Tempeste solari e Kp index: perché a volte il GPS del drone impazzisce

Cielo limpido, vento nullo, batteria piena. Il drone resta due minuti con pochi satelliti agganciati, poi parte con un home point spostato di qualche metro e in hovering deriva lentamente. Non è un guasto e non è sfortuna: è il campo geomagnetico che sta lavorando male, e l'indice che lo descrive, il Kp, è uno dei pochi parametri meteo che quasi nessuno controlla prima di decollare.

Cosa succede davvero al segnale

Un drone si posiziona ricevendo i segnali delle costellazioni satellitari, GPS, Galileo, GLONASS e BeiDou, che attraversano l'atmosfera prima di arrivare all'antenna. La parte alta dell'atmosfera è ionizzata, e la sua densità di elettroni cambia. Quando l'attività solare aumenta e il campo geomagnetico terrestre viene perturbato, quella densità diventa irregolare e i segnali che la attraversano arrivano degradati.

Gli effetti pratici sono tre, in ordine di comparsa:

1. Rapporto segnale-rumore più basso, quindi meno satelliti agganciati con qualità sufficiente.
2. Tempi di fix più lunghi: il drone impiega molto più del solito ad arrivare allo stato "pronto al volo".
3. Errori di posizionamento, che si traducono in deriva in hovering e in un punto di rientro impreciso.

Vale la pena capire perché il terzo punto è il più pericoloso. Un errore di posizione non si vede: il drone crede di essere dove non è, e si comporta di conseguenza. È durante il rientro automatico che il problema si manifesta, esattamente nel momento in cui hai meno margini per correggere.

Come si legge il Kp

Il Kp misura l'attività geomagnetica su una scala da 0 a 9. Sotto 4 l'attività è considerata quieta; a 4 è disturbata; sopra si parla di tempesta geomagnetica.

Trenta metri di errore, letti su una tabella, sembrano poca cosa. Sul campo sono la differenza tra atterrare sul punto di decollo e atterrare dentro una siepe, o contro l'edificio che ti sta alle spalle.

Il valore si consulta sui bollettini del centro statunitense che monitora il meteo spaziale oppure, più comodamente, nelle app meteo pensate per i droni, che lo mostrano accanto a vento e copertura satellitare prevista. Quali usare è nella guida su app e siti meteo per droni.

Cosa fare quando il Kp è alto (e vuoi comunque volare)

Non tutti i voli si possono rinviare. Se devi operare in condizioni geomagnetiche disturbate, il metodo è ridurre la dipendenza dal posizionamento assoluto.

Prima del decollo. Aspetta un aggancio solido, con almeno 10-12 satelliti come riferimento pratico e lo stato di "pronto al volo", e verifica esplicitamente che l'home point sia stato registrato nella posizione corretta. È un controllo di tre secondi che vale l'intero volo. Poi imposta la quota di rientro automatico sopra l'ostacolo più alto dell'area.

In volo. Tieni margini di distanza più larghi del solito dagli ostacoli, evita di lavorare a ridosso di edifici (dove al disturbo ionosferico si somma il multipath, cioè i riflessi del segnale sulle superfici) e considera l'ipotesi di volare in modalità senza assistenza satellitare se la conosci bene e l'area lo permette.

Al rientro. Non delegare. Il rientro automatico è una funzione di sicurezza, non una garanzia: con posizione degradata è proprio la funzione su cui non conviene contare. Rientra manualmente finché hai contatto visivo e controllo.

Non tutto è colpa del Sole

C'è un sintomo che viene attribuito quasi sempre alle tempeste solari e quasi mai lo è: il toilet bowl effect, cioè il drone che invece di restare fermo orbita lentamente attorno al punto di stazionamento. Quello è il segno classico di una bussola mal calibrata o disturbata: masse metalliche, cemento armato, un'auto, cavi interrati vicino al punto di decollo.

La distinzione è utile perché porta a rimedi opposti. Se il problema è il magnetometro, si sposta il decollo su terreno pulito e, se l'app lo richiede, si ricalibra lontano da metallo: come e quando farlo è nella guida sulla calibrazione di bussola e IMU. Se il problema è geomagnetico, ricalibrare non serve a nulla: serve aspettare.

Un'ultima nota per chi lavora in RTK. Il posizionamento centimetrico si basa su correzioni trasmesse in tempo reale e su un link dati continuo: quando le condizioni si degradano, la soluzione fissa può non risolversi o perdersi durante il volo. È bene accorgersene prima di aver acquisito un intero rilievo, non dopo.

Per approfondire: la guida su Kp index e tempeste geomagnetiche, quella su GPS, GNSS e RTK e la checklist pre-volo, in volo e post-volo.