Sei in ritardo. Il GPS del tuo smartphone gira e cerca di agganciarsi. Sei seduto in un’auto che assomiglia esattamente a quella tre miglia fa. Questo è il panico moderno.
Ma quando finalmente scatta in verde, sai esattamente dove ti trovi. Ottieni indicazioni stradali passo passo. Trovi la caffetteria più vicina. Ciò funziona grazie a due tecnologie distinte che lavorano in tandem: la rete cellulare e il Global Positioning System (GPS).
Comprendere come funzionano insieme i telefoni cellulari e i ricevitori GPS spiega perché la mappa a volte non funziona in un seminterrato ma funziona perfettamente in autostrada.
La rete cellulare: la tua stima approssimativa
Fondamentalmente, un telefono cellulare è una sofisticata radio ricetrasmittente. Non parla solo con le persone. Parla con le torri.
Queste torri sono disposte in una griglia di celle. Mentre guidi, ti sposti da una cella all’altra. Le stazioni base monitorano la potenza del segnale. Quando sei vicino al bordo di una cella, il tuo segnale diminuisce. La torre successiva la vede sorgere. La rete trasmette la tua chiamata da una torre all’altra.
Nelle aree remote, le torri sono sparse. Nelle città i grattacieli bloccano la vista. Negli ascensori il segnale spesso muore.
Ma anche senza chip GPS, il tuo telefono può indovinare dove ti trovi. Un server può triangolare la tua posizione utilizzando:
- L’angolo del segnale che si avvicina alle torri
- Il tempo impiegato dal segnale per viaggiare tra più torri
- La forza del segnale quando colpisce la torre
Ostacoli come alberi o cemento rallentano le onde radio. Ciò rende la localizzazione basata su cellulare meno precisa rispetto ai dati satellitari reali. È una stima approssimativa. Abbastanza buono per una ricerca, non abbastanza per una navigazione di precisione.
Satelliti GPS: la soluzione di precisione
Anche il GPS si basa sulle onde radio. Ma non utilizza torri di terra. Usa lo spazio.
Ci sono 27 satelliti GPS in orbita. Ventiquattro sono attivi. Tre servono come backup. Se uno fallisce, gli altri mantengono intatta la rete.
Per trovare la tua posizione, il tuo ricevitore deve sapere:
- Dove ci sono almeno tre satelliti nel cielo
- La tua distanza da ciascuno di quei satelliti
Utilizza un processo chiamato trilaterazione. Immagina di disegnare una sfera attorno a ciascun satellite. Il raggio di quella sfera è la distanza dal ricevitore. Tre sfere si intersecano in due punti. Un punto è nello spazio profondo. L’altro è sulla Terra. Il secondo punto sei tu.
Ciò richiede una linea di vista libera. Una fitta copertura di alberi o una costruzione in acciaio possono bloccare il segnale. Se non riesci a vedere i satelliti, non puoi ottenere la correzione.
GPS assistito senza fili: l’approccio ibrido
Alcuni telefoni utilizzano il GPS assistito wireless per velocizzare il processo. Questo a volte è chiamato GPS avanzato.
Il telefono utilizza i satelliti. Utilizza anche i dati della rete cellulare. Questo metodo ibrido spesso blocca la tua posizione più velocemente di un ricevitore standard.
Aiuta nei luoghi in cui il GPS tradizionale fallisce.
- All’interno di grandi edifici
- Sotto il fogliame folto
- Nei densi canyon urbani dove i grattacieli bloccano il cielo
La rete cellulare fornisce dati di posizione approssimativi e sincronizzazione dell’ora. I satelliti forniscono precisione. Insieme, riducono il tempo necessario per la prima correzione. Ottieni la navigazione dove un GPS autonomo si arrenderebbe.
Questa combinazione di torri radio e satelliti in orbita è ciò che rende possibili i moderni servizi di localizzazione. Il prossimo passo è vedere come queste funzionalità appaiono effettivamente nei dispositivi che portiamo in dotazione.
