Những người dùng các thiết bị di động như smartphone, smartwatch, laptop hay tablet chắc hẳn đã không còn xa lạ với tính năng bản đồ và xác định vị trí. Đó chính là hệ thống định vị toàn cầu – GPS. Vậy GPS là gì?
GPS là gì?
GPS là hệ thống định vị toàn cầu do Mỹ phát triển và vận hành. GPS là tên viết tắt của cụm từ “Global Positioning System”. Nó là một hệ thống bao gồm nhiều vệ tinh bay trên quỹ đạo phía trên trái đất ở độ cao 20.200 km.
GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, liên tục suốt 24 giờ và hoàn toàn miễn phí đối với một số dịch vụ.
Nguyên lý hoạt động
Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng.
Bản chất của GPS là so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Độ sai lệch thời gian cho biết máy thu GPS cách vệ tinh bao xa, với nhiều quãng đường đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy.
Để tính ra được vị trí 2 chiều (kinh độ và vĩ độ) thì máy thu phải nhận được tín hiệu ít nhất là 3 vệ tinh, với ít nhất 4 vệ tinh thì có thể tính được vị trí 3 chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình,…
Các hệ thống định vị khác
Khi nhắc đến định vị toàn cầu người ta thường nghĩ ngay đến “GPS” vì nó được sử dụng phổ biến nhất và rất nhiều lầm tưởng đó là hệ thống vệ tinh toàn cầu duy nhất trên thế giới, nhưng thực tế GPS chỉ là một trong số các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu.
Có hai hệ thống GPS chính đang được áp dụng trên tất cả smartphone hiện nay, đó là A-GPS và GLONASS, ngoài ra còn một số loại khác được sử dụng cho mục đích riêng.
A-GPS
A-GPS là công nghệ kết hợp định vị GPS và các cảm biến, tín hiệu của mạng viễn thông và suy ra vị trí hiện tại của thiết bị. A-GPS tăng tốc độ tính toán vị trí làm cho chức năng định vị trên máy bạn trở nên nhanh hơn cũng như khả năng xác định vị trí một cách tương đối khi thiết bị đi vào vùng mất tín hiệu vệ tinh GPS.
A-GPS cần có Internet để hoạt động, vậy nên khi bạn đi vào khu vực sóng yếu hoặc kết nối mạng bị gián đoạn thì A-GPS không còn chạy được. Trong khi đó, kết nối GPS thì không phụ thuộc gì vào Internet cả.
GLONASS
GLONASS được phát triển bởi Nga với 24 vệ tinh nhân tạo. GLONASS cũng được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị di động. Khi kết hợp với GPS, cả hai hệ thống này sẽ giúp cho việc xác định vị trí trở nên chính xác hơn.
GLONASS chỉ được kích hoạt khi GPS yếu nhằm tiết kiệm tối ưu hơn cho pin của thiết bị nhưng tốc độ của GLONASS có phần hơi chậm. Độ chính xác của GLONASS còn tùy thuộc vào nơi bạn sử dụng. Nó đưa ra kết quả định vị chính xác hơn ở Bán cầu Bắc so với Bán cầu Nam do khu vực này tập trung nhiều trạm mặt đất hơn.
BDS
BDS là một dự án của Trung Quốc phát triển một hệ thống vệ tinh định vị độc lập, ban đầu chỉ được sử dụng ở khu vực nội địa nhưng nay đã phát triển rộng rãi ra hệ thống toàn cầu. BDS còn có tên gọi đầy đủ là The BeiDou Navigation Satellite System hay Bắc Đẩu, Beidou,… và thường được sