Il GPS su smartphone (Android)

3 aprile 2018 Lord Yoruno

Piccola veloce premessa: questo articolo non è un confronto tra GPS e smartphone, dato che vi sono già centinaia di articoli in merito con pro e contro (basta cercare con Google); piuttosto, dato che non sempre il GPS dei nostri smartphone sembra essere affidabile, questa vuole essere una piccola guida a migliorarne la precisione su telefoni Android-based.

Detto questo, per quanto riguarda gli smartphone bisogna prima parlare di GPS, A-GPS e GLONASS (e anche di Galileo, visto che è Europeo), e poi vedere di capire come utilizzarne la funzionalità (su dispositivi Android) per cacciare cache!

GPS

Il sistema lo conosciamo già più o meno tutti.
Come spiega più che bene Wikipedia il sistema di posizionamento globale, (in inglese: Global Positioning System, in sigla: GPS, a sua volta abbreviazione di NAVSTAR GPS, acronimo di NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System o di NAVigation Signal Timing And Ranging Global Position System) è un sistema di posizionamento e navigazione satellitare civile che, attraverso una rete dedicata di satelliti in orbita, fornisce ad un terminale mobile o ricevitore GPS informazioni sulle sue coordinate geografiche ed orario, in ogni condizione meteorologica, ovunque sulla Terra o nelle sue immediate vicinanze ove vi sia un contatto privo di ostacoli con almeno quattro satelliti del sistema.

Questi satelliti (24 in totale, più alcuni di riserva) inviano costantemente su tutta la superficie terrestre dei segnali sotto forma di semplicissimi “bip” radio che vengono ricevuti da una normale antenna collegata al ricevitore in una posizione geografica certa, ed utilizza i segnali provenienti da diverse posizioni geografiche dei satelliti per triangolare la propria posizione.

Allineamento

Appena avviato un ricevitore GPS inizia a ricevere segnali dai satelliti nello spazio: molti sono sicuramente nascosti dalla posizione planetaria e dalla posizione nell’asse, ma di solito alcuni sono visibili e, contattati dal ricevitore, riescono a restituire all’apparecchio informazioni relative alla posizione specifica. Per farlo all’avvio il ricevitore deve contattare almeno 8/9 satelliti, mentre per mantenere poi stabile il segnale questi devono essere almeno 3 (4 per l’altezza).

Posizionamento

La posizione ottenuta viene confrontata con il software di cartografia, stabilendo così su mappa, con una precisione più o meno alta, la propria posizione su una mappa.

A-GPS

Come detto il GPS ha bisogno di 8/9 satelliti visibili per determinare un primo allineamento efficiente, mentre in seguito sono sufficienti 3 satelliti per mantenere il segnale (4 per l’altezza relativa), ma per scoprire 8/9 satelliti i tempi richiesti da un dispositivo smartphone che non abbia nessun precedente segnale di riferimento possono variare da 3 a 30 minuti.

Alcuni modelli di smartphone, quindi, per ovviare alla mancanza degli algoritmi di calcolo utilizzati dai GPS standalone, hanno installato un’antenna GPS con modalità A-GPS, ovvero ASSISTED GPS, che migliora e potenzia la ricezione del segnale GPS, appoggiandosi sia alla rete dati (che, quindi, deve essere presente) che alla rete fonia per ottenere informazioni supplementari sul posizionamento, da sommare a quelle che arrivano dai satelliti nello spazio. Questo procedimento ottiene un allineamento iniziale più rapido e mantiene un segnale più costante durante il percorso.
L’A-GPS mostra la sua utilità soprattutto nei “canyon” urbani, quali vie strette o viali notevolmente alberati, in cui è difficile acquisire il segnale: i tempi di allineamento iniziale si riducono ai tempi necessari per ottenerlo con solo 3/4 satelliti, il che generalmente, su un cielo che ne offre di media sempre 4/6, si riduce a pochi secondi.
L’allineamento in modalità A-GPS avviene quindi in un tempo approssimativo dai 5 ai 20 secondi.

GLONASS

GLONASS (dal russo Global’naja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistema. GLObal NAvigation Satellite System) è un sistema satellitare di navigazione russo, controparte del GPS Statunitense e del Galileo Europeo, ed è gestito dalle Forze Spaziali Russe (VKS).

Dopo un periodo problematico negli anni passati per via della crisi russa dal 2013 la rete GLONASS è nuovamente funzionante, e come per la rete GPS la flotta ufficiale GLONASS comprende 31 satelliti, di cui 24 operativi.
Molti smartphone sono oggi dotati di GPS+Glonass, che migliorano ulteriormente il calcolo della posizione.

Galileo

Galileo è il sistema di posizionamento e navigazione satellitare civile (in inglese GNSS – Global Navigation Satellite System) sviluppato in Europa come alternativa al GPS.

La sua entrata in servizio prevista per la fine del 2019 è stata anticipata al 15 dicembre 2016, con 18 satelliti attualmente in orbita e 24 per la fine del 2017.
Sono già disponibili i primi processori compatibili di Qualcomm Snapdragon, nonchè la versione del sistema operativo per dispositivi mobili Android Nougat che supportano il sistema Galileo, anche se al momento solo pochi smartphone montano i processori compatibili.

GPS su Android: come ottimizzarlo

Dopo la divagazione teorica di cui sopra passiamo a vedere come poter sfruttare al meglio il GPS montato sui nostri smartphone.
Io in primis ho un modello di telefono abbastanza datato che però, nonostante le sue limitazioni hardware generali (poca memoria, processore lento, poco spazio e tanta lentezza), è dotato di un ricevitore GPS+GLONASS dotato di A-GPS, il che lo rende piuttosto preciso nel calcolo della posizione.
Vista però la vecchiaia del modello ho dovuto comunque ovviare alla lentezza del dispositivo aiutandolo quanto più possibile in fase di allineamento iniziale e, in seguito, mi trovo spesso costretto a dargli “una svegliata” resettandone il sensore e reinizializzando l’A-GPS.
Ho quindi scoperto qualche App (ovviamente gratuita) che mi viene spesso in aiuto durante il geocaching: la prima si occupa di gestire in modo ottimale il povero sensore GPS del mio smartphone, la seconda di venirmi in aiuto nel momento in cui sto piazzando una cache usando (orrore, orrore) lo smartphone stesso.

GPS Status & Toolbox

La prima App si occupa di aiutare il sensore a scaricare le informazioni GPS e A-GPS per fare in modo di riuscire ad agganciare i satelliti nel minor tempo possibile.
Questo è utile quando si è di fretta, e utilissimo nel caso di nuove cache a sorpresa!
In più il programma fornisce, in modo abbastanza semplice ed intuitivo, la possibilità di resettare il sensore GPS e di riscaricare in qualsiasi momento i dati A-GPS, di ricalibrare l’oscilloscopio dello smartphone e di riallineare la bussola.
Tutte funzioni di una certa utilità per un geocacher che non voglia comprare un GPS apposito.

Se vi interessa provarlo lo potete trovare qui.

GPS Averaging

Questa seconda App mi viene invece in aiuto quando si tratta di piazzare una cache. Va da sè che i puristi storceranno sicuramente il naso all’idea di coordinate prese con uno smartphone, ma dato che molti non hanno voglia di comprare un dispositivo a parte bisogna ottimizzare quello che si ha.

Quindi GPS Averaging (che trovate qui) ci viene in aiuto. Ovviamente non ‘ l’unico programma di questo tipo, ma io mi trovo bene con questo.
Concettualmente è semplicissimo: piazzo lo smartphone sopra la cache, faccio partire la rilevazione delle coordinate e l’App si preoccuperà di fare la media di ogni rilevazione, a distanza di qualche secondo, fino a quando deciderò che la precisione è sufficiente.
A quel punto basterà condividere le coordinate mandandosele in mail o copiandole nella clipboard e il gioco è fatto; una volta a casa magari le controllerò ulteriormente con Google Maps, e magari dopo qualche giorno tornerò sul posto a controllare lo stato della cache riprendendole nuovamente, in modo da averle sempre più precise.

 

 

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