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Note sul sistema GPS Global Positioning System

a cura di Roger Stewart - Mobit srl



Il GPS sta rapidamente entrando nel linguaggio e nella vita di molti. Presentiamo qui una breve illustrazione della sua struttura e dei suoi principi di funzionamento. La natura del sistema é molto complessa... ci permettiamo alcune piccole imprecisioni al fine di rendere la spiegazione più chiara e accessibile.


Cos'è il GPS?

GPS é l'abbreviazione di Global Positioning System (Sistema Globale di Rilevamento della Posizione). Si tratta un un sistema mediante cui un idoneo apparato é in grado di rilevare le proprie coordinate geografiche in qualunque punto della terra esso si trovi. I principi su cui si basa il GPS sono in realtà piuttosto semplici, anche se il sistema stesso fa uso di tecnologie estremamente avanzate. Il sistema é costituito da 1) una sezione orbitante (un gruppo di satelliti in orbita terrestre), 2) una sezione terrestre (un idoneo apparato costituito da antenna e ricevitore), oltre alla 3) sezione di controllo (le parti preposte al mantenimento del perfetto funzionamento del sistema).  Il sistema è di proprietà del dipartimento di difesa degli Stati Uniti d'America.


Quali dati fornisce il sistema GPS?

Il GPS può fornire istantaneamente la posizione del ricevitore (latitudine, longitudine e altitudine) oltre all'ora esatta, con elevata precisione. Come prodotto derivato da tali dati primari, vengono disponibili anche direzione e velocità di marcia. Oltre a questi dati, un ricevitore é in grado di accedere ad alcune informazioni ausiliarie relative al sistema GPS (numero, posizione e stato dei satelliti in funzione ecc.). La sezione orbitante é costituita da 24 satelliti operativi, più tre satelliti di scorta. Le loro orbite sono circolari e sono disposte in modo che sempre ed ovunque sulla superficie terrestre almeno sei di essi siano teoricamente visibili, salvo ostacoli naturali (montagne) e artificiali (muri ed edifici). I satelliti sono posizionati su sei piani orbitali a circa 20200 chilometri dalla superficie terrestre. Ogni satellite compie un'orbita in 12 ore.


Su quale principio si basa il Sistema GPS?

Il GPS si basa sulla misurazione delle distanze dai satelliti GPS. Questo significa che calcoliamo la nostra posizione sulla terra misurando la nostra distanza da un gruppo di satelliti nello spazio. I satelliti fungono da punti di riferimento.

Potreste chiedervi: "Come misurare la distanza dai satelliti?" Oppure: "Come conoscere dove si trovano i satelliti?". Per il momento ignoriamo questi due quesiti, per quanto fondamentali. Diamo per ora per scontato di poter misurare esattamente dove un satellite si trova nello spazio ed esattamente quanto é distante da noi.

Il concetto base del GPS é semplice: supponiamo di esserci persi nello spazio e cerchiamo di sapere dove siamo. Se sappiamo di essere ad una certa distanza dal satellite A, per esempio 11000 chilometri, già questo dato approssima molto dove nell'universo ci troviamo. Ci indica che siamo sulla superficie di una sfera immaginaria con centro nel satellite e con raggio di 11000 chilometri.

Se, poi, sappiamo anche di essere a 12000 chilometri da un altro satellite, il satellite B, questo approssima ulteriormente la nostra posizione. Questo perché gli unici punti nell' universo dove ci possiamo trovarci contemporaneamente a 11000 chilometri dal satellite A e a 12000 chilometri dal satellite B si trovano su una circonferenza dove queste due sfere si intersecano - la loro intersezione geometrica.

Se misuriamo la nostra distanza da un terzo satellite possiamo sapere con precisione dove siamo, perché se allo stesso tempo sappiamo di distare 13000 chilometri dal satellite C, ci sono solo due punti nello spazio dove questo può essere vero. Questi due punti sono quelli dove la sfera di 13000 chilometri di raggio interseca la circonferenza che é definita da l'intersezione della sfera da 11000 chilometri con quella da 12000 chilometri.

Come decidere quale dei due punti é l'effettiva posizione? Possiamo basarci sulla misurazione della nostra distanza da un quarto satellite, ma quasi sempre é facile scartare uno dei due punti per altri motivi. Nella pratica, quasi sempre uno dei due punti si trova lontano dalla superficie della terra o (sulla base di misurazioni in due istanti successivi) ha una velocità irrealisticamente alta. I ricevitori GPS utilizzano varie tecniche per distinguere i punti plausibili da quelli impossibili.

