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GPS: quando il chilometro è più lungo

Da quando ho ripreso a correre dopo l’infortunio, sto registrando tutti gli allenamenti con il nuovo Garmin Forerunner 645, affiancandolo al “vecchio” Forerunner 935. E con un po’ di sorpresa ho notato che la corrispondenza chilometrica è sempre stata lievemente in difetto rispetto al solito. Mi sono chiesto perché...

Cosa che capita quasi tutte le domeniche sui campi di gara, dove, dopo l’arrivo, si riescono a sentire i commenti più disparati. Da chi ritiene che un modello di GPS sia migliore di un altro (e questo può sicuramente essere, ma va anche molto a gusti), a chi pensa che gli organizzatori si divertano ad aggiungere metri in più ai tracciati di gara (per di più certificati dalla FIDAL). In realtà le cose sono un po’ più complicate, ma allo stesso tempo più semplici di così. 

Constatato di persona, avendo preso parte alla misurazione del percorso di diverse manifestazioni italiane su varie distanze, che la certificazione della Federazione effettuata con la rotella metrica è precisa al centimetro (pur dovendo sempre considerare diversi fattori come umidità dell'aria, tipologia di terreno, temperatura, etc.) perchè in molti casi si discosta invece da quella effettuata in gara con il GPS? Per avere una risposta corretta e una spiegazione autorevole e precisa, ho chiesto direttamente al Product Manager Marketing Fitness di Garmin Italia, Matteo Bortesi, ex velocista e appassionato praticante di ciclismo su strada, qualche delucidazione.

I sistemi di rilevazione satellitare

l sistema GPS (Global Positioning System, ossia sistema di posizionamento globale) nasce negli anni '70 grazie al Dipartimento di Difesa degli USA ed è diventato pienamente operativo negli anni '90. Inizialmente l'accuratezza del segnale civile rispetto a quello militare aveva introdotto degli “errori” intenzionali, dovuti alla strategia militare, consentendo una minor precisione di rilevazione. Ma a partire dal 2000 anche nell'uso civile la precisione è stata parificata. Parliamo di una tolleranza (non di errore, come precisa Matteo) di +/- 5 metri. Prendendo come riferimento la distanza di un chilometro, possiamo considerare una differenza di 10 metri, circa l’1%.
Oltre al sistema statunitense GPS sono in sviluppo anche altri sistemi satellitari, come quello russo, GLONASS (Global Navigation Satellite System) aperto all'uso civile nel 2007, o al più giovane GALILEO, proprietà dell'Unione Europea.

Ma come funzionano i sistemi di ricezione satellitare? Semplicemente il ricevitore che si trova all'interno del nostro sportwatch rileva contemporaneamente il segnale radio di 3 satelliti e la distanza della Terra da ognuno di essi. Grazie al tempo di percorrenza dei tre segnali, è in grado di calcolare il punto preciso in cui si trova. Un quarto satellite viene poi utilizzato per correggere un eventuale possibile errore. Più sistemi di ricezione (GPS, GLONASS, GALILEO) vengono utilizzati contemporaneamente, più si avrà copertura di segnale, più si avrà la certezza di avere un risultato preciso.

Quindi, se sia il sistema di misurazione metrico a rotella che il sistema di ricezione satellitare hanno una precisione dimostrata, perché capita spesso che il risultato finale non corrisponda perfettamente? Semplicemente perchè abbiamo considerato un'accuratezza ideale, che non potrà mai avere un'esatta corrispondenza di misurazione e rilevazione durante una gara. Sono diversi infatti i fattori che possono intervenire e scostare la rilevazione del segnale satellitare rispetto all'effettiva misurazione (considerando il fatto poi che anche la rotella metrica deve essere tarata nel modo corretto in base alle condizion ambientali). Vediamoli nello specifico.

1. Diversità di sportwatch

Ogni marchio (e anche modelli dello stesso marchio) ha una tecnologia differente. Tecnologie differenti danno risultati paragonabili ma diversi.

2. Diversità di registrazione

La ricezione del segnale può essere impostata ad ogni secondo o anche ad intervalli più dilatati. Più la registrazione è frequente, più dettagliata e precisa sarà la rilevazione.

3. Diversità di sistema satellitare

Il segnale può essere ricevuto da uno solo sistema (a scelta) o da più sistemi contempraneamente, che incidono sulla sua precisione di ricezione.

4. Diversità di posizionamento

Indossare uno sportwatch sul braccio destro o sinistro incide (soprattutto in curva) sulla distanza registrata, che è diversa da quella reale percorsa (centralmente rispetto al proprio corpo).

