Che cos’è GNSS?
L’European Global Navigation Satellite Systems Agency definisce GNSS nel proprio sito Web in questo modo:
“Per Global Navigation Satellite System (GNSS) si intende una costellazione satellitare che fornisce segnali dallo spazio in grado di trasmettere dati di posizione e temporali a ricevitori GNSS. I ricevitori usano quindi questi dati per determinare la posizione. Per definizione, i sistemi GNSS forniscono copertura globale. Esempi di sistemi GNSS includono l’europeo Galileo, lo statunitense NAVSTAR Global Positioning System (GPS), il russo Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) e il cinese BeiDou Navigation Satellite System."
Le prestazioni dei sistemi GNSS possono essere migliorate da sistemi di aumento basati su satelliti (SBAS) regionali, come l’European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). Il servizio EGNOS migliora la precisione e l’affidabilità delle informazioni GPS correggendo gli errori di misurazione dei segnali e fornendo informazioni sull’integrità dei segnali.
Poiché GPS è stato il primo sistema GNSS ed è il più ampiamente utilizzato, il termine GPS viene tuttora usato comunemente per fare riferimento a tutti i tipi di sistemi GNSS. Tuttavia, sarebbe più corretto usare GNSS, che è il termine generale per tutti i sistemi di localizzazione satellitare globali, incluso il sistema GPS.
Prestazioni di localizzazione nei dispositivi indossabili
Osservando più da vicino i fattori che influiscono sulle prestazioni di localizzazione nella categoria dei dispositivi indossabili, emergono alcune variabili. Si tratta delle seguenti:
Dal punto di vista della progettazione industriale, i dispositivi piccoli e sottili sono preferibili. Tuttavia, queste caratteristiche possono creare problemi per l’antenna GNSS.
Spessore e design ridotto: per assicurare prestazioni adeguate, l’antenna richiede il volume maggiore possibile e di conseguenza un dispositivo piccolo e sottile non è ottimale per le prestazioni dell’antenna. Inoltre, l’antenna deve trovarsi il più lontano possibile dal polso e dal corpo (la cui natura dissipativa influisce negativamente sulle prestazioni).
Il chipset GNSS è un altro fattore che determina le prestazioni di localizzazione. Ogni fornitore di chip è sensibile a incentivi diversi correlati a consumo energetico, prestazioni in diversi casi d’uso e gruppi di destinatari. Questi orientano lo sviluppo dei chip e le aree di attenzione dei prodotti.
Le dinamiche e le caratteristiche dell’ambiente di utilizzo hanno impatto sulla precisione dei dati e sulle prestazioni. Di seguito sono elencati alcuni fattori che influiscono sugli sport comuni:
Passeggiata
Quando cammini il tuo corpo può bloccare il segnale GNSS e anche la costante oscillazione delle braccia crea problemi per le prestazioni del sistema GNSS. In generale, lo sportwatch si trova in una condizione di ricezione del segnale scarsa e può restituire dati imprecisi. I cambiamenti di direzione hanno un impatto elevato sulla precisione.
Corsa
Quando corri il tuo corpo può bloccare il segnale GNSS e anche la costante oscillazione delle braccia crea problemi per le prestazioni del sistema GNSS. In generale, lo sportwatch si trova in una condizione di ricezione del segnale media.
Ciclismo
In bici, il tuo corpo blocca spesso il segnale GNSS verso lo sportwatch quando ti sporgi in avanti per pedalare. In generale, il dispositivo si trova in una condizione di ricezione del segnale da media a buona con uno sportwatch rivolto verso l’alto. Se indossato sul braccio o sul manubrio, il dispositivo è fermo e questo riduce al minimo la dinamica, consentendo una maggiore precisione dei dati.
Nuoto
Nuotando, non vi sono ostacoli corporei. In generale, lo sportwatch si trova in una condizione di ricezione del segnale da scarsa a buona. Il costante movimento delle braccia e il fatto che quando è sottacqua lo sportwatch non riceve del tutto il segnale causano problemi di prestazioni del sistema GNSS. Anche lo stile di nuoto influisce sulla precisione del sistema GNSS (stile, oscillazione delle braccia). In una situazione ottimale, lo sportwatch resta in superficie per più di un secondo per poter acquisire il segnale.
Canyon urbani
Ad esempio, una strada circondata da alti edifici su entrambi i lati a formare un ambiente simile a un canyon, noto appunto come canyon urbano.
Nei canyon urbani il dispositivo è soggetto a propagazione multipercorso, un fenomeno di propagazione che produce segnali radio che raggiungono l’antenna di ricezione attraverso due o più percorsi a causa della riflessione. La propagazione multipercorso può causare letture erronee del sistema GNSS.
La costellazione satellitare visibile cambia molto durante gli spostamenti in un canyon urbano, causando problemi per il sistema GNSS.
Boschi
Durante l’allenamento in aree boschive l’attenuazione del segnale (riduzione dell’intensità del segnale durante la trasmissione) intralcia le prestazioni del sistema GNSS.
Nuoto in acque libere
Il nuoto in acque libere causa problemi di visibilità del segnale. Il tempo per acquisire il segnale è limitato, in quanto il polso resta in superficie per pochi istanti e inoltre l’acqua causa la riflessione del segnale. Il nuoto in acque libere costituisce l’ambiente più difficile per un dispositivo indossabile con GNSS come i dispositivi Polar.