La maggior parte degli smartphone moderni è dotata di un chip GPS integrato. Se un dispositivo non dispone di questo hardware, può comunque individuare la posizione analizzando i modelli di segnale tramite un server. L’obiettivo principale di questa configurazione è semplice: quando componi il 911, i tuoi telefoni GPS possono trasmettere le tue coordinate a un punto di risposta alla sicurezza pubblica (PSAP).
Per molto tempo, questa è stata l’estensione della funzionalità. Ma alcuni dispositivi sono andati oltre. Integravano un ricevitore GPS completo direttamente nel telefono o consentivano connessioni esterne tramite Bluetooth o interfacce cablate. Queste unità avanzate potrebbero eseguire applicazioni Java. Hanno offerto la navigazione passo-passo. Hanno identificato le attività commerciali nelle vicinanze.
Per accedere a queste funzionalità, avevi bisogno di tre cose:
- Un telefono abilitato GPS o un ricevitore esterno compatibile
- Un piano tariffario che supportasse la trasmissione di dati cartografici e GPS
- Un piano di servizio o un software che fornisce dati cartografici effettivi e logica di direzione
Casi d’uso comuni per i dispositivi abilitati alla localizzazione
I datori di lavoro hanno utilizzato questi strumenti per monitorare il personale. Le aziende offrivano servizi di localizzazione per le loro flotte. Il telefono localizzatore Wherifone ha fornito coordinate GPS e chiamate di emergenza. I genitori seguivano i bambini. Gli operatori sanitari ricevevano avvisi se un dispositivo lasciava una “zona sicura”. In Giappone, Wearable Environmental Information Networks ha introdotto Dog @ Watch, un orologio GPS per animali domestici.
Le indicazioni passo-passo sono diventate un importante punto di vendita. Telefoni con schermi visualizzati percorsi. Gli oratori hanno annunciato i turni. I fornitori addebitavano tariffe mensili per questo accesso. La precisione dipendeva interamente dal database della mappa. Mappe obsolete significavano svolte sbagliate.
Servizi inclusi TeleNav. ViaMoto. MapQuest. Trovami smart2Go richiedeva un ricevitore Bluetooth separato e una scheda di memoria. Destinator SP era un pacchetto software per smartphone.
Gli appassionati di outdoor hanno trovato valore in Trimble Outdoors. Offriva mappe per le escursioni. Mountain bike. Geocaching. Altre società miravano a diffondere notizie basate sulla posizione. Buoni. Pubblicità.
Modelli specifici fecero scalpore durante questa era. Lo smartphone Mio A701. Diversi telefoni Motorola venduti tramite Sprint/Nextel.
Il lato oscuro e la risposta normativa
Non tutti hanno utilizzato questa tecnologia in modo responsabile. La polizia del Tennessee ha rintracciato un adolescente che faceva scherzi alle chiamate di emergenza da un telefono abilitato al GPS. Le forze dell’ordine in California hanno arrestato un uomo che aveva nascosto un telefono GPS sotto il cofano dell’auto della sua ex ragazza per perseguitarla.
La Federal Communications Commission (FCC) degli Stati Uniti ha risposto con il programma Enhanced 911 (E911). Questa regola imponeva che tutti i telefoni cellulari trasmettessero il proprio numero e la propria posizione quando si chiamava il 911. Produttori e fornitori avevano tempo fino alla fine del 2005 per conformarsi. Questa scadenza spiega perché così tanti nuovi telefoni includevano ricevitori GPS, anche se non erano in grado di gestire compiti di navigazione complessi.
E911 salva vite umane. Ma solleva questioni sulla privacy. Molti PSAP non avevano ancora la capacità di ricevere dati sulla posizione del cellulare. La tecnologia ha superato l’infrastruttura progettata per utilizzarla.
Domande con risposta frequente
I cellulari hanno un vero GPS?
La maggior parte dei telefoni cellulari dispone di reali funzionalità GPS.
