Spiegato approssimativamente il funzionamento del sistema GPS, passiamo ad esaminare le funzioni più interessanti per l'uso in montagna. Le informazioni qui riportate si riferiscono ad un GPS non cartografico, e si limitano alle funzioni comuni alla stragrande maggioranza degli apparecchi oggi in commercio.

Al momento della prima accensione un GPS nuovo entra obbligatoriamente in una fase di ricerca dei satelliti, come accennato nella pagina precedente; questo perchè l'apparecchio non sa in quale parte del pianeta si trovi e neppure quali siano la data e l'ora, e di conseguenza nemmeno quali satelliti siano disponibili sul suo cielo. Nell'immagine a sinistra in alto la schermata di un eTrex Venture CX in fase di acquisizione: i satelliti ricevuti sono localizzati nel cielo con colori differenti, e per ognuno è indicata l'intensità del segnale con una barra dello stesso colore, riempita se il satellite è stabilmente acquisito (pronto per essere utilizzato per la navigazione) e vuota se ancora in fase di acquisizione. Una volta trovato il primo satellite è necessario che vengano ricevuti tutti i dati necessari, operazione che richiederà almeno 12'30", al termine della quale l'orologio del ricevitore sarà finalmente sincronizzato con quelli dei satelliti, l'almanacco sarà noto e il computer interno sarà in grado di calcolare la posizione di tutti i satelliti anche senza riceverli a tutte le accensioni successive, naturalmente a meno che ci si sia spostati di diverse centinaia di chilometri con l'apparecchio spento o che per qualche motivo l'orologio si sia arrestato o i dati di almanacco siano andati persi, nel qual caso sarà necessaria una nuova ricezione completa. Nell'immagine a sinistra in basso la stessa schermata informa ora che l'apparecchio è pronto: vengono utilizzati 6 satelliti e il cerchio di incertezza è di 7 metri (nel caso specifico ci troviamo in una situzione piuttosto sfavorevole). Vengono riportate anche le coordinate attuali nel formato prescelto (gradi e primi).
In condizioni normali il ricevitore è comunque in grado di localizzare la propria posizione nell'arco di qualche decina di secondi dall'accensione, purchè sia rispettata la condizione fondamentale che almeno tre satelliti attivi siano ricevibili con un segnale affidabile. In condizioni ideali questo è praticamente certo, ma in presenza di ostacoli come vegetazione fitta, edifici o montagne la ricezione può essere difficile; inoltre come sappiamo l'errore nella determinazione della posizione è maggiore se i satelliti sono vicini, situazione che si può facilmente verificare in città ma anche in boschi, valli strette, conche o canaloni.
Nell'immagine a sinistra, nella situazione A un ricevitore è posto in campo aperto ed è in grado di ricevere tutti i segnali dei satelliti presenti nel suo cielo in quel momento.
In B lo stesso GPS in mezzo agli ostacoli è costretto a fare affidamento su tre soli satelliti, essendo i rimanenti coperti. Il settore pù chiaro indica la ristretta fetta di cielo da cui il GPS è limitato a ricevere i segnali. La ridotta distanza angolare tra i satelliti rimasti può inoltre limitare ulteriormente la precisione della misurazione.

Quasi tutti i GPS sono in grado di memorizzare un grande numero di misurazioni successive e visualizzarle graficamente sotto forma di una traccia, che rappresenta il cammino percorso dall'ultima "pulizia" della memoria fino a quel momento ("traccia corrente"). Insieme alle coordinate sul piano viene in genere memorizzata anche la quota, onde poter ottenere in seguito un tracciato tridimensionale. A seconda del modello, la traccia corrente potrà essere visualizzata o meno, come anche registrata o meno, oppure essere sempre disegnata e memorizzata nella memoria interna o in una flash aggiuntiva, nel qual caso il numero massimo di punti è limitato dalla dimensione della scheda; alcuni GPS non sono in grado di riutilizzare questi dati, e l'opzione è utile solo per un trattamento successivo del percorso con il maggior dettaglio possibile.
A cammino terminato sarà possibile salvare nella memoria del GPS la traccia corrente, in tutto o in parte, allo scopo di riutilizzarla in seguito, di trasferirla su un computer o di ripercorrere il cammino al contrario. Va detto che alcuni GPS salvano i tracciati riducendone la definizione rispetto all'originale, ottenendo quindi un percorso meno preciso e dettagliato (esempio: i GPS Garmin della serie eTrex Color X utilizzano fino a 10000 punti per la traccia corrente, che vengono ridotti a 500 durante il salvataggio nella memoria interna).