Se si é sicuri della propria altitudine, come nelle applicazioni marine (si è sicuri di essere a livello del mare!), si può eliminare una delle misurazioni. Una delle sfere per il calcolo può essere sostituita da una sfera avente il centro nel centro della terra e il raggio uguale al raggio terrestre più la propria altitudine.

Quindi, a rigor di teoria, la trigonometria ci dice che abbiamo bisogno di quattro distanze per poter definire in modo non ambiguo la nostra posizione. Ma in pratica é possibilissimo usarne tre, con un po' di intelligenza.

Il principio base del GPS é tutto qui. Il resto é puro dettaglio tecnico per agevolare e rendere più precisa la determinazione delle distanze. Avevamo dato per scontati alcuni elementi importanti: Come misurare la distanza dai satelliti? E come conoscere dove si trovano i satelliti? Ora possiamo affrontare questi argomenti e metterli in relazione con quanto visto fin qui.


Come misurare la distanza dai satelliti?

Poiché il GPS é basato sulla conoscenza della propria distanza dai satelliti nello spazio, abbiamo bisogno di un metodo per calcolare quanto distiamo da questi satelliti.

Tutti abbiamo imparato a scuola la formula per risolvere il seguente tipico problema: "Se un'automobile va a 60 km/h per due ore, quanta distanza avrà percorso?" Velocità (60 km/h) moltiplicato per il tempo di viaggio (2 ore) é uguale alla distanza (120 km).

Allo stesso modo il sistema GPS funziona cronometrando quanto tempo un segnale radio impiega a raggiungerci da un satellite e calcolando la distanza dal satellite stesso in funzione di quel tempo.

Le onde radio viaggiano alla velocità della luce: 300000 km al secondo. Quindi se possiamo sapere quando esattamente il satellite inizia ad inviare il suo messaggio radio e quando lo riceviamo, sapremo quanto impiega a raggiungerci. Basta moltiplicare quel tempo in secondi per 300000 km/sec e quella é la nostra distanza dal satellite. (Ricordiamo che tutto ciò di cui abbiamo bisogno sono le tre distanze da tre differenti satelliti e potremo calcolare la nostra posizione).

I nostri cronometri, chiaramente, devono avere una altissima risoluzione, poiché la luce viaggia molto velocemente. Infatti se il satellite fosse sulla nostra verticale il messaggio radio impiegherebbe circa 6/100 di secondo per raggiungerci. Un errore di solo un millesimo di secondo genererebbe un errore di moltissimi chilometri.


A questo punto, come possiamo sapere quando il segnale lascia il satellite?

Il trucco per misurare il tempo di viaggio del segnale radio é conoscere esattamente quando il segnale lascia il satellite. Si tratta di uno dei concetti su cui si basa il GPS: la sincronizzazione degli orologi dei satelliti e dei ricevitori e la generazione di particolari codici sia da parte dei satelliti che nei ricevitori. Satelliti e ricevitori, con i propri orologi interni perfettamente sincronizzati possono generare lo stesso codice esattamente allo stesso tempo. Vediamo come funziona e perché é importante, ricorrendo ad una analogia molto semplice: immaginate che voi ed un vostro amico siete agli estremi opposti di uno stadio di calcio. Supponete che esista un criterio per essere sicuri che entrambi iniziate a recitare l'alfabeto nello stesso istante; ed entrambi lo scandite ad alta voce (generate, cioè, un codice...).

Ciò che sentite entrambi alla vostra estremità del campo é la vostra voce che dice: "A...B...C..." e poi, un po' più tardi, sentite la voce del vostro amico che dice: "A... B... C..." e così via. Magari sarete già alla "C" nel momento in cui sentite la sua "A". Questo perché il suono della sua voce impiega un certo intervallo per attraversare lo stadio e raggiungervi.

Poiché iniziate entrambi a gridare (trasmettere il codice...) nello stesso istante (magari sincronizzando l'inizio con un cenno della mano), si può misurare il tempo che intercorre tra l'istante in cui voi gridate "A" e quando sentite il vostro amico dire "A". Questo é il tempo che impiega il suono per percorrere lo stadio. Poiché é nota le velocità del suono, é facile determinare la distanza che vi separa dal vostro amico. Il sistema GPS funziona allo stesso modo.

