“GPS” è un termine comune in questi giorni. Il Global Positioning System, originariamente chiamato Navstar GPS (una rete di satelliti statunitensi che ora fornisce servizi di posizionamento a livello globale), è un sistema di radionavigazione interstellare. Incorpora una costellazione di satelliti e una rete di stazioni terrestri per il monitoraggio e il controllo della tecnologia di posizionamento. Circa 32 satelliti GPS orbitano attorno alla Terra a un’altitudine approssimativa di 11.000 miglia, fornendo agli utenti informazioni accurate su posizione, velocità e ora in qualsiasi parte del mondo e in qualsiasi condizione meteorologica.

Il Dipartimento della Difesa (DoD) gestisce e mantiene il GPS. Il Comitato Esecutivo Nazionale di Posizionamento, Navigazione e Timing (PNT) basato sullo spazio gestisce il GPS, mentre la Guardia Costiera degli Stati Uniti funge da interfaccia civile con il pubblico per le questioni relative al GPS.

Come sistema di navigazione satellitare globale, fornisce informazioni di geolocalizzazione e ora a un ricevitore. Un ricevitore può essere ovunque sulla (o vicino) alla Terra. Ma ci deve essere una linea di vista senza ostacoli verso quattro o più satelliti GPS. Montagne, strutture e altri ostacoli bloccano i segnali a causa della loro forza relativamente debole. Il GPS non richiede che un utente trasmetta dati. Funziona indipendentemente da qualsiasi ricezione telefonica o Internet (sebbene siano comunemente utilizzati per migliorare l’utilità dei dati di posizionamento GPS).

Il GPS fornisce funzionalità di posizionamento critiche a utenti militari, civili, commerciali e individuali in tutto il mondo. Il governo degli Stati Uniti ha creato il sistema, lo mantiene e lo rende liberamente accessibile a chiunque disponga di un ricevitore GPS.

All’inizio

Le origini del GPS sono iniziate nel 1973 con il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Creando un sistema che ha superato i limiti di molti sistemi di navigazione esistenti, ha fatto appello a una vasta gamma di utenti in tutto il mondo. Nel tempo è stato utilizzato con successo in quasi tutte le applicazioni di navigazione. Le sue capacità sono accessibili utilizzando attrezzature piccole ed economiche, rendendola una tecnologia ideale per gli utenti ovunque si trovino nel mondo.

La tecnologia era originariamente destinata alle forze armate statunitensi. Il GPS è stato autorizzato per uso civile negli anni ’80. Nel 1988, il vicepresidente Al Gore e la Casa Bianca hanno avviato la prossima generazione di satelliti GPS Block IIIA e il sistema di controllo operativo di nuova generazione.

All’inizio degli anni ’90, la qualità del GPS è stata degradata dalla “disponibilità selettiva”; il problema fu eliminato da una successiva legge firmata dall’allora presidente Bill Clinton. Il GPS è diventato pienamente operativo nel 1995. I progressi tecnologici e le nuove esigenze hanno spinto i legislatori a rendere la sua funzionalità più accessibile. Nel 2000, il Congresso degli Stati Uniti ha autorizzato il GPS Block IIIA, espandendo ulteriormente le capacità del GPS.

Il GPS è innegabilmente una tecnologia preziosa. Aiuta il controllo delle risorse disperse e distribuite, consentendo visibilità, navigazione e molte altre funzioni. Per il trasporto, fornisce un mezzo per controllare le spedizioni, navigare nei percorsi, migliorare l’instradamento e controllare le risorse mobili. Consente inoltre agli utenti del dispositivo di utilizzare le funzionalità di geolocalizzazione in una miriade di modi. Ad esempio, i lavoratori possono utilizzarlo per svolgere attività dipendenti dalla posizione in modo più efficiente ed efficace.

Considerazioni future

In futuro, la tecnologia aggiuntiva continuerà a migliorare il GPS. I sistemi di navigazione in risorse e dispositivi distribuiti utilizzano il Global Navigation Satellite System (GNSS) basato sullo spazio, che include il sistema statunitense GPS, il sistema russo GLONASS, il sistema europeo Galileo e il sistema cinese Beidou. C’è una spinta costante da parte degli scienziati di tutto il mondo per migliorare il GPS e sviluppare tecnologie e applicazioni che lo integrino, lo sostituiscano o lo migliorino.

Per applicazioni di precisione come voli aerospaziali e missili, i sistemi di navigazione possono combinare il GPS con un sistema di navigazione inerziale (INS) di bordo. INS offre una precisione di alto livello a breve termine; alla fine va alla deriva quando perde il contatto con i segnali esterni.

Gli scienziati ritengono che i sistemi GPS/INS esistenti, sebbene complessi e utili, non soddisferanno le esigenze future, ad esempio, dei veicoli autonomi. Poiché i segnali GPS sono deboli, sono inutilizzabili in luoghi come canyon profondi o località remote ostruite. Inoltre, i segnali GPS sono soggetti a interferenze (sia intenzionali che non intenzionali), non sono crittografati e non autenticati. Ciò li lascia esposti a spoofing, hacking e altre compromissioni della sicurezza.

Dal 2016, un team di ricercatori dell’Università della California, Riverside, ha sviluppato un sistema di navigazione altamente affidabile e accurato che sfrutta altri segnali come cellulare e Wi-Fi. Prevedono che questo nuovo sviluppo possa servire come alternativa o complemento al GPS. In sintesi, l’uso di tale tecnologia fornisce una tecnologia di navigazione affidabile, coerente ea prova di manomissione.

Qualunque nuova tecnologia possa sostituire o integrare il GPS, è ancora probabile che continui ad alterare le industrie nuove ed esistenti. McKinsey, nel loro articolo “How Disruptive Technologies Are Opening Up Innovative Opportunities in Services” (novembre 2018) ha incluso il GPS come tecnologia dirompente che non solo porterà risultati, ma anche cambiamenti positivi.

Dicono: “Supportare un’organizzazione sul campo distribuita richiede una flotta ben gestita, qualcosa che le aziende spesso faticano a raggiungere. Per sbloccare il valore, hanno bisogno di raccogliere e integrare grandi set di dati granulari sulla flotta – tracciamento GPS, cronologie di percorso e simili – che spesso non vengono toccati a causa dei limiti delle risorse o della proliferazione di data warehouse. In un OEM industriale, abbiamo scoperto che l’uso di sistemi e analisi digitali può in genere ridurre i costi della flotta dal 7 al 12% e la flotta di riserva del 10%, migliorando al contempo la disponibilità dal 5 al 10%”.

Il viaggio del GPS e il vantaggio che offre è una pietra miliare nel nostro progresso tecnologico per l’industria dei trasporti, così come molti altri.