Evoluzione e potenziamento dei sistemi di navigazione satellitare

Sviluppo del GNSS

Per riuscire in tempi brevi ad utilizzare la navigazione satellitare sono stati delineati due programmi di sviluppo per il GNSS, il La prima fase vede semplicemente uno sviluppo di questi due sistemi, così da migliorarli in tutte quelle caratteristiche che ora li rendono non conformi. I più importanti progetti in atto sono il:
Si tratta di un progetto avente lo scopo di migliorare le prestazioni di integrità dei sistemi GPS/GLONASS. Per fare ciò si fa si che le trasmissioni satellitari dei due sistemi siano monitorizzate da postazioni terrestri e collegate ad una stazione centrale di controllo MCC (Mission Control Center), per correggere eventuali errori.

Per ricavare una stima posizionale tridimensionale utilizzabile ai fini della navigazione sono necessarie un minimo di quattro pseudo-distanze da satelliti visibili con favorevole geometria. La disponibilità di più satelliti rende possibile determinare eventuali anomalie nei dati di uno o più dei satelliti rilevati: questo metodo di determinazione dell’integrità dei satelliti prende appunto il nome di RAIM.

Sistema di potenziamento R-GEO

-Il sistema di potenziamento R-GEO è progettato per il principale scopo di migliorare le prestazioni di disponibilità nella navigazione satellitare. L’attuazione del R-GEO prevede l’utilizzo di segnali GPS-compatibili generati a terra e diffusi attraverso trasponditori a bordo di satelliti geostazionari. Il messaggio inviato da terra conterrà informazioni sulla posizione del satellite geostazionario impiegato per il suo rilancio nello spazio e questo renderà possibile agli utenti determinare la propria posizione combinandolo con i dati ricevibili dai satelliti delle costellazioni GPS e GLONASS. Lo stesso si può effettuare per quanto riguarda il GIC.

Progetto differenziale e LAD

Questo progetto prevede per i due sistemi satellitari, che tramite un sistema differenziale, sia effettuato il confronto delle coordinate esatte di una postazione conosciuta con le coordinate ricavate tramite i satelliti. Da questo confronto si agisce operando le necessarie correzioni e trasmettendole infine agli utenti. Generalmente le correzioni ottenibili con il sistema differenziale hanno una validità locale ed il sistema di potenziamento da esse determinato, il LAD (Local Area Differential GPS/GLONASS), risulta molto accurato (tanto da sembrare l’unico utilizzabile in futuro per avvicinamenti strumentali di categoria II e III), ma anche molto limitato per quel che concerne l’area servita. Proprio per ampliare l’area di utilizzo dei sistemi differenziali, in Europa e negli Stati Uniti si sta sviluppando il WAD.

Sistema WAD e correzioni

Il messaggio trasmesso dal sistema WAD ai propri utenti contiene informazioni per la correzione degli eventuali errori presenti nelle effemeridi e nell’orario divulgati dai satelliti GPS e GLONASS nonché dati necessari per l’eliminazione dell’errore dovuto alla rifrazione ionosferica dei segnali satellitari. La struttura di questo sistema di potenziamento differenziale è simile a quella che sorregge il GIC infatti, sebbene il bisogno di riprodurre un modello regionale della ionosfera, e la fitta rete di stazioni di monitoraggio che ne consegue, sia tale che il numero di queste ultime nel WAD risulti superiore a quello richiesto per il semplice servizio di potenziamento dell’integrità. Per il resto, a parte una maggiore complessità nel software della stazione di controllo principale, le funzioni dei vari elementi coinvolti nei due sistemi risultano pressoché analoghe.

Progetti regionali di potenziamento

Inoltre il potenziamento sarà attuato anche tramite una serie di progetti regionali quali l'americano Wide Area Augmentation System (WAAS), per coprire l’America del Nord od il giapponese Multi-transport Satellite-based Augmentation System (MSAS), per l’Asia Orientale ed il Pacifico Occidentale. Inoltre l'Europa contribuirà con il progetto dell'agenzia spaziale europea (ESA), ovvero lo European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) che contribuirà grazie all'utilizzo di transponder situati a bordo di satelliti geostazionari e ad una rete di stazioni a terra che complessivamente forniranno un servizio di posizionamento regionale in Europa, nell’Oceano Atlantico, in quello Indiano, Sud America, Africa, Medio Oriente e Asia centrale.

Fase due e progetto Galileo

La seconda fase invece sarà applicata tramite l'utilizzo di nuovi sitemi satellitari che siano appositamente destinati ad un impiego civile, come il progetto europeo Galileo.