Il vantaggio di usare un insieme di codici, o nel caso della nostra analogia, una sequenza di lettere, é che si puó misurare l'intervallo in un qualsiasi momento. Non é necessario dover misurare tra quando si dice "A" e quando si sente l' amico dire "A". Lo si può fare tra qualsiasi coppia di lettere.


Codici pseudo-casuali

Il sistema GPS non usa certo l'alfabeto. Sia i satelliti che i ricevitori in realtà generano un complicato insieme di codici digitali. I codici sono appositamente congegnati così da poter essere confrontati facilmente ed in modo non ambiguo e per altri motivi tecnici di cui parleremo in seguito. In poche parole i codici sono così complessi da apparire come una lunga stringa di impulsi casuali.

Ma non sono affatto casuali, bensì sequenze pseudo-casuali ripetute ogni millisecondo.


La Temporizzazione Precisa

Ma attenzione. Sappiamo che la luce viaggia a 300000 km al secondo. Se il satellite ed il nostro ricevitore sono fuori sincronia di solo 1/100 di secondo, la misurazione della distanza potrebbe essere fuori di 3000 km! Come possiamo sapere se sia il nostro ricevitore che il satellite stanno generando realmente i loro codici esattamente nello stesso istante?

Bene, una parte del sincronismo dell'orologio può essere facile da spiegare: i satelliti hanno orologi atomici a bordo. Sono estremamente precisi e costosi. Costano circa cento mila dollari l'uno ed ogni satellite ne ha quattro, per essere sicuri che uno funziona sempre.

Gli orologi atomici non funzionano con energia atomica. Vengono chiamati così perché usano le oscillazioni di un particolare atomo come loro "metronomo". É il più preciso e accurato riferimento temporale che l'uomo abbia mai sviluppato.

Questo é molto valido per i satelliti, ma per noi comuni mortali? Se dovessimo avere su ogni ricevitore GPS un orologio atomico da 210 milioni, solo lo yacht di Berlusconi potrebbe disporne.


Ci viene in aiuto la trigonometria.

Fortunatamente esiste un'alternativa a questi orologi sofisticati: una misurazione supplementare può compensare un sincronismo impreciso. (Ora é chiaro perché abbiamo detto che teoricamente bastano tre misurazioni).

La trigonometria ci dice che se tre misurazioni perfette definiscono un punto in uno spazio tridimensionale, allora quattro misurazioni imperfette possono eliminare qualsiasi errore di temporizzazione (fintanto che l'errore é costante).

Il tutto potrebbe sembrare un gran guazzabuglio tecnico, ma l'idea é veramente molto semplice. La spiegazione sarà molto più semplice se cerchiamo di capire il tutto con diagrammi, e questi diagrammi li consideriamo a sole due dimensioni. Sappiamo che il sistema GPS é a tre dimensioni, ma il principio che discuteremo é valido anche nel caso di bidimensionalità. Semplicemente non considereremo una misura.


Perché aggiungendo una misurazione si elimina l'errore dell'orologio

Ecco come funziona: supponiamo che l'orologio del ricevitore non sia perfetto quanto un orologio atomico. É come un orologio al quarzo ma non é perfettamente sincronizzato con il tempo universale. Supponiamo che il nostro orologio sia un po' lento, quindi se segna mezzogiorno, in realtà sono già le 12:00:01. Vediamo quindi cosa fare per i nostri calcoli.

In genere si parla nel caso dei satelliti di "range" in termini di miglia o chilometri, ma dal momento che stiamo parlando di tempo, il nostro "range" sarà in tali termini. Questo permette di evidenziare maggiormente l'errore che il nostro orologio determina sulla nostra posizione,

Bene, siamo a quattro secondi dal satellite A e sei secondi dal satellite B. In un sistema bidimensionale, questi due range sono sufficienti per definire un punto. Chiamiamolo "X". Quindi "X" rappresenta l'esatta posizione se tutti gli orologi funzionano perfettamente. Ma che cosa accade usando il ricevitore "imperfetto", che é più lento di un secondo? Diremo che la distanza dal satellite A é 5 secondi e dal satellite B 7 secondi. Questo fa sì che i due cerchi si intersechino in un punto differente: chiamiamolo "XX". Quindi XX é il punto indicato dal nostro ricevitore imperfetto. Ma questo ci appare come una risposta corretta, poiché non abbiamo modo di sapere che il nostro ricevitore é un po'  lento. Ma determinerebbe un errore di molti chilometri. Probabilmente ce ne accorgeremmo quando andiamo a sbattere contro gli scogli, ma i calcoli non ci avvertono.

