Qualche giorno fa sono entrati con successo in orbita due nuovi satelliti artificiali del sistema GPS “Galileo” in corso di sviluppo da parte dell’Unione europea. Quando sarà completa, verso la fine del 2014, la “costellazione” di questo sistema sarà costituita da ben 30 satelliti equamente distribuiti su tre piani orbitali, con tre diverse inclinazioni rispetto al piano equatoriale. Galileo fornirà una copertura globale e una precisione superiore a quella del noto sistema GPS americano, che benché a disposizione di tutti fin dal 1985 (almeno nella sua versione a minor precisione) è pur sempre rimasto sotto diretto e unico controllo degli americani (analogo discorso vale per il sistema russo Glonass).
Come è noto le applicazioni, militari e civili, del sistema GPS sono ormai molto numerose. La precisione e l’affidabilità richieste da alcune di esse, in particolare quelle legate alla navigazione aerea e alla sicurezza del traffico terrestre e marittimo, sono però particolarmente stringenti, e richiedono precisioni e ridondanze tali da rendere necessaria l’integrazione con i segnali di altri satelliti artificiali. In effetti, il sistema globale di navigazione GNSS, che integrerà sistemi europei, americani e russi, quando sarà attivo utilizzerà quattro sottosistemi a terra per la correzione dei segnali GPS primari, uno per ognuna delle quattro macroaree geografiche in cui è stato suddiviso il globo.
L’area Europa-Nord Africa-Nord Atlantico farà capo al sottosistema Egnos (European Geostationary Navigation Overlay System) che per il momento è solo in parte operativo. Egnos utilizza non solo i satelliti della costellazione Galileo, ma anche tre satelliti geostazionari (posti cioè in un’orbita geosincrona, a circa 36.000 km di altezza): Inmarsat AOR-E, (che copre la regione oceanica atlantica est), Inmarsat IOR-W (che copre la regione oceanica indiana ovest) e Artemis (usato come riserva). Questi ultimi generano dei segnali di “correzione” dei segnali GPS che consentono di ridurre l’errore di rilevamento della posizione dei velivoli a circa un metro (ed anche a valori minori per applicazioni stazionarie).
In sostanza, tramite questi satelliti si implementa una tecnica di tipo “differenziale” (DGPS, con molti limiti già utilizzata fin dai primordi dei sistemi GPS) per aumentate la precisione dei rilievi di posizione: si sfruttano cioè le posizioni note di alcune stazioni fisse di terra per correggere le imprecisioni rilevate nei segnali in arrivo dai satelliti. Ciò è possibile tramite una complessa rete costituita da 37 stazioni Rims (Ranging and Integrity Monitoring Stations) per il controllo della qualità del segnale; da 5 stazioni Cfp (Central Processing Facility) nelle quali i segnali vengono elaborati e da 6 stazioni Nles (Navigation Land Earth Station) dove essi vengono misurati. Esistono inoltre 4 Mcc (Mission Control Center) per il coordinamento complessivo del sistema.
Tutto questo vasto insieme di stazioni di terra, diverse delle quali sono situate anche in Italia (Ciampino, Fucino, Scanzano, Catania) è indispensabile per garantire che il segnale GPS, opportunamente corretto, mantenga costanti le sue caratteristiche di accuratezza, integrità, continuità e disponibilità che sono assolutamente necessarie per l’utilizzo per la navigazione aerea.
Con tutto questo cambierà qualcosa nel modo di viaggiare in aereo? Per i passeggeri non cambierà niente, salvo forse per qualcuno che si renderà conto che le rotte saranno più brevi, e gli avvicinamenti agli aeroporti più rapidi e diretti; ma il modo di pilotare e di governare la navigazione aerea cambierà drasticamente, passando dell’attuale sistema di controllo del traffico, basato su radar di terra, a una modalità basata sulla esatta conoscenza della posizione del velivolo e delle sue prestazioni (Pbn, Performance Based Navigation). Di questo più vasto cambiamento, la nascita del sistema europeo Galileo e il corrispondente miglioramenti della costellazione dei satelliti GPS americani è solo una parte.
Per arrivare a ciò dovranno ovviamente essere in parte riequipaggiati anche i velivoli, con opportune apparecchiature per la ricezione dei segnali GPS e per le comunicazioni, che non saranno più solo vocali, ma in gran parte automatiche, verso una nuova complessa rete di stazioni terrestri (non coincidente con quella del GPS), che riceveranno i segnali da un nuovo tipo di “transponder”. Quest’ultimo non trasmetterà più un semplice codice identificativo del velivolo, come ora succede, ma, in continuazione, l’effettiva posizione e la quota del velivolo.
In sostanza a differenza di quel che succede attualmente, sia i controllori di volo che i piloti avranno in ogni istante a disposizione le stesse informazioni, conoscendo la propria posizione e quella degli altri velivoli, senza bisogno di ricevere informazioni radio a voce da terra. Ciò consentirà di ridurre notevolmente le distanze di sicurezza fra velivoli, che devono attualmente essere mantenute, e incrementerà notevolmente la fluidità del traffico.
