Quali sono gli Smartphone con il miglior GPS ?

Quando si acquista uno smartphone quasi nessuno pensa alla tecnologia satellitare che è inclusa nelle sue specifiche. Si pensa alla marca, alla fotocamera, alla grandezza dello smartphone, alla durata della batteria, alla velocità del processore ecc. In questo articolo vediamo come si è evoluta la tecnologia satellitare negli smartphone e come trovare uno smartphone con gps preciso.

In realtà i dati forniti dal sistema GPS dello smartphone sono utili in molte situazioni a volte fondamentali per la vita moderna. Oltre alla navigazione, la tecnologia satellitare negli smartphone può essere utilizzata per una vasta gamma di applicazioni, tra cui fitness, geotagging delle foto, monitoraggio della posizione dei familiari, localizzazione dei servizi di emergenza e molto altro. Conoscere la posizione corretta e precisa di persone e luoghi può talvolta essere una questione importante, senza esagerazione.

Molto spesso i dati di posizionamento forniti non sono sempre precisi e le prestazioni fornite possono variare molto a seconda dello smartphone utilizzato. Si passa dalla precisione di circa un metro fino a molte decine di metri di errore. Cerchiamo di capire cosa fa la differenza e quali sono gli smartphone migliori sotto questo aspetto.

Cosa è il GPS

La tecnologia GPS (Global Positioning System) è una tecnologia di posizionamento satellitare che consente agli smartphone di determinare la posizione geografica dell’utente. La maggior parte degli smartphone moderni è dotata di un ricevitore GPS integrato (antenna + chip di gestione dati), che consente all’utente di utilizzare funzioni di navigazione, come ad esempio indicazioni stradali, mappe e localizzazione dei servizi. Il GPS funziona mediante l’invio di segnali radio dai satelliti GPS orbitanti alla Terra. Questi segnali vengono ricevuti dall’antenna GPS dell’apparecchio e interpretati per determinare la posizione dell’utente. Il processo di determinazione della posizione può richiedere da diversi secondi a pochi secondi, in base alla qualità del segnale e alla presenza di ostacoli come edifici, alberi o cielo perturbato e in base alla tecnologia di ricezione satellitare utilizzata che vedremo in seguito.

Evoluzione della tecnologia GPS sugli Smartphone

Come per ogni altro aspetto degli smartphone (fotocamera, processore, batteria, ecc.) anche il ricevitore GPS ha seguito, forse in maggior silenzio rispetto altre caratteristiche, una sua evoluzione importante.

L’introduzione del GPS negli smartphone risale al 2007, con la presentazione dell’ iPhone di Apple. Da allora, il GPS è diventato una caratteristica comune sugli smartphone .

I primi smartphone erano dotati di GPS (Global Positioning System), un sistema di navigazione satellitare sviluppato dagli Stati Uniti. I primi ricevitori integrati avevano un’accuratezza dichiarata di 5 metri, e potevano agganciare una singola frequenza esclusivamente da satelliti GPS (sistema di satelliti americani). In realtà l’errore di 5 metri poteva arrivare a valori ben più alti in presenza di alberi, edifici e cielo nuvoloso. Da allora, la tecnologia di navigazione satellitare è progredita, con l’introduzione di nuovi sistemi come GLONASS, BeiDou e Galileo. Vediamo in dettaglio come si sono ampliati i sistemi satellitari.

1. GPS – Il pioniere della navigazione satellitare, GPS è stato il primo sistema di navigazione satellitare americano a diventare ampiamente disponibile per uso civile. Con un sistema di 24 satelliti in orbita, il GPS fornisce informazioni sulla posizione e il tempo a livello globale, con un’accuratezza di circa 5 metri.
2. GLONASS – L’alternativa russa GLONASS (Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) è il sistema di navigazione satellitare sviluppato dalla Russia come alternativa al GPS. Con un totale di 24 satelliti in orbita, GLONASS offre un’accuratezza simile a quella del GPS.
3. BeiDou – è il sistema di navigazione satellitare cinese (inizialmente chiamato COMPASS); è stato sviluppato per ridurre la dipendenza della Cina dai sistemi di navigazione stranieri. Attualmente, BeiDou dispone di oltre 35 satelliti e offre un’accuratezza di posizionamento di circa 10 metri a livello globale.
4. Galileo – l’ambizioso progetto europeo Galileo è il sistema di navigazione satellitare sviluppato dall’Unione Europea e dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) per ridurre la dipendenza dall’infrastruttura GPS degli Stati Uniti. Galileo ha raggiunto la piena operatività iniziale nel 2016. Offre un’accuratezza di posizionamento di circa 1 metro per gli utenti civili e fino a pochi centimetri per gli utenti autorizzati. Il sistema Galileo è composto da 30 satelliti e punta a migliorare l’affidabilità, l’accuratezza e la resilienza dei servizi di navigazione satellitare.
   Agenzia Spaziale Europea (ESA)
5. QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) : Sistema di navigazione satellitare sviluppato dal Giappone e gestito dalla JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency). Costituito da 4 satelliti in orbita inclinata altamente ellittica. Fornisce servizi di posizionamento e timing come supporto al GPS. Opera nelle bande L1, L2, L5 e L6. Offre una precisione di posizionamento fino a 1-2 metri. Pienamente operativo dal 2018, fornisce copertura regionale per Giappone, Australia e Asia orientale.
6. NavIC (Navigation with Indian Constellation) : Sistema di navigazione satellitare sviluppato dall’India e gestito dall’ISRO (Indian Space Research Organisation). Costituito da una costellazione di 7 satelliti in orbita geosincrona. Fornisce servizi di posizionamento e timing per l’India e regioni circostanti, opera nelle bande L5 e S. Offre una precisione di posizionamento fino a 5 metri. Pienamente operativo dal 2018. Fornisce copertura regionale per India, Oceano Indiano e regione Asia-Pacifico anche se è prevista copertura globale entro il 2025.

