Individuazione di itinerari botanici nel gruppo della Grigne attraverso il GIS e le tecnologie mobili

Dato che il lavoro di tesi prevede un'importante fase di una raccolta dati direttamente sul campo, si è deciso di utilizzare a tale scopo un dispositivo mobile (PDA – Personal Digital Assistant) dotato di software GIS e supporto GPS.
Il Global Positioning System (abbreviato in GPS) è un sistema di posizionamento su base satellitare, a copertura globale e continua, gestito dal dipartimento della difesa statunitense; consente di dare informazioni spaziali e spazio-temporali su tutta la superficie terrestre.
Attualmente ci sono 31 satelliti artificiali attivi nella costellazione GPS. I satelliti rimangono in orbita approssimativamente per 8 anni e ruotano attorno alla terra a circa 20.200 km; sono composti da due razzi per effettuare la correzione dell'orbita, due pannelli solari per la produzione di energia e batterie di emergenza per garantire l'apporto energetico nei periodi in cui il sole è eclissato. Ciascun satellite emette sulle frequenze di 1,2 e 1,5 GHz, in modo tale da eliminare l'errore dovuto alla rifrazione atmosferica.

In orbita vi sono un minimo di 24 satelliti per la trasmissione dei dati, di cui 21 attivi e 3 di scorta. Da un punto del globo terrestre il ricevitore non li vedrà mai tutti insieme a causa della loro inclinazione di 55° rispetto all'equatore, ma riuscirà a vederne solo la metà. Inoltre il ricevitore GPS compie una scrematura dei satelliti in base alla loro geometria e alla stima degli errori su ciascuno, privilegiando quelli che forniscono maggior precisione. Il ricevitore a terra riceve i dati, li confronta con il tempo locale, e, conoscendo il tempo impiegato dal segnale per giungere al ricevitore e l'esatta posizione di almeno 4 satelliti, è possibile determinare la posizione nello spazio del ricevitore stesso.
Tutto questo meccanismo avviene grazie alla sincronizzazione dei satelliti operata dalla stazione americana di Colorado Spring, ogni qualvolta vi passano sopra. Il satellite invia informazioni sottoforma di dati numerici, riguardanti le proprie coordinate X, Y, Z e l'istante T di trasmissione.
L'intersezione delle 4 circonferenze a raggio noto determina il punto. La velocità con cui un dispositivo GPS acquisisce la propria posizione al momento dell'accensione è in media tra i 45 e i 90 secondi, ed è dovuta alla necessità di cercare i satelliti in vista.
Vi sono però una serie di errori connessi alla propagazione del segnale GPS, che si riflettono in una determinazione della distanza talora non perfetta, con errori calcolabili tra i 2 e i 15 metri. Bisogna inoltre considerare la configurazione dei satelliti: questa è descritta da una grandezza fissata DOP (Dilution of Precision) che esprime, con un valore numerico, la precisione e l'affidabilità del segnale in un dato istante. Valori da 2 a 8 sono considerati accettabili.
Esistono in commercio varie tipologie di ricevitori GPS, collegabili mediante porta USB o connessioni senza fili Bluetooth, che consentono di realizzare navigatori GPS su vari dispositivi (PDA Personal Digital Assistant): palmari, Tablet-PC, computer portatili e anche telefoni cellulari. Caricando su queste apparecchiature i programmi ed i dati necessari, sarà possibile visualizzare la posizione dell'utente direttamente sulla cartografia (foto aeree o carte topografiche georeferenziate).