É proprio a questo punto che il trucco della trigonometria ci può aiutare: aggiungiamo un'altra misurazione al calcolo. Nel nostro esempio bidimensionale, vuol dire un terzo satellite.

Consideriamo (se abbiamo orologi perfetti) che un satellite C sia a 8 secondi dalla nostra reale posizione. I tre cerchi si intersecano in X perché questi cerchi rappresentano il reale range dei tre satelliti.

Ora aggiungiamo un secondo allo scostamento e vediamo cosa succede. Mentre A e B si intersecano in XX, C é solo vicino a un punto. Così non esiste alcun punto che può essere realmente 5 secondi da A, sette secondi da B e nove secondi da C. Non esiste alcun modo che queste misurazioni si intersechino.

I computer nel nostro ricevitore GPS sono programmati in modo tale che quando effettuano una serie di misurazioni che non si possono intersecare in un singolo punto, si accorgono che c'é qualcosa di errato.

Quindi il computer inizia a sottrarre (o aggiungere) tempo, la stessa quantità di tempo dalle varie misurazioni. Vengono tarate le misurazioni fino a quando la tutti i range non vengono riportati ad un punto. Praticamente, così facendo, si accorge che sottraendo, per esempio,  un secondo da tutte e tre le misurazioni può far sì che i cerchi si intersechino in quel punto. E con ciò determina che il suo orologio interno é indietro di un secondo (e lo corregge). Così, aggiungendo una misurazione in più, possiamo eliminare qualsiasi errore dell'orologio che i nostri ricevitori possono avere.


Misurazioni tridimensionali precise richiedono 4 misurazioni

Nel sistema tridimensionale questo implica l'utilizzo di quattro misurazioni per cancellare qualsiasi errore. Questo é un numero molto importante da ricordare perché vuol dire che si può avere una posizione accurata fintanto che si hanno quattro satelliti intorno a noi, ricevibili.


Come conoscere dove si trovano i satelliti?

Il secondo elemento fondamentale che avevamo dato per scontato all'inizio era quello di conoscere dove si trovano i satelliti nello spazio, così da poter calcolare la nostra posizione da loro. Ma come possiamo sapere dove si trova qualcosa nello spazio a 18000 km? I 18000 km di altitudine sono un beneficio in questo caso. A quella altitudine, si trova ben al di sopra della atmosfera terrestre, dagli attriti contro l'aria, e l'effetto del vento. E quindi la sua orbita sarà precisamente definita dalle leggi fisiche e calcolabile con opportuni algoritmi. Così come la luna, che gira intorno alla Terra da milioni di anni senza cambiamenti significativi, i nostri satelliti GPS orbitano in modo molto prevedibile. I satelliti vengono posti in orbita con elevatissima precisione. E poiché non c'é nessun attrito atmosferico, i satelliti resteranno esattamente in questa orbita. Le orbite sono note in anticipo e, in genere, i ricevitori GPS sulla terra hanno un "almanacco" programmato nella memoria del loro computer, che dice loro dove ogni satellite sarà in ogni momento.


Monitoraggio continuo

Ora questo modello matematico delle orbite sarà piuttosto preciso, ma per rendere il sistema ancora più preciso, i satelliti GPS sono continuamente monitorati dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, l'ente che li gestisce. Questo perché i satelliti GPS non sono in un' orbita geostazionaria come i satelliti TV. Poiché girano intorno al pianeta una volta ogni dodici ore, i satelliti GPS passano sopra una delle stazioni di monitoraggio due volte al giorno. Questo permette di misurare precisamente la loro altitudine, posizione, e velocità. Le variazioni rilevate vengono dette errori di "effemeridi". Sono solitamente di minuscola entità e vengono causati da attriti gravitazionali da parte della Luna e del Sole o dalla pressione sul satellite della radiazione solare. Una volta misurata la posizione del satellite, la stazione di monitoraggio trasmette tali informazioni di scostamento al satellite stesso, che da quel momento trasmetterà queste minime correzioni insieme con le sue informazioni di temporizzazione.