A mano a mano che questi nuovi sistemi di navigazione satellitare sono diventati operativi, i produttori di smartphone hanno iniziato ad integrarli nei loro prodotti. Questo ha permesso di sfruttare i vantaggi combinati di più sistemi, migliorando l’affidabilità e l’accuratezza della navigazione. Oggi, molti smartphone e dispositivi di navigazione supportano contemporaneamente GPS, GLONASS, BeiDou e Galileo.

Frequenze satellitari

Le frequenze satellitari utilizzate dai sistemi di navigazione globale variano a seconda del sistema GNSS specifico. Per il GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou, le frequenze più comuni sono:

• GPS (Global Positioning System) – Stati Uniti:
  • L1: 1575.42 MHz (Portante L1)
  • L2: 1227.60 MHz (Portante L2)
  • L5: 1176.45 MHz (Portante L5)
• GLONASS (Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) – Russia:
  • L1: 1602 MHz + n × 0.5625 MHz (Portante L1)
  • L2: 1246 MHz + n × 0.4375 MHz (Portante L2)
  • L3: 1202.025 MHz (Portante L3)
• Galileo – Europa:
  • E1: 1575.42 MHz (Portante E1)
  • E5a: 1176.45 MHz (Portante E5a)
  • E5b: 1207.14 MHz (Portante E5b)
  • E6: 1278.75 MHz (Portante E6)
• BeiDou – Cina:
  • B1: 1561.098 MHz (Portante B1)
  • B2: 1207.14 MHz (Portante B2)
  • B3: 1268.52 MHz (Portante B3)
• QZSS – Giappone:
  • L1: 1575.42 MHz (Portante L1)
  • L2: 1227.60 MHz (Portante L2)
  • L5: 1176.45 MHz (Portante L5)
  • L6: 1278.75 MHz (Portante L6)
• NavIC – Cina:
  • L5: 1176.45 MHz (Portante L5)
  • S: 2492 – 2542 MHz

I segnali nella banda L5/L6, come GPS L5 e GAL E5 o QZSS L5/L6 , hanno un’elevata frequenza e sono meno inclini agli errori di percorso rispetto per esempio L1.
Come puoi notare le frequenze Galileo E1 e E5a corrispondono alle frequenze L1 e L5 del sistema GPS americano, mentre la E5b corrisponde alla banda B2 di BeiDou , infine E6 corrisponde alla L6 ad alta frequenza usata da QZSS .

Smartphone con gps preciso : Tecnologie di ricezione

La prima tecnologia utilizzata era il GPS a singola frequenza, che offriva un’accuratezza di posizionamento di circa 5/10 metri nella maggior parte delle condizioni. Il tempo necessario per ottenere una posizione iniziale (chiamato “fix”) con il GPS poteva variare da pochi secondi a diversi minuti, a seconda delle condizioni e della visibilità dei satelliti.

multi-GNSS

Accuratezza e fix del segnale sono migliorati con la nuova multi-GNSS. Il termine GNSS, ovvero Global Navigation Satellite System, fa riferimento a tutti i sistemi di navigazione satellitare, tra cui GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou. Con il multi-GNSS gli smartphone, e i dispositivi satellitare in generale, sono in grado di ricevere segnali da più sistemi satellitari contemporaneamente.