Un waypoint è semplicemente una memoria che associa una coppia di coordinate a una quota, un nome e solitamente un'icona; le importanti funzioni di gestione dei waypoint sono generalmente comuni a quasi tutti i GPS.
A sinistra la pagina di marcatura/modifica di un waypoint su un eTrex Venture CX: nella prima riga il simbolo scelto e il nome del waypoint; seguono eventuali annotazioni, la posizione geografica e la quota, infine distanza e rilevamento dalla posizione attuale.
I waypoint sono solitamente memorizzabili in quattro modi diversi:
- utilizzando la posizione attuale;
- proiettando il nuovo waypoint nella direzione e alla distanza volute a partire dalla posizione attuale o da un altro waypoint;
- inserendo manualmente le coordinate e la quota, indipendentemente da dove ci si trovi;
- trasferendo il waypoint da un computer su cui è stato creato utilizzando uno dei molti software, alcuni dei quali shareware, che sono in grado di gestire i dati del GPS.
Ogni apparecchio ha generalmente un tasto o una sequenza di tasti per raggiungere la pagina di marcatura dei waypoint, che si trova già pronta con le coordinate attuali (se disponibili). È possibile poi assegnare un nome al nuovo waypoint, correggere o inserire la quota e le coordinate se non servono le attuali, scegliere un'icona tra quelle incluse nel software interno, e infine memorizzarlo.
Da quel momento il punto memorizzato potrà essere visualizzato sulla cartina, spostato, esportato e utilizzato per la navigazione o per la misurazione delle distanze.

Una volta determinata la propria posizione, il GPS inizia a registrare (se l'opzione è abilitata) e a visualizzare l'itinerario. Tra le varie schermate solitamente disponibili su quasi tutti i modelli in commercio esiste quella della mappa. Si tratta di una visualizzazione grafica in una scala a scelta dell'ambiente intorno al ricevitore (o intorno al punto voluto e scelto a partire da un waypoint o "scrollando" la mappa), con ciò che lo circonda e che è inserito nel database dell'apparecchio.
I modelli non cartografici visualizzeranno la traccia corrente e i waypoint che vengono inclusi nella porzione di territorio visualizzata; quelli cartografici disegneranno ciò che la cartografia memorizzata comprende.
Nell'immagine a sinistra una vera schermata di un eTrex Venture CX.
Nel riquadro in alto le coordinate del puntatore (la freccia bianca a sinistra, controllabile con un piccolo joystick) e la sua distanza e rilevamento rispetto alla posizione attuale.
La mappa sottostante comprende diversi waypoint (rifugi, laghi, colli, cime, alpeggi) inseriti dall'utente, e una serie di curve di livello caricate nella memoria del ricevitore sotto forma di cartografia.
In basso a sinistra un indicatore della scala scelta per la visualizzazione, in questo caso 800 m.

Uno degli scopi più importanti dei waypoint è quello di essere impostati come destinazione, in modo che l'apparecchio in ogni momento indichi la direzione in cui si trova rispetto alla poisizione attuale, la sua distanza e il tempo necessario per raggiungerlo alla velocità attuale (indicata come ETA= Estimated Time to Arrival).
In generale una volta scelto il waypoint opportuno nella relativa lista, esiste un comando "Vai" (o "goto" o simile) che svolge appunto la funzione di iniziare la navigazione in direzione di questo punto.
Spesso questa ci viene indicata almeno in due modi diversi:
- con una rappresentazione grafica dell'area compresa tra noi e il punto che vogliamo raggiungere (nella scala scelta automaticamente o manualmente). Una linea indica la rotta da seguire; questa può essere di due tipi, indicare cioè la linea retta che unisce la meta con la nostra posizione attuale ("bearing"), oppure con il punto in cui è iniziata la navigazione ("course"), nel qual caso sarà possibile identificare subito se ci si trova sulla rotta prestabilita o fuori da essa, e in questo caso di quanto. Un esempio è nell'immagine a destra (con una schermata ispirata a un GPS non cartografico), in cui sono riportate sia la linea di rotta che quella di direzione nonchè la traccia: nel caso specifico, l'apparecchio si trova a destra della rotta più breve di circa 1,5 Km;
- con una schermata simile a quella di una bussola, in cui è presente una freccia che non indica il nord ma la direzione del waypoint da raggiungere. Anche qui solitamente è possibile scegliere tra un'indicazione di direzione ("bearing pointer") o di rotta ("course pointer"), nel qual caso a seconda del modello potrà esserci un'indicazione di quanto ci si trova fuori rotta e in che direzione, con un'indicazione simile a quella di un HSI (Horizontal Situation Indicator) aeronautico. Inoltre possono essere visualizzate ulteriori informazioni, come velocità, tempo stimato alla meta o al prossimo "nodo" nel caso di navigazione su rotta, orientamento, nome del waypoint di destinazione ecc. ecc.

Una traccia precedentemente memorizzata, scaricata da un altro GPS o da un computer, può naturalmente essere ripercorsa nello stesso senso o al contrario; nel secondo caso può essere immediatamente utile per tornare al punto di partenza.
In generale il software interno al GPS permette di scegliere tra le tracce presenti nella memoria del ricevitore (o eventualmente in una flash card) e di specificare in che senso ripercorrerla.

... detto anche "Trip Computer" e presente in molti GPS, fornisce in una o più schermate molti dati utili relativi al cammino effettuato, come distanza percorsa (ottenuta sommando tutte le lunghezze dei segmenti che uniscono due misurazioni consecutive), velocità massima e media, tempi di pausa e movimento, quota e altri.
Nell'immagine a sinistra una schermata del trip computer di un eTrex Venture CX: sono mostrati il contachilometri parziale, la velocità massima (dall'ultimo reset), il tempo trascorso in moto, la velocità media in movimento, i tempi di sosta, la velocità media, la quota e il contachilometri totale. I campi sono personalizzabili.

Molti sentieri riportano il tracciato così come registrato dai miei ricevitori satellitari Garmin eTrex o eTrex Venture Cx a 12 canali paralleli. Per il loro utilizzo riassumo alcune considerazioni generali:

• Lo strumento ha sempre un certo margine di errore, che va da qualche decina di metri a 1-2 metri con lo sfruttamento del sistema differenziale (nei GPS di pari classe). L'errore è influenzato, oltre che dalla precisione di calcolo dello strumento in sé, dalla posizione geometrica dei satelliti (che non sono geostazionari), dal numero di satelliti presenti sul mio cielo nel momento in cui IO sono stato in quella determinata posizione, da quanti di questi satelliti il mio GPS fosse effettivamente in grado di ricevere con un segnale affidabile e dalla loro distanza angolare (più sono i satelliti, più sono sparsi nel cielo visibile e più ridotto sarà il cerchio di incertezza). Questo è particolarmente importante nei punti in cui il sentiero passa in prossimità di pareti rocciose che, oltre a coprire parte del cielo, costringono il ricevitore a ricevere solo da una direzione, e quindi a determinare la propria posizione sulla base di satelliti con un'angolazione tra di loro piuttosto limitata.
• Le indicazioni di distanza riportate sono tratte da questi dati, e pertanto potranno essere influenzate dagli errori di cui sopra. Si tratta della somma dei segmenti di percorso proiettati sul piano, e quindi non tengono conto della pendenza del sentiero. La lunghezza effettiva del percorso potrà essere anche considerevolmente superiore a quella riportata nel caso di grandi dislivelli.
• Qualora i tracciati da me forniti venissero trasferiti su un altro ricevitore e utilizzati durante il cammino, all'imprecisione del mio strumento andrà sommata quella del GPS utilizzato, che soffrirà di tutte le limitazioni del mio. Per questo motivo i percorsi non vanno seguiti alla cieca, con gli occhi puntati sul display. Guardatevi attorno e verificate dove state andando.
• Le immagini col tracciato che ho inserito in molti itinerari non seguono la stessa scala, che è comunque riportata su ognuno di essi, ma sono tutti orientati col nord in alto (quindi chiaramente l'est a destra, il sud in basso e l'ovest a sinistra).
• Il tracciato altimetrico presente su alcuni itinerari deriva direttamente dai dati registrati dal GPS, e non da un altimetro a capsula; la misurazione dell'altitudine richiede l'uso di almeno quattro satelliti, ed è generalmente molto meno precisa della determinazione della posizione orizzontale. Il tracciato in questione va quindi osservato tenendo presente del margine di errore che potrebbe essere anche considerevole, soprattutto in quei punti in cui anche la localizzazione sul piano è difficoltosa.

Dopo tutte queste considerazioni, dato che vi muovete a piedi, il sistema risulta comunque di grande aiuto per valutare almeno a tavolino il percorso che vi accingete a seguire. Durante il cammino i waypoint che fornisco permettono con buona precisione di sapere la distanza dai punti più importanti dell'itinerario, come bivi, guadi, cime. Sapere quanto manca e quanto tortuosa sarà la strada può essere molto utile per decidere se ce la farete o no.