamente per le varie discipline, ha un sistema integrato (un ecosistema) che va dalla app    Garmin connect da installare sullo smartphone agli orologi sportwatch integrati e ovviamente, i navigatori da installare sul manubrio.
LINK orologi Garmin   link
LINK navigatori GPS Garmin   link
Molto ampia è la scelta e la fascia di prezzo, quella che vado a speigare di seguito è la versione "economica" ma con tutte le caratteristiche e funzioni necessarie per le uscite MTB.


navigatore da manubrio Garmin Edge 540:

Ottimo navigatore e ciclocomputer compatto con molte funzioni. Esiste ancora la versione precedente (edge 530) ad un prezzo interessante. descrizione e caratteristiche:    link


navigatore da manubriio Garmin explore 2:

Meno compatto del Edge ma ovviamente con uno schermo piu ampio e funzioni touch piu facili, è una via di mezzo tra il ciclocomputer ed il navigatore trekking da tenere agganciato sullo zaino. Anche questo navigatore si puo installare sul manubrio e lo schermo grande è piu leggibile.
descrizione e caratteristiche:    link


orologio sport garmin vivoactive 4:

Molto bello e con svariate funzioni, è discreto ed elegante e quindi da indossare tutti i giorni ma molto potente quando lo attivi e lo utilizzi per regitrare le tracce dienttamente senza bisogno d'altro. Antenna GPS e connessione WIFI e BT.
Non è "rugged" come il Garmin Fenix ma costa tre-quattro volte meno e fa le medesime cose.
descrizione e caratteristiche:    link

Navigatore Android:

ovvero, trasformare il vostro smartphone in un navigatore outdoor

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 APP, quello che andiamo a trattare di seguito utilizza la soluzione al momento più flessibile, economica e funzionale, ovvero Android e Oruxmaps.
Con questo sistema avrai un navigatore, telefono, fotocamera e tante utili funzioni che lo smartphone più moderno può offrire.
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Ho realizzato una facile e utile lezione per utilizzare al top il navigatore outdoor Oruxmaps, come installarlo, impostarlo, caricare le tracce da seguire e tanto altro.
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Navigatore Apple:

Maps 3D, il navigatore gratuito della mela

ottimo navigatore anche in versione gratuita, puoi caricare le tracce, seguirel, vedere le pendenze grazie alla funzione 3D.
La versione a pagamento permette di avere diverse mappe e alcune funzioni in piu molto utili.

LINK app maps 3D    link

Google earth e navigatori GPS: integrazione e scambio dati


Con google earth e Oruxmaps 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.


Nota informativa:

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