Vantaggi del supporto multi-GNSS:

• Precisione: Il supporto multi-GNSS può migliorare l’accuratezza del posizionamento rispetto al GPS singolo, riduce gli errori e offre una posizione più affidabile.
• Copertura: Il multi-GNSS fornisce una copertura globale migliorata, in quanto utilizza più satelliti da diversi sistemi di navigazione. Migliore copertura in aree difficili e maggiore resilienza in caso di problemi con un singolo sistema.
• Tempi di correzione e fix: Il multi-GNSS consente tempi di acquisizione (fix) e correzione più rapidi rispetto al GPS, poiché ha accesso a un numero maggiore di satelliti.

multi-GNSS a doppia frequenza

Il multi-GNSS a doppia frequenza è una tecnologia che consente ai dispositivi satellitari di ricevere segnali multi-GNSS su due frequenze diverse. Gli smartphone che supportano la doppia frequenza GNSS sono in grado di ricevere segnali da due diverse frequenze satellitari contemporaneamente, come ad esempio L1 e L5 per il GPS o E1 e E5a per Galileo. Questa capacità di utilizzare due frequenze diverse offre una maggiore precisione nella determinazione della posizione e riduce gli errori dovuti all’interferenza atmosferica e altri fattori che influenzano la propagazione del segnale.

RTX

Dalla collaborazione tra la società Trimble e Qualcomm Technologies è nata la tecnologia RTX GNSS disponibile con i processori Snapdragon 8 Gen 1 e superiori.
RTX GNSS è una tecnologia di correzione satellitare che utilizza reti di stazioni di riferimento terrestri e satelliti per migliorare la precisione del posizionamento satellitare multi-GNSS . La tecnologia RTX GNSS di Trimble utilizza una combinazione di tecniche di correzione, comprese le correzioni basate su stazioni di riferimento terrestri (RTK) e le correzioni basate su satelliti (SRS). Le correzioni RTK vengono calcolate utilizzando dati di riferimento provenienti da stazioni di riferimento terrestri collocate in modo strategico e distribuite su un’ampia area geografica. Queste correzioni vengono quindi trasmesse al ricevitore RTX GNSS su un dispositivo mobile, che utilizza le correzioni per migliorare la precisione del posizionamento satellitare. L’utilizzo di queste correzioni RTK e SRS consente di migliorare notevolmente la precisione del posizionamento satellitare, anche in ambienti difficili come zone urbane che solitamente possono bloccare i segnali satellitari. Con l’integrazione della tecnologia RTX GNSS in Snapdragon 8, i dispositivi mobili Android potranno sfruttare questa tecnologia per ottenere una posizione più precisa e affidabile.

A-GPS

E’ una tecnologia molto comune in tutti gli smartphone, anche di fascia bassa, che consente di utilizzare le informazioni sulla posizione delle stazioni di base delle reti cellulari per accelerare il tempo di acquisizione del segnale satellitare e migliorare la precisione del posizionamento satellitare. La tecnologia A-GPS riduce il tempo necessario per acquisire un segnale satellitare, il che può ridurre il consumo di energia del dispositivo; inoltre può migliorare la ricezione del segnale GPS anche in ambienti al chiuso, dove il segnale satellitare può essere debole o assente. In zone remote o in paesi con infrastrutture di comunicazione limitate, l’A-GPS potrebbe non funzionare correttamente a causa della mancanza di copertura della rete di assistenza, quindi non è la soluzione migliore per esempio per chi pratica trekking in zone di montagna con scarso segnale delle reti cellulari.

Smartphone con gps preciso : migliori tecnologie al momento

Da quanto avrete intuito, ad oggi, le migliori tecnologie di ricezione satellitare sono la Multi-GNSS a doppia frequenza (come già indicato L1 e L5 per il GPS o E1 e E5a per Galileo) con la RTX GNSS (quest’ultima disponibile solo negli smarphone Android con Snapdragon 8 Gen 1), con notevoli vantaggi di precisione rispetto i dispositivi che usano solo le bande L1/E1 senza la Multi-GNSS. Queste tecnologie sono già presenti in molti smartphone di fascia medio/alta. Se cercate una soluzione affidabile su uno smartphone di fascia bassa, lo smartphone dovrà avere almeno il multi-GNNS con il sistema satellitare Galileo incluso. Stesso discorso può essere applicato se acquisterete altro genere di dispositivi come gli smartwatch da fitness.

Attenzione: non tutti gli smartphone che hanno queste caratteristiche garantiscono un’ottima accuratezza di ricezione satellitare, in quanto possono entrare in gioco altri parametri come la sensibilità dell’antenna satellitare utilizzata e il modo in cui è stata posizionata sullo smartphone. Per esempio, secondo un test trovato su Medium.com, il Galaxy Note 10+ rientra tra gli smartphone ben realizzati sotto questo aspetto, e riesce ad avere un ottima accuratezza media di 1.8 metri.

Al termine di questo articolo troverete alcuni smartphone con queste caratteristiche, tra cui il Galaxy Note 10+.

