GNSS: questi (s)conosciuti sistemi di navigazione satellitare

GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou: quattro costellazioni di satelliti che permettono di determinare posizione e tempo con grande precisione in qualsiasi punto della Terra

di Lili Cafarella, Ingrid Hunstad e Maria Di Nezza

Oggi basta aprire una mappa sullo smartphone per sapere con precisione dove ci troviamo. Dietro questo gesto quotidiano, impensabile fino a qualche decennio fa, c’è una delle infrastrutture tecnologiche più complesse e diffuse del mondo: i Global Navigation Satellite Systems (GNSS), le reti di satelliti artificiali che permettono di determinare posizione e tempo in qualsiasi punto del pianeta.

Questi sistemi funzionano grazie a costellazioni di satelliti che orbitano attorno alla Terra e trasmettono continuamente segnali radio contenenti informazioni sulla loro posizione e sul tempo. Ricevendo contemporaneamente i segnali di più satelliti, un ricevitore – come uno smartphone, un navigatore o una stazione scientifica – può calcolare con grande precisione la propria posizione sulla superficie terrestre.

Oggi esistono quattro grandi sistemi globali di navigazione satellitare: il NAVSTAR-GPS statunitense, il GLONASS russo, il Galileo europeo e il BeiDou cinese. Ognuno di questi sistemi è stato sviluppato in contesti storici e politici diversi, ma tutti contribuiscono oggi a una rete globale che rende il posizionamento satellitare sempre più preciso e affidabile.

NAVSTAR-GPS: il primo sistema globale

Il primo sistema di navigazione satellitare globale a essere sviluppato è stato il Global Positioning System (GPS) degli Stati Uniti.

Il primo satellite operativo fu lanciato il 22 febbraio 1978, nel pieno della Guerra Fredda. Il progetto era stato avviato dal Dipartimento della Difesa statunitense con l’obiettivo di fornire alle forze armate uno strumento di posizionamento preciso e continuo.

Nel corso degli anni il sistema è stato progressivamente aperto anche agli usi civili e oggi rappresenta una delle infrastrutture tecnologiche più utilizzate al mondo.

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GLONASS: il sistema sviluppato dall’Unione Sovietica

Quasi in parallelo al GPS, anche l’Unione Sovietica avviò lo sviluppo di un proprio sistema di navigazione satellitare.
Il primo satellite GLONASS entrò in orbita il 12 ottobre 1982 dal cosmodromo di Baikonur. A seguito della dissoluzione dell’Unione Sovietica, la Federazione Russia portò avanti il progetto e, malgrado le difficoltà economiche, nel 1995 la costellazione raggiunse la piena operatività con 24 satelliti. Nel 2007 il sistema di navigazione GLONASS diventò un servizio civile senza limitazioni e oggi GLONASS è uno dei principali GNSS operativi a livello globale.

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BeiDou: la costellazione cinese

Il terzo grande sistema di navigazione satellitare è il BeiDou Navigation Satellite System, sviluppato dalla Cina.
Nato inizialmente come sistema regionale, BeiDou ha preso avvio con il lancio del primo satellite nel 2000 e si è evoluto progressivamente fino a raggiungere la copertura globale tra il 2018 e il 2020, portando alla realizzazione di una costellazione operativa su scala planetaria.
Oggi BeiDou è uno dei sistemi GNSS più avanzati e conta decine di satelliti distribuiti su diverse orbite, che forniscono servizi di posizionamento e temporizzazione in tutto il mondo.

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Galileo: il sistema europeo

L’Europa è entrata nel campo della navigazione satellitare con Galileo, il sistema sviluppato dall’Unione Europea e dall’Agenzia Spaziale Europea.

L’Europa ha lanciato il primo satellite il 28 dicembre 2005. A differenza degli altri sistemi, Galileo è stato progettato fin dall’inizio come un sistema civile, pensato per garantire servizi di navigazione e temporizzazione indipendenti.

La costellazione è oggi pienamente operativa e contribuisce a migliorare precisione e affidabilità dei servizi GNSS a livello globale.

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Una rete globale sempre più integrata

Oggi i moderni ricevitori GNSS utilizzano più sistemi contemporaneamente. Gli smartphone, ad esempio, combinano i segnali provenienti da GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou per migliorare la precisione della posizione e la disponibilità del servizio.

Queste tecnologie non sono impiegate solo per orientarsi sulle mappe. I segnali GNSS sincronizzano infrastrutture fondamentali come reti elettriche, telecomunicazioni, sistemi finanziari e trasporti, e sono ampiamente utilizzati anche nella ricerca scientifica.

Le reti di stazioni GNSS consentono, per esempio, di misurare con precisione millimetrica gli spostamenti della crosta terrestre, contribuendo allo studio dei terremoti, della deformazione tettonica, al monitoraggio dei vulcani e di numerosi processi geofisici.

Lo spazio che misura la Terra

In meno di mezzo secolo, i sistemi di navigazione satellitare sono diventati una componente essenziale della nostra società tecnologica.

Quello che era nato come strumento militare durante la Guerra Fredda è oggi una rete globale che collega spazio e Terra, permettendo di misurare posizione e tempo con una precisione impensabile solo pochi decenni fa.

GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou non sono sistemi concorrenti ma componenti complementari di una infrastruttura globale, sempre più integrata e fondamentale per il funzionamento del mondo moderno.