giovedì 17 marzo 2011

L'imprecisione GPS

Post particolarmente tecnico.
Prima di acquistare il gioiellino GPS che poi si metterà al polso qualcuno crede di entrare in possesso di qualcosa di infallibile, mentre poi con l'uso si accorge degli errori causati da ... annessi e connessi.
Chissà quante volte vi capiterà di ritrovarvi dopo un traguardo a verificare misurazioni diverse dello stesso percorso, oppure chissà quante volte effettuerete giri idendici fra di loro, ricalcando fedelmente le vostre impronte (in una pista ad es.), ed invece i tracciati riportati e le loro misurazioni non coincideranno.
Diventa interessante conoscere le cause di questi errori.

L'idea di questo post mi è venuta andando a rivedere dei tracciati che avevo memorizzato qualche anno fa.
Abitudinalmente tutti quelli che riporto in Maps li ritocco, andando a posizionare le traccie esattamente sopra alle strade percorse, ebbene quelle linee le ho ritrovate spostate.
Il tracciato che si registra sul nostro GPS e le immagini sulle quali lo visualizziamo nei PC sono due cose completamente diverse, iniziando dalle fonti.
Le immagini del territorio che Google (o ad altri) ci offre non sono altro che un immenso collage di fotografie, aggiornate con ritardi anche di vari anni, scattate da un aereo oppure a terra (ad esempio questa che mi ritrae dentro al furgone di lavoro era stata scattata 3 anni prima prima della sua pubblicazione, mi ero accorto di avere davanti l'auto con sopra tutti i macchinari fotografici marchiati Google). 
Ecco il motivo di quegli spostamenti, le nuove foto non sono state inserite nell'esatta identica posizione delle precedenti.

Molto diverse sono la fonte e la registrazione dei dati GPS.
Una trentina di satelliti posizionati a circa 30.000 km di altezza proiettano a terra un fittissimo reticolato, il punto dove si trova il nosto aggeggio viene captato e denominato in gradi topografici, in successione i punti vengono memorizzati ad intervalli variabili, ed unendoli fra loro si genera il tracciato.

L'esattezza è un'ulteriore discorso diverso. Durante il loro lunghissimo viaggio i segnali inviati dai vari satelliti possono incontrare un'ampia gamma di "distrazioni" e riflessi, iniziando dalle immancabili perturbazioni solari, oppure andando a cozzare addosso ad esempio a condomini, alberi, ancora peggio attraversando i campi magnetici emessi dalle antenne radio-celluari e dalle linee dell'alta tensione; ecco che mediandoli fra di loro il nostro aggeggino, in continuo movimento, non può offrirci una precisione matematica.

Inizialmente il sistema GPS era stato creato per applicazioni militare, solo in seguito ne è derivato l'uso civile, in un primo tempo si diceva che per l'uso civile era stato reso obbligatorio un certo margine di errore (ho letto varie quantità di questo errore, tutte poco affidabili); attualmente sembrerebbe che questo margine di errore sia stato eliminato, però io credo che quando si ha a che fare con un qualcosa di militare tutto quello che viene reso pubblico sia comunque poco affidabile, e magari quanto dichiarato va proprio in direzione contraria alle realtà.
A mio parere personalissimo quell'errore "voluto" non è mai esistito, in quanto un punto è già abbastanza "errorato" da quanto citato prima.

Un'altra fonte di errori sono le curve che percorriamo, peggiori quanto più sono angolate; se il vostro aggeggino registra un impulso subito prima di affrontare la curva, ed il seguente punto lo rileva subito dopo, nel tracciato quella curva risulterà "tagliata", pertanto quanto più ricco di curve è il percorso che affrontate tante più possibilità avete che al termine vi risulti più corto di quanto segnalato dall'organizzatore che magari se lo è misurato metro dopo metro.

Poi ci sono anche gli errori dovuti a salite e discese; il segnale inviato dai satelliti viene recepito dal ricevitore come se questo si trovasse sempre in posizione orrizzontale, il disegno lo spiega meglio: mentre il ricevitore sta percorrendo il tragitto A - B registra i segnali come se realmente si trovasse nel tragitto A - C, matematicamente più breve; per cui mentre un cavalcavia può causare un accorciamento del percorso di qualche metro, ecco che una gara di montagna diventerà impossibile da misurare correttamente. Solitamente i ricevitori hanno dei software interni che cercano di "aggiustare" questi dati, però sono sempre regole standardizzate che possono dare solo un aiuto, mai una precisione. Alcuni ricevitori hanno incorporato un altimetro barometrico, in questi quell'errore viene ridotto.

Adesso non prendete paura, il GPS non è una ciofeca, anzi è utilissimo quando abbiamo voglie di libertà, quando decidiamo all'ultimo momento quale direzione prendere, quando affrontiamo nuove strade senza conoscerle, e chi più ne ha più ne metta.

Termino con un aneddoto.
Una volta correndo in montagna, in un misto fra sottobosco e pietraia, il sentiero mi è sparito da sotto i piedi, ho continuato a seguire una traccia che invece sentiero non era più, me ne sono reso conto, ho cercato di ritornare indietro ma dopo qualche minuto mi sono reso conto di essermi perso. Mi è venuto in mente che fra le funzioni del mio GPS c'è anche una "bussola", mi sono fermato, ho cercato di mettere da parte l'agitazione che mi stava prendendo, l'ho trovata e mi sono fatto guidare sui miei passi precedenti fino ad un punto riconosciuto. Riguardando a casa il tracciato mi sono reso conto che quando avevo cominciato a ritornare indietro mi ero spostato dal percorso dell'andata di qualche centinaio di metri, non so come sarebbe andata a finire.

7 commenti:

Ciccò ha detto...

ti ho letto con interesse. Fatto stà che rimango sempre titubate (?) ogni qual volta utilizzo il navigatore in macchina

theyogi ha detto...

l'elettromagnetismo generato da haarp provoca questo e altro, mettici pure che ogni forte scossa contribuisce allo spostamento dell'asse terrestre.... ste cose p.angela non te le dirà mai!

giovanni56 ha detto...

@ciccò - :) tanto per dirne una, la via dove abito io viene indicata da tutti i navigatori(anche da Google maps) su una strada diversa, ad un centinaio di mt dalla mia.

giovanni56 ha detto...

@ yogi - mi metti una pulce, approfondirò il discorso dello spostamento dell'asse terrestre: come si comportano i satelliti?

theyogi ha detto...

segui il mio blogroll, basta fare 1+1....

theyogi ha detto...

http://www.ecplanet.com/node/2370

giovanni56 ha detto...

@ yogi, grazie per i link, prime constatazioni:
Non esiste una legge dei numeri che non sia matematica,
si potrebbero trovare infinite coincidenze per una infinita serie di rapporti fra numeri,
quindi senza significato reale.
L'uso non matematico dei numeri per motivare un qualcosa finisce col screditare tutto il rimanente del discorso che si cerca di fare
(come accade ad es. con gli oroscopi).

Altrettanto la logica dice che qualsiasi prodotto illogico, causato anche da menti logiche,
ha suo termine con il risultato esattamente contrario al desiderio di chi lo causa;
per cui al catastrofismo ragionato non ci credo, qualsiasi effetto va a finire che si rivolta contro a chi lo causa.
(uuuhhh, che masturbazione celebrale, impelle una corsetta)