Cosa aspettarsi dal futuro

Le tecnologie di navigazione satellitare continuano a evolversi, vediamo quali potrebbero essere le soluzioni di ricezione satellitare che potremo trovare sui futuri smartphone:

• Ricezione multi-GNSS a tre frequenze: la tecnologia “triple band” multi-GNSS è già utilizzata in applicazioni professionali come la topografia, la cartografia e l’agricoltura di precisione, che richiedono un’accuratezza di millimetri con una minima dipendenza dai dati di correzione. Tra non molto potremo avere questa tecnologia anche sugli smartphone.
• Integrazione con altri sistemi di navigazione terrestri: combinare le informazioni GNSS con dati provenienti da sensori inerziali e altre tecnologie di posizionamento terrestre potrà offrire una soluzione di navigazione ibrida più robusta e affidabile, specialmente in ambienti urbani complessi.
• Utilizzo di intelligenza artificiale: l’adozione di algoritmi avanzati per l’elaborazione dei dati GNSS potrà migliorare l’accuratezza e l’affidabilità del posizionamento, consentendo ai dispositivi di adattarsi in tempo reale a cambiamenti nell’ambiente di ricezione.
• Migliore integrazione dei sensori IMU dello smartphone ( Inertial Measurement Unit ) come accelerometri e giroscopi per migliorare la posizione rilevata in ambienti sfavorevoli al sistema GNNS (gallerie, sottopassaggi , ecc.) . Questa tecnologia è nota come INS, Inertial Navigation System. INS usa accelerometri e giroscopi per capire come ci si sta muovendo nello spazio.
• Integrazione del comparto fotografico dello smartphone per mappare l’ambiente circostante e allo stesso tempo localizzare/determinare la posizione della fotocamera stessa mentre ci si sposta. Questa tecnologia e nota come V-SLAM ( Visual Simultaneous Localization And Mapping ), permette di migliorare la posizione rilevata in ambienti sfavorevoli al sistema GNNS (gallerie, sottopassaggi , ecc.) .

Smartphone con gps preciso

Ecco la nostra lista di smartphone consigliati con le specifiche adatte ad avere una ottima ricezione satellitare. Le caratteristiche di ricezione satellitare sono incluse nel processore, per quanto riguarda Android per avere A-GPS, RTX, m-GNSS e la doppia frequenza devi assicurarti che lo smartphone abbia almeno lo Snapdragon 8 Gen1, senza RTX deve essere almeno un Snapdragon 870. Se sei un fan dei processori Mediatek cerca uno smartphone con almeno Mediatek Dimensity 9000 per avere A-GPS, RTX, m-GNSS e la doppia frequenza .

Smartphone con A-GPS, RTX, m-GNSS GLONASS, Beidou, GPS (L1+L5), BeiDou (B1), Galileo (E1+E5a), doppia frequenza L1/L5 e E1+E5a Galileo.

Smartphone senza RTX (quindi con processore antecedente il Snapdragon 8 Gen1) e m-GNSS GLONASS, Beidou, GPS (L1+L5), BeiDou (B1), Galileo (E1+E5a), doppia frequenza L1/L5 .

iPhone ad alta precisione satellitare

L’ iPhone non ha mai puntato ad avere un ottima ricezione satellitare. Considera che iPhone 14 Pro e iPhone 14 Pro Max sono stati i primi a offrire la ricezione satellitare a doppia frequenza (mentre iPhone 14 e iPhone 14 Plus hanno solo singola frequenza). Dalla versione Pro di iPhone 14 i telefoni possono ricevere i segnali GPS su due bande, offrendo una posizione di navigazione più veloce e precisa. Gli iPhone precedenti potevano solo tracciare i segnali GPS su una sola banda L1, che funziona su una frequenza più lenta ed è incline a distorsioni del segnale causate dall’atmosfera e da altri ostacoli.
Con iPhone 15 la situazione è invariata, solo sulle versioni PRO c’è la doppia frequenza L1/L5 e il supporto a GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, BeiDou e NavIC. Nelle specifiche iPhone di qualunque modello non è noto se m-GNSS e RTX siano supportati.

Come verificare le specifiche GPS del tuo smartphone

Vuoi sapere se il tuo smartphone lavora in doppia frequenza satellitare e a quali satelliti si aggancia?
Installa l’applicazione open source GPSTest disponibile su Google Play, quindi cerca i valori “L5” o “E5a” nella colonna “CF” (Carrier Frequency). Controlla che ci sia Galileo e qualche altro satellite (GPS, GLONASS, Beidu) tra i satelliti in ricezione.

Migliori Smartwatch per fitness con GNSS e doppia frequenza

Se state cercando invece i migliori Smartwatch da indossare per fitness con GNSS (Galileo incluso) e doppia frequenza L1/L5 e E1/E5, ecco i due migliori prodotti del momento. Sono orologi specifici per attività outdoor come running, trail running, trekking , nuoto, ecc .

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