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the receiver. Receivers on the surface of the Earth can substitute the sphere of the planet for one satellite by
using their altitude. Often, these spheres will overlap slightly instead of meeting at one point, so the receiver
will yield a mathematically most-probable position (and often indicate the uncertainty).
Calculating a position with the P(Y) signal is generally similar in concept, assuming one can decrypt it. The
encryption is essentially a safety mechanism: if a signal can be successfully decrypted, it is reasonable to
assume it is a real signal being sent by a GPS satellite. In comparison, civil receivers are highly vulnerable to
spoofing since correctly formatted C/A signals can be generated using readily available signal generators.
RAIM features do not protect against spoofing, since RAIM only checks the signals from a navigational
perspective.
Nel 1991 gli USA aprirono al mondo il servizio con il nome SPS (Standard Positioning System), ma
differenziato da quello militare denominato PPS (Precision Positioning System). In pratica veniva introdotta la
SA (Selective Availability) che introduceva nei segnali satellitari degli errori intenzionali.
Il GPS è stato creato a sostituzione del precedente sistema, il Transit, quando gli USA hanno rinunciato alla
Selective Availability ed hanno reso il primo sistema accurato quanto il secondo, ed è supportato da un
sistema di 24 satelliti artificiali.
Fino al maggio 2000, il segnale per uso civile veniva degradato per ridurre la precisione attraverso la Selective
Availability (SA), consentendo precisioni nell'ordine di 100-150 m. Da quella data, invece, per decreto del
Presidente degli Stati Uniti Bill Clinton, è stata disabilitata la degradazione del segnale, consentendo la
precisione attuale di circa 10-20 m. Nei modelli per uso civile è presente un dispositivo che inibisce il
funzionamento ad altezze e velocità superiori a certi valori, per impedirne il montaggio su missili improvvisati.
L'UE ha in progetto il completamento di una propria rete di satelliti (Galileo) per scopi civili, fra i quali il GPS.
Questo progetto ha una valenza strategica in quanto la rete americana è proprietà dei soli USA e in gestione
ad autorità militari, che potrebbero decidere di ridurre la precisione o bloccare selettivamente l'accesso al
sistema; un investimento e proprietà condivisi dagli Stati utilizzatori sono una garanzia di continuità,
accessibilità e interoperabilità del servizio.
• Il sistema di navigazione si articola nelle seguenti componenti:
• un complesso di 24 satelliti
• una rete di stazioni di tracciamento (tracking station)
• un centro di calcolo (computing station)
• due stazioni di soccorrimento (injection stations)
• un ricevitore GPS
I satelliti sono disposti su orbite inclinate di 55° rispetto al piano equatoriale (quindi non coprono le zone polari)
a forma di ellissi a bassa eccentricità. La loro quota è di 20 200 Km. Ciascun satellite emette sulle frequenze
di 1,2 e 1,5 Ghz derivate da un unico oscillatore ad alta stabilità. Lo scopo della doppia frequenza è quello di
eliminare l'errore dovuto alla rifrazione atmosferica. Su queste frequenze portanti, modulate in fase, vengono
emessi i messaggi di effemeride ciascuno della durate di due minuti; essi iniziano e terminano ai minuti pari
interi del T.M.G. Questi messaggi di effemeride contengono il segnale orario e i parametri orbitali del satellite.
In tal modo il ricevitore GPS, mentre effettua il conteggio doppler, riceve i parametri dell'orbita da cui deriva la
posizione del satellite: viene così a disporre di tutti gli elementi necessari a definire nello spazio la superficie di
posizione.
Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico, che consiste nel misurare il
tempo impiegato da un segnale radio a percorrere la distanza satellite-ricevitore. Conoscendo l'esatta
posizione di almeno 3 satelliti per avere una posizione 2D (bidimensionale) e 4 per avere una posizione 3D
(tridimensionale) ed il tempo impiegato dal segnale per giungere al ricevitore, è possibile determinare la
posizione nello spazio del ricevitore stesso. Tale procedimento è chiamato trilaterazione, che utilizza solo
informazioni di distanza, simile alla triangolazione, nella quale però vengono usate anche informazioni
riguardanti gli angoli.