Glonass? Si, grazie!

Stanno cominciando ad apparire sul mercato nuovi dispositivi che permettono di utilizzare anche il sistema Glonass (l'equivalente russo del GPS) oltre al GPS (e il primo sarà probabilmente iPhone 4S)
Ma quali sono i benefici dell'utilizzo di Glonass?
Il beneficio principale è quello di avere molti più satelliti disponibili in qualsiasi momento. Questo si traduce in maggior precisione e maggiore probabilità di poter avere un fix valido rispetto all'utilizzo del solo GPS.

Ovviamente la domanda ovvia è: ma se ci sono già 12 satelliti GPS in vista, a cosa servirebbero i satelliti Glonass?
Quando abbiamo la possibilità di avere 12 satelliti utilizzabili, il vantaggio di avere ulteriori satelliti utilizzabile e' marginale.
Le cose pero' cambiano radicalmente in tutte quelle situazioni di navigazione in cui, per vari motivi, il numero di satelliti GPS utilizzabili è decisamente inferiore. L'esempio classico e' il canyon urbano, dove a causa dei palazzi la visibilità del cielo è limitata.
Vediamone l'effetto attraverso una simulazione. La simulazione prende in considerazione le due costellazioni, con i dati aggiornati al 17 Ottobre, per un ricevitore che si trovi a una latitudine di circa 45°.

Il grafico seguente mostra il numero di satelliti visibili con solo GPS e GPS+Glonass, in condizioni di cielo aperto (l'elevazione minima è impostata a 5° sopra l'orizzonte)

Satelliti Visibili (Soglia di Elevazione 5 gradi) - click per ingrandire

Si può notare che utilizzare Glonass aumenta il numero di satelliti utilizzabili, ma in questo caso i miglioramenti saranno marginali in quanto il ricevitore può già lavorare in condizioni ottimali con i 10-12 satelliti GPS.

Ora simuliamo un canyon urbano, usando una maschera di elevazione di 30° (condizione in cui i satelliti che hanno elevazione minore di 30° sono inutilizzabili dal ricevitore).

Satelliti Visibili (Soglia di Elevazione 30 gradi) - click per ingrandire

Si può facilmente notare che il solo GPS offre prestazioni basse (sono visibili mediamente solo 4-5 satelliti con un minimo di soli 3 satelliti), mentre includendo Glonass il ricevitore può lavorare in condizioni decisamente più favorevoli (6 satelliti minimo, con una media di circa 8 satelliti) .

Considerando le dovute approssimazioni, possiamo ricordare che il ricevitore può lavorare, in condizioni normali, con un minimo di 3/4 satelliti e che le sue prestazioni in termini di accuratezza crescono al crescere del numero di satelliti utilizzati. Le prestazioni crescono notevolmente quando passiamo dai 3 fino ai 7-8 satelliti, poi salgono sempre piu' marginalmente oltre i 10. L'ulteriore aumento oltre i 10 del numero di satelliti utilizzati ha impatto marginale.

Vediamo come varia il parametro dell'HDOP usando il solo GPS e GPS+Glonass (più basso è meglio) nelle due condizioni simulate (5 gradi e 30 gradi di soglia di elevazione).

HDOP - click per ingrandire

Si può vedere come il vantaggio sia marginale con soglia di elevazione a 5 gradi(il solo GPS ha valori ottimali di HDOP), ma che quando si passa a 30 gradi di elevazione la situazione cambia radicalmente. GPS+Glonass mantengano valori ottimali di HDOP, mentre usando il solo GPS di possono notare dei picchi nei valori di HDOP(che evidenziano condizioni di ricezione sfavorevoli).

  Ricordiamo che l'HDOP è un parametro che indica la bontà della geometria dei satelliti, ma non e' una misura diretta dell'accuratezza della posizione calcolata (anche se generalmente a valori alti di HDOP corrisponde scarsa accuratezza e viceversa).

La simulazione è stata realizzata usando il software gratuito Trimble Planning.

Lo potete trovare qui: http://www.trimble.com/planningsoftware_ts.asp