Gli algoritmi software vengono usati per migliorare le prestazioni. Il software integra ogni aspetto e si adatta a:
Ambiente di utilizzo
- Oscillazione delle braccia
- Ostacoli corporei
- Ambiente dinamicamente variabile
- Allenamenti con ripetute
Condizioni di utilizzo
- Ambiente multipercorso
- Ambiente con livello di segnale basso
- Sottopassaggi
Gli algoritmi vengono sviluppati sia dal fornitore dei chipset per i ricevitori GNSS sia dalle aziende produttrici di dispositivi indossabili.
GNSS e sportwatch Polar
Negli sportwatch Polar il sistema GNSS viene utilizzato per tenere traccia di velocità, distanza e posizione. I valori di velocità e distanza vengono usati dai parametri di molte funzionalità Polar (come il Running Index). Se la navigazione satellitare non viene usata durante una sessione di allenamento, la velocità e la distanza possono essere misurate dai movimenti del polso tramite un accelerometro integrato. Per altre informazioni, vedi Velocità e distanza dal polso con calibrazione GPS e Cosa influisce sulla precisione di misurazione di velocità e distanza dal polso?.
Per i dettagli sulla precisione dei sistemi GNSS e GPS dello sportwatch Polar, vedi la sezione Informazioni tecniche nel manuale d’uso.
Localizzazione negli sportwatch Polar
Il rilevamento satellitare richiede quattro o più satelliti. Dopo il rilevamento, il numero di satelliti aumenta man mano che ne vengono trovati altri. Il numero massimo possibile di satelliti è 12. Questo numero è più facile da raggiungere quando si usa il sistema A-GPS. Al termine del rilevamento satellitare e all’inizio della sessione di allenamento, lo sportwatch tenta di aggiungere altri satelliti al calcolo in tempo reale.
Alcuni sportwatch Polar includono un barometro (sensore di pressione) per fornire dati di altitudine accurati. L’altitudine iniziale viene calibrata con i dati GNSS. Negli sportwatch Polar privi di barometro (ma con GNSS integrato), l’altitudine è basata solo sui dati GNSS. I dati di altitudine basati su GNSS possono talvolta essere imprecisi. Il calcolo dell’altitudine richiede 6 o più satelliti e i dati di altitudine non vengono considerati quando viene misurata la distanza.
Puoi scegliere il sistema di navigazione satellitare da usare sul tuo sportwatch oltre al GPS. L’impostazione è disponibile nello sportwatch in Impostazioni generali > Posizione satelliti.Puoi selezionare GPS+GLONASS, GPS+Galileo o GPS+QZSS.L’impostazione predefinita è GPS+GLONASS. Queste opzioni ti permettono di provare diversi sistemi di navigazione satellitare per scoprire se offrono prestazioni migliori nelle aree in cui forniscono copertura.
Polar Grit X2 Pro/Ignite 3/Vantage M3/Vantage V3 usa i sistemi GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou e QZSS simultaneamente per garantire la massima precisione in tutto il mondo. Per impostazione predefinita, lo sportwatch usa inoltre la modalità GPS a doppia frequenza per una precisione di geolocalizzazione ottimizzata, soprattutto in condizioni d’uso difficili. Per maggiori informazioni, consultare Localizzazione in Polar Grit X2 Pro/Ignite 3/Vantage M3/Vantage V3.
GLONASS è un sistema di navigazione satellitare internazionale russo. Si tratta del sistema predefinito, in quanto la visibilità e l’affidabilità del satellite internazionale sono le migliori dei tre sistemi e in generale è quello che consigliamo di utilizzare.
Galileo è un sistema di navigazione satellitare internazionale creato dall’Unione Europea.
QZSS è un sistema regionale di trasferimento dati in tempo reale a quattro satelliti, nonché un sistema di aumento dell’accuratezza basato su satellite, sviluppato per migliorare i sistemi GPS nelle regioni dell’Asia/Oceania e concentrato sul territorio del Giappone.
A-GPS – GPS assistito (stime delle effemeridi)
Il sistema A-GPS stima le posizioni dei satelliti e delle rispettive orbite, eliminando la maggior parte dei calcoli di posizione e di conseguenza accelerando i tempi di rilevamento. Una volta al giorno sullo sportwatch vengono scaricati 14 giorni di dati sulle stime relative ai satelliti tramite l’app Polar Flow, quando lo sportwatch è connesso al dispositivo mobile o quando lo sincronizzi tramite FlowSync.
Il sistema A-GPS deve sempre essere usato, in quanto consente tempi di rilevamento più veloci. Più difficoltose sono le condizioni, più importanti ed evidenti risultano i vantaggi del sistema A-GPS. Consente anche una precisione complessiva maggiore per percorsi, velocità e distanza attraverso una migliore selezione dinamica dei satelliti durante le sessioni di allenamento. Questa differenza è evidente anche in condizioni difficoltose.
Limiti del sistema A-GPS
Il sistema A-GPS deve identificare la tua posizione approssimativa e, di conseguenza, se la posizione di allenamento cambia di oltre 100 chilometri/60 miglia dall’ultima sessione, l’acquisizione del primo rilevamento richiede leggermente più tempo.