di Lucio Viganò

Durante il trascorso 2006 abbiamo assistito alla rapida ed impressionante diffusione del navigatore satellitare tra gli automobilisti, complice il consistente abbassamento dei prezzi e l'offerta di una vasta gamma di nuovi apparecchi, tale da accontentare tutte le esigenze ma, ancor più importante, tutte le tasche. Secondo i dati emersi da recenti ricerche di mercato, nella sola Europa occidentale si è avuto un incremento del 40% delle vendite rispetto all'anno precedente, con quasi 7,5 milioni di nuovi apparecchi venduti, mentre le previsioni per i prossimi anni indicano un dato tendenziale di tutto rispetto.
Oggi il navigatore satellitare si è ulteriormente evoluto, offrendo, oltre ad una grafica accattivante e numerose funzioni semplificate, anche diverse utilità che per la verità hanno poco a che vedere con l'esigenza di pianificare un viaggio. Stiamo parlando della possibilità di riprodurre fotografie, filmati digitali oppure mp3 (la musica codificata per l'ascolto con il computer o i lettori digitali come l'Ipod - Insieme n° 2-2007); in alcuni è perfino implementata anche la funzione vivavoce per i telefoni cellulari. Oggi, al costo di poche centinaia di euro, è possibile acquistare uno strumento completo, versatile e, perché no, anche bello a vedersi, con schermi generosi, colori vividi e mappe tridimensionali.
Ma qual'è il loro principio di funzionamento?
I Navigatori satellitari sfruttano la tecnologia GPS (Global Positioning System), sviluppata dagli Stati Uniti negli anni tra il 1970 ed il 1993 per finalità esclusivamente militari. Dal 1991 la tecnologia GPS è diventata disponibile ed utilizzabile per scopi civili, tuttavia, per evitare che potesse essere sfruttata per compiere atti terroristici, il segnale diffuso veniva intenzionalmente degradato sino ad offrire una precisione di rilevamento non superiore ai 100 metri; il servizio così strutturato ha preso il nome di SPS (Standard Positioning System), per differenziarlo da quello per uso militare chiamato PPS (Precision Positioning System) il cui segnale, criptato ed inaccessibile, offriva una precisione nettamente superiore, calcolata intorno ai 10 metri. Solo nel maggio del 2000 il Presidente Bill Clinton, con un proprio decreto, autorizzò definitivamente l'abolizione del segnale degradato, decretando la fine dell'sps e aprendo di fatto la strada alla rapida diffusione dei sistemi GPS per uso civile.
La rete GPS si basa su una flotta di 24 satelliti non geostazionari suddivisi in 6 gruppi di 4 ciascuno, che volteggiano a 20.200 km sopra di noi con orbita di 12 ore; dei 24 satelliti, solo 21 sono attivi, mentre gli altri 3 sono di scorta. Ognuno dei satelliti della flotta, dotato di un orologio atomico al cesio di elevatissima precisione, ad intervalli regolari invia a terra un segnale radio ad alta frequenza, attraverso il quale comunica i dati relativi alla propria posizione orbitale nonché l'ora esatta di trasmissione; il navigatore riceve tali dati e li elabora, confrontando l'ora del satellite con l'ora indicata dal proprio orologio interno. La differenza tra i due orari indica il tempo impiegato dalle onde radio a percorrere la distanza satellite-navigatore; essendo nota la velocità di propagazione del segnale radio, il navigatore è quindi in grado di stabilire la distanza che lo separa dal satellite, determinando in tal modo un punto preciso nello spazio.
In nessun caso però un punto solo può tracciare una posizione univoca, dato che è possibile ottenere tanti punti aventi la medesima distanza dal satellite esattamente quanti sono quelli rilevabili sulla superficie di una ipotetica sfera, che abbia come centro la posizione del satellite stesso e raggio pari alla distanza cui si trova il navigatore; perché si possa parlare di univocità occorre rilevare la distanza da tre satelliti per poter avere un rilevamento bidimensionale, mentre con quattro satelliti (il caso del GPS), si ottiene un rilevamento tridimensionale (latitudine, longitudine ed altitudine) e quindi un punto univoco nello spazio. Questo punto corrisponde alle coordinate relative alla posizione corrente del navigatore, con un scarto di 10-15 metri rispetto alla reale posizione dello strumento, in linea con lo standard GPS. Le coordinate così trovate sono quindi confrontate con la cartografia interna, individuando il segmento di mappa corrispondente, che viene mostrato sullo schermo del dispositivo nella sua veste grafica finale.
É interessante sapere che ogni navigatore satellitare effettua questa mole di lavoro una volta al secondo, in modo assolutamente trasparente all'utente, a condizione però che non vi siano ostacoli che possano interrompere la ricezione del segnale; è questo il motivo che impedisce al navigatore di funzionare correttamente quando si trova in mezzo a palazzi molto alti, su strade fittamente alberate e nelle gallerie. Alcuni navigatori sono peraltro in grado di funzionare anche in queste condizioni, ma devono poter supplire alla momentanea assenza di segnale con la conoscenza dei parametri di movimento del veicolo sul quale sono installati. Perché questo possa avvenire, è necessario montare un sensore del movimento delle ruote ed un sensore di retromarcia, così da rilevare lo spostamento del mezzo di trasporto, che il software del navigatore si incaricherà di interpretare opportunamente, in attesa di poter nuovamente ricevere i dati dai satelliti.
Si può quindi facilmente intuire che l'accuratezza e la puntualità nella realizzazione della cartografia ricoprono un ruolo fondamentale nel corretto funzionamento del navigatore, perché una mappa imperfetta o non aggiornata vanificherà sicuramente l'estrema precisione del sistema GPS.
Ecco allora che dietro alla vendita dei navigatori satellitari si cela un intenso lavoro, mirato al continuo aggiornamento delle mappe terrestri, perché la morfologia del territorio è continuamente modificata dalla normale attività umana ed altrettanto rapidamente devono essere aggiornate le mappe utilizzate dai navigatori.
A questo provvedono ditte specializzate, che si occupano di tutte quelle attività necessarie alla realizzazione della cartografia, attraverso l'acquisizione delle mappe stradali dagli enti pubblici proprietari nonché da riprese aeree o satellitari. Ma il grosso del lavoro sul territorio viene svolto da numerosi veicoli appositamente attrezzati e muniti di telecamere su ogni lato del veicolo che, percorrendo in lungo ed in largo il territorio da mappare, a cadenza fissa raccolgono milioni di immagini delle strade percorse, da ogni angolazione possibile; questa enorme mole di dati viene successivamente elaborata dai centri di produzione, sino ad ottenere il prodotto finale.
Il risultato di tutte queste sinergie è ben rappresentato dall'accessorio che oggigiorno costituisce il principale oggetto del desiderio per moltissimi automobilisti, tra i quali devono essere annoverate di diritto anche le decine di migliaia di camperisti, formidabili macinatori di chilometri e certamente tra i principali beneficiari di questa nuova tecnologia.