5. Ostacoli

Lungo il percorso si possono incontrare ostacoli artificiali o naturali che influiscono sulla ricezione del segnale satellitare. In città: centrali elettriche, caserme, celle GSM, palazzi, superfici riflettenti, vicoli, etc.. In natura (ad esempio in un trail): laghi, corsi d'acqua, boschi, orridi, vallate...

6. Il clima

Temperatura e clima sono fenomeni non controllabili che vannp ad incidere profondamente sia sul funzionamento dei GPS che sulla loro ricezione: umidità, freddo, caldo, pioggia, neve, sole, nuovole... tutti fattori che possono far variare la misurazione dello stesso percorso, fatto in momenti differenti.

7. Geolocalizzazione

Alcune zone del mondo sono più coperte dalla traiettoria dei satelliti rispetto ad altre, andando a influire sulla precisione di registrazione del segnale.

Questo per quanto riguarda solo la tecnologia dei vari GPS. Ma esistono anche altri fattori, relativi al comportamento di ogni runner, che fanno in modo che la registrazione satellitare possa scostarsi dalla misurazione a terra.

8. La traiettoria ideale

La misurazione ufficiale delle Federazioni di atletica leggera avviene seguendo la traiettoria ideale di percorrenza, ossia la distanza più breve per correre da un punto A ad un punto B (e che si vede spesso tracciata sulla strada nelle manifestazioni internazionali più importanti). Sono pochi gli atleti che la seguono scrupolosamente anche tra i top runners, ancora meno quelli che ci riescono tra i podisti amatori più lenti, costretti nella maggior parte dei casi a seguire traiettorie estremamente differenti per la confusione dovuta alla gara. C'è da considerare poi il fatto che in corsa spesso si slalomeggia per superare gli avversari più lenti, ci si avvicina ai bordi della strada per i ristori o battere un cinque al pubblico, si corre spesso nei tratti più liberi per essere meno stressati, senza considerare realmente quale sia la traiettoria più breve da compiere.

9. La velocità

Il segnale satellitare, nel migliore dei casi, viene registrato ad intervalli di 1 secondo. Vuol dire che da un determinato punto A viene tracciata una retta fino al punto B, non di lunghezza costante, ma corrispondente alla distanza percosa in quel secondo. Per cui un atleta più veloce (che in un secondo ricopre una distanza più lunga) avrà un numero di registrazioni minori rispetto ad un atleta più lento e avrà anche un margine di tolleranza, di errore, di scostamento minore, quindi probabilmente anche una distanza registrata inferiore.

10. Le curve

Sempre considerando la traiettoria, anche le curve vanno ad influire in maniera incisiva sulla reale percorrenza. Spezzettare la traiettoria curvilinea in tanti piccoli segmenti (come spiegato precedentemente), andrà ad aumentare la lunghezza registrata. Per assurdo, invece, tagliando la traiettoria ideale in curva (che solitamente viene misurata a mezzo metro dal punto più interno) si potrebbe andare ad accorciare la distanza registrata dal segnale satellitare ed a percorrere una strada più breve.

Un discorso a parte è necessario poi per l'utilizzo del GPS lungo la pista di atletica. La misurazione certificata del giro da 400 metri in pista, corrisponde alla traiettoria percorsa idealmente a metà delle due linee di demarcazione della prima corsia. Traiettoria praticamente impossibile da percorrere fedelmente durante una gara. Se consideriamo poi che duecento dei quattrocento metri totali del giro sono da correre in curva, è facilmente deducibile che difficilmente il segnale GPS potrà essere preciso quanto la misurazione effettiva. “Per questo – consiglia Matteo Bortesi – quando si corre in pista e si vuole registrare la propria prestazione, sarebbe meglio utilizzare un footpod tarato correttamente piuttosto che la ricezione satellitare”.

Conclusioni e consigli

Fin qui abbiamo paragonato ricezione satellitare e misurazione metrica. Ma nella realtà, ogni podista che arriva al traguardo ha una registrazione della distanza del percorso diversa da quella di qualsiasi altro. Questo perchè ognuno effettua una rilevazione unica, influenzata differentemente dai fattori che abbiamo elencato prima. Dua amici che corrono insieme, fianco a fianco, alla stessa velocità, per tuttta la maratona, seguendo la stessa traiettoria, alla fine avranno comunque risultati diversi tra loro (anche se di poco), diversificati anche solo per il fatto di aver corso ad un metro l'uno dall'altro.

Il mio consiglio, quando si corre in gara e si vogliono leggere i parziali di ogni chilometro percorso, è di utilizzare una registrazione manuale e non automatica, in modo da avere un preciso riferimento temporale ogni mille metri certificati. Chilometri che alla fine probabilmente avranno qualche metro in più, dovuto proprio al fatto di non seguire la traiettoria ideale del percorso. Il record del mondo, o anche solo il proprio personale, passa anche da qui.