Questo é un importante fatto da ricordare: i satelliti GPS non solo trasmettono un codice pseudo-casuale ai fini della temporizzazione, ma trasmettono anche un messaggio di dati riguardante la loro esatta posizione orbitale e la salute del loro sistema. Tutti i validi ricevitori GPS usano queste informazioni, oltre all'informazione contenuta nei loro almanacchi interni, per stabilire in modo preciso la posizione dei satelliti.


Ritardi Ionosferici e Atmosferici

Abbiamo osservato che il sistema GPS incorpora un numero elevato di accorgimenti per renderlo più preciso possibile. Vengono impiegati orologi atomici sui satelliti e viene effettuata una misurazione supplementare per eliminare qualsiasi errore che gli orologi del ricevitore possano avere. I satelliti ci inviano dati aggiornati relativi agli scostamenti delle loro posizioni orbitali. Ma sebbene il sistema sembri perfetto, ci sono ulteriori errori, più difficili da eliminare.

Il più significativo di questi errori é determinato dalla ionosfera, uno strato di particelle cariche elettricamente poste a 130-190 km dalla terra. Queste particelle influenzano la velocità della luce e quindi la velocità dei segnali radio del GPS. Ci si potrebbe sorprendere... ma la velocità della luce non é forse la più sacra di tutte le costanti universali?

La velocità della luce é solo una costante nel vuoto, il vuoto dello spazio profondo. Ma quando la luce (o il segnale radio) passa attraverso un mezzo più denso, come una banda di particelle cariche di spessore pari a centinaia di chilometri, rallenta un poco. E questo rallentamento sballa i calcoli della nostra distanza perché tali calcoli utilizzano come costante la velocità della luce.

Torniamo a quel problemino: quanta strada percorre un'auto se viaggia a 60 km/h per 2 ore? Immaginiamo quanto può essere complicata la risposta se, lungo la strada, il guidatore si ferma all'Autogrill senza dircelo. Questo é ciò che fa la luce. Rallenta e riaccelera a seconda del mezzo che incontra.

Possiamo considerare due modi per minimizzare l'errore causato da questa variazione. Dapprima possiamo ipotizzare una variazione tipica della velocità in un giorno medio, sotto condizioni medie di ionosfera, e quindi applicare quel fattore di correzione a tutte le nostre misurazioni. Ciò aiuta, ma sfortunatamente ogni giorno non é un giorno medio.

Un altro modo per misurare la variazione nella velocità del nostro segnale é considerare le velocità relative di due differenti segnali: quando la luce viaggia attraverso la ionosfera rallenta in misura inversamente proporzionale alla sua frequenza.

Così se confrontiamo i tempi di arrivo delle due parti differenti del segnale GPS, due parti che hanno frequenze differenti, possiamo conoscere l'entità del rallentamento dovuto alla ionosfera. Questo tipo di correzione di errore é molto sofisticato e viene impiegato solo sui più avanzati ricevitori GPS a doppia frequenza. Con questo metodo può essere eliminata la maggior parte dell'errore dovuta all'ionosfera.

Dopo che i segnali GPS passano attraverso la ionosfera entrano nell'atmosfera. Sfortunatamente anche il vapore acqueo nell'atmosfera può influire sui segnali. Gli errori sono simili a quelli causati dalla ionosfera, ma questo tipo di errore é impossibile da correggere. Per fortuna il suo effetto sui calcoli della nostra posizione é piuttosto piccolo.


Altri tipi di errore

I ritardi di propagazione dovuti a ionosfera e atmosfera sono solo un tipo di errore che si infiltra nelle nostre misurazioni.

Sebbene molto precisi, anche gli orologi atomici sui satelliti sono soggetti a piccole variazioni. Il sistema di monitoraggio del GPS verifica questi orologi e può correggerli quando ci sono piccole variazioni, ma anche così, piccole imprecisioni possono talvolta influenzare le nostre misurazioni.

Così come gli orologi atomici nei satelliti, i nostri ricevitori sulla terra possono talvolta sbagliare, a causa di approssimazioni numeriche interne o errate correlazioni di codici pseudocasuali, dovuti anche a scariche elettriche atmosferiche. Questi errori sono di solito molto piccoli o molto grandi. É facile evidenziare gli errori grandi, perché sono così ovvii, ma quelli piccoli sono complessi da individuare. Questi "errori del ricevitore" possono indurre errori di decine di metri nelle misurazioni.

Un altro tipo di errore che non può essere addebitato a satelliti o ricevitori é il "multipath error". Si verifica quando i segnali trasmessi dai satelliti rimbalzano su ostacoli naturali o artificiali prima di giungere al ricevitore. Il risultato é che il segnale non arriva direttamente al ricevitore nei tempi previsti. É lo stesso effetto che causa le "ombre" nella ricezione televisiva. I ricevitori moderni usano avanzate tecniche di elaborazione dei segnali e speciali antenne per minimizzare questo problema, ma in diversi casi può contribuire alla incertezza delle misurazioni GPS.  Spesso, se il ricevitore è in grado di ricevere cinque o sei satelliti contemporaneamente, è in grado di individuare un segnale che non quadra con gli altri (per effetto del rimbalzo) e di scartarlo per i calcoli.


Gli errori determinano incertezza

Tutte le cause di errore discusse sommate tutte insieme danno ad ogni misurazione del GPS una piccola incertezza. Questo vuol dire che anziché poter dire che qualcosa é a 100 metri da noi si deve dire che é a 100 metri più o meno un metro. Un altro modo per descriverlo é: un righello che non termina di netto ma in fondo é di gommapiuma.

In pratica, il GPS può indicare la posizione con un errore intorno ai 20 metri - o meglio con un ottimo ricevitore.

Per avere la migliore precisione possibile, un buon ricevitore GPS tiene in considerazione e rende disponibile all'utente il risultato di un principio della geometria detto "Diluizione Geometrica della Precisione".

Le misurazioni GPS possono essere migliori o peggiori a seconda dei satelliti usati per effettuare le misurazioni della posizione.

Non che un satellite sia migliore di un altro. É che, a seconda dell'angolazione tra loro nel cielo, la geometria può accentuare o diminuire tutte le incertezze di cui abbiamo parlato sopra. É un po' come nel biliardo, la scelta del tiro. Un buon giocatore sa che certe angolazioni mantengono meglio la precisione del tiro, mentre altre angolazioni amplificano gli errori dell'impatto iniziale della stecca con la palla.

Siccome abbiamo visto che ogni misurazione ha una certa incertezza, dovremmo rappresentare la distanza dal satellite come una circonferenza approssimata. Come un righello col fondo in gommapiuma, possiamo dire che la nostra distanza da ciascun satellite é circa 18000 km più o meno qualche metro, determinando una area di incertezza. Le circonferenze approssimative delle distanze da ciascun satellite si intersecano, ma non danno luogo ad un punto di intersezione, ma a una area di intersezione (o meglio una qualche forma tridimensionale di intersezione). O, in altre parole, le incertezze significano che non possiamo dire di essere esattamente in un singolo punto, possiamo solo dire di essere da qualche parte in quello spazio.

Ma la grandezza di quello spazio di intersezione dipende dall'angolo tra i satelliti. A seconda dell'angolo tra le linee che ci congiungono ai satelliti che usiamo per il rilevamento della nostra posizione tale spazio potrebbe essere grande o piccolo, stretto e relativamente piccolo o allungato e piuttosto grande. In breve, più é ampio l'angolo, più é precisa la misurazione. Se, per esempio, lo spazio determinato é allungato e sostanzialmente "verticale" rispetto alla superficie terrestre, e sappiamo di "avere i piedi sulla terra", il riferimento diventa piuttosto preciso - una specie di elisse proiettato sul terreno dove ci troviamo.

Un buon ricevitore, come il Roamer, per esempio, riceve 12 canali contemporaneamente e fa uso di algoritmi che analizzano le relative posizioni di tutti i satelliti disponibili scegliendo i quattro migliori candidati, quelli meglio posizionati per ridurre la dimensione dello spazio di incertezza.

Cos'è il Selective Availability? (o meglio, cos'era?).  Il GPS è stato concepito per uso militare delle forze armate USA.  Ma nelle intenzioni, il governo USA non voleva dare anche ai nemici la possibilità di localizzazione con elevata precisione.  Per questo motivo, il segnale è stato diviso in due parti, la parte militare (precisa ma criptata) e la parte civile (imprecisa ma "in chiaro").  Il segnale civile, infatti, veniva artificialmente manipolato, introducendo un'incertezza, un movimento casuale e imprevedibile di alcune decine di metri.  Dal primo maggio 2000 quella manipolazione è stata rimossa.

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