Rilevamento del segnale GPS e problemi di precisione con un'app per bici.

Asgarde
3 mar 2022
Tempo di lettura: 4 min

Aggiornamento: 13 mag 2022

Che si tratti di telefoni, orologi o automobili, l'uso del GPS sta diventando sempre più diffuso.

Ma anche se le persone lo usano molto spesso, resta il fatto che il suo funzionamento a volte sembra strano alla vista dei dati che trasmette.

È quindi importante capire meglio come funziona per comprendere meglio le informazioni trasmesse. Ma prima, un piccolo chiarimento.

GPS o GNSS?

Si parla comunemente di GPS (Global Positioning System), ma è più corretto parlare di GNSS.

GNSS (sistemi satellitari di navigazione globale) è il termine per la tecnologia di posizionamento satellitare. Esistono infatti 6 GNSS differenti:

GPS (USA).
GLONASS (Russie).
Beidou (Chine).
Galileo (Europe).
QZSS (Japon).
IRNSS (Inde).

Gli ultimi chip GNSS presenti nelle nostre apparecchiature consentono di recuperare i segnali da queste 6 costellazioni di satelliti. Questo ha l'effetto di aumentare la precisione della nostra posizione. Puoi installare un'app come GNSS Status o GPS TEST per vedere GNSS diversi in base alla loro nazionalità.

I diversi satelliti rilevati dall'applicazione GNSS Status.

Problemi di rilevamento dei satelliti.

1 - Problema ambientale.

Il primo problema che si può incontrare con un sistema GNSS è il rilevamento dei satelliti.

Per ricevere correttamente un segnale, il GNSS deve avere un orizzonte libero. In altre parole, è meglio essere fuori che dentro un edificio per captare il segnale (anche l'interno di un'auto è fastidioso).

Per quale motivo me lo diresti. Semplicemente perché il segnale inviato è debole. Si assorbe facilmente dalle pareti e non raggiunge mai il ricevitore dell'orologio o dello smartphone.

Ma questo problema può ancora essere riscontrato quando sei all'aperto.

Ad esempio nella foresta o durante la guida su una strada ricca di boschi.

In effetti, è noto che la vegetazione assorbe le onde. Il tuo ricevitore GNSS rileverà comunque i segnali, ma meno durante il periodo primaverile estivo a causa delle foglie.

Stesso problema nelle zone dove l'orizzonte è ostruito, come le aree urbane. Gli edifici circostanti impediscono di ricevere tutti i satelliti presenti sulla volta celeste. Sei quindi soddisfatto dei satelliti che sono allo zenit. Questo riduce il numero di satelliti e quindi il calcolo preciso della tua posizione.

2 - Problema porta smartphone.

Se pratichi sport con un'applicazione mobile come Cyclops, sia per la corsa che per il ciclismo, ad esempio, è importante tenere conto del supporto dello smartphone.

In effetti, l'uso di una shell può avere un effetto dannoso. Può semplicemente assorbire i segnali satellitari impedendo al ricevitore del chip GNSS di captare.

Stiamo parlando di una shell con protezione sullo schermo. Il più delle volte questo non impedirà al tuo smartphone di captare i segnali, ma nel tempo questo potrebbe cambiare.

Parlo per esperienza, perché avevo, per il mio supporto per bici (vedi blog su 4 consigli per l'acquisto di un supporto per smartphone), protezione anteriore e posteriore per telefono. Ha funzionato a lungo senza problemi. Fino al giorno in cui il segnale GPS si è deteriorato.

La causa era semplicemente il lato anteriore della protezione. Il segnale GNSS è passato da nessun satellite con lo scafo a 18 satelliti senza lo scafo. Sbalorditivo.

Immagino che la natura della plastica sia cambiata sotto l'effetto dei raggi UV e del tempo, bloccando i segnali dei satelliti. Occorre quindi pensare piuttosto ad una soluzione senza protezione dello schermo per avere una buona ricezione.

3 - Problema delle effemeridi.

Se sei abituato ad avere costantemente la tua posizione abilitata sull'orologio o sullo smartphone, probabilmente non avresti questo problema.

Se invece lo attivi solo quando ne hai bisogno, rischi di ritrovarti senza satellite per un po'.

Come mai ? Bene, perché il tuo dispositivo non avrà le effemeridi.

Le effemeridi, che cos'è?

I satelliti non trasmettono solo informazioni per calcolare la tua posizione.

Il tuo cellulare o il tuo orologio hanno bisogno di parametri orbitali, correzioni dell'orologio, dati per la correzione ionosferica e molti altri dettagli tecnici.

Questi dati vengono trasmessi ogni 30 secondi. E ci vogliono circa più di 10 minuti per acquisire tutti i dati tecnici del sistema.

Ora capisci perché è importante, quando prevedi di utilizzare il sistema di localizzazione del tuo dispositivo, abilitarlo un po' in anticipo.

Problemi di precisione nel calcolo della posizione.

1- Il numero di satelliti.

Bisogna prima capire di cosa si parla quando si parla di geolocalizzazione via satellite.

Ciò comporta la localizzazione della tua posizione calcolando la distanza che ti separa dal satellite di cui stai captando il segnale.

Per avere una prima approssimazione della tua posizione sono necessari almeno 3 satelliti. Ma poiché questi 3 satelliti non sono perfettamente sincronizzati, è necessario un quarto che funge da orologio.

Ora capirai che più satelliti hai sopra la tua testa, più precisa sarà la tua posizione.

La deviazione nella misurazione della tua posizione generalmente non supera i 3 metri.

2 - L'eco.

Un segnale GNSS è un'onda.

Quando parli, generi un'onda. E se gridi in una valle profonda, avrai sicuramente un ritorno della tua voce dopo un lasso di tempo. In altre parole, un'eco.

Bene, per un segnale inviato da un satellite, è lo stesso.

Se il segnale non incontra ostacoli tra lo spazio e il dispositivo, non ci sono problemi.

Ma se colpisce un edificio o una montagna e viene rispedito al tuo dispositivo, il tempo di acquisizione del segnale non sarà corretto, perché il percorso del segnale sarà più lungo.

Quindi i calcoli saranno meno esatti di quanto dovrebbero essere. Ciò è particolarmente vero in città con le facciate degli edifici che provocano un'eco.

3 - Modalità risparmio energetico.

Infine, c'è il caso in cui il tuo orologio o il tuo smartphone si esauriranno.

Questo è quando il tuo sistema operativo entrerà in una modalità di risparmio energetico.

In genere è quando ti avvicini al 20% o addirittura al 15% di autonomia che il tuo dispositivo ti offrirà, o passerà automaticamente a seconda dei casi, a una modalità di risparmio energetico.

Se accetti di consumare meno, il sistema operativo adotterà una serie di misure che consentiranno al tuo dispositivo di consumare meno energia. E tra queste misurazioni c'è la frequenza di calcolo della tua posizione.

Perché acquisire un segnale e calcolare la tua geolocalizzazione richiede energia. La tua posizione verrà aggiornata meno spesso e quindi i tuoi dati saranno meno accurati di prima.