Il Sistema Globale di Navigazione Satellitare GNSS (Global Navigation Satellite System) e' stato sviluppato negli anni '70 dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti d'America per uso militare ed in seguito fu reso accessibile anche ai civili. Si tratta di un sistema di geo-radiolocalizzazione e navigazione terrestre, marittima o aerea, che utilizza una rete di satelliti artificiali, in orbita attorno alla Terra, e stazioni di controllo terrestri.
Il servizio di posizionamento geo-spaziale a copertura globale, fornito dal sistema GNSS, consente ad appositi ricevitori elettronici di determinare le coordinate geografiche (longitudine, latitudine ed altitudine) su un qualunque punto della superficie terrestre o dell'atmosfera, con un errore di pochi metri, elaborando segnali a radiofrequenza trasmessi in linea di vista dai satelliti.
Esistono diverse costellazioni di satelliti GNSS in orbita attorno alla Terra. Le quattro costellazioni GNSS pienamente operative con copertura globale sono:
GPS
- originariamente
Navstar
GPS (Navigation
Satellite Timing And Ranging Global Positioning System) - e'
di
proprieta' e di gestione degli Stati Uniti d'America; il primo
satellite e' stato lanciato nel 1978.
GLONASS
- e'
di
proprieta' e di gestione della Russia; il primo satellite e' stato
lanciato nel 1982.
BeiDou
- e'
di proprieta' e di gestione della Cina; il primo satellite e' stato
lanciato nel 2000.
Galileo
-
e'
di
proprieta' e di gestione dell'Unione Europea (UE); il primo satellite
e' stato lanciato nel 2011.
Altri sistemi, anziche' offrire un servizio globale, sono stati progettati per servire solo aree specifiche della Terra. Tali costellazioni sono note come RNSS (Regional Navigation Satellite Systems - Sistemi Satellitari di Navigazione Regionale) ed includono:
QZSS
- e'
di proprieta' e di gestione del Giappone; il primo satellite e' stato
lanciato nel 2010.
IRNSS
-
e'
di proprieta' e di gestione dell'India; il primo satellite e' stato
lanciato nel 2013.
La struttura dei sistemi di posizionamento satellitare si basa su tre segmenti:
SS - Space Segment (Segmento Spaziale) - sono le costellazioni di satelliti che orbitano attorno alla Terra e che trasmettono costantemente i segnali ai ricevitori GNSS degli utenti ed alle basi di controllo a terra. I segnali trasmessi da ciascun satellite forniscono informazioni sul satellite che trasmette e sul suo stato.
CS - Control Segment (Segmento di Controllo) - e' composto dai centri di controllo delle costellazioni satellitari distribuiti in modo omogeneo sulla Terra. Queste basi provvedono a monitorare in continuazione l'orbita dei singoli satelliti, apportano le correzioni di rotta e trasmettono le effimeridi, ovvero le posizioni del satellite.
US - User Segment (Segmento dell'Utenza) - sono i dispositivi utilizzati dall'utente per la localizzazione della propria posizione; si tratta di navigatori stradali, palmari, smartphone, strumenti di rilievo topografico ecc...i quali ricevono comunicazioni dai satelliti.
La valutazione delle prestazioni del sistema GNSS viene fatta in base a quattro criteri:
Precisione - e' l'accuratezza con la quale il sistema GNSS fornisce informazioni su posizione, velocita' e tempo.
Integrita' - e' la capacita' del sistema di informare l'utente in caso di anomalia nei dati di posizionamento.
Continuita' - e' la capacita' del sistema di funzionare in modo efficiente senza interruzione.
Disponibilita' - e' la percentuale di tempo per cui un segnale soddisfa i criteri di precisione, integrita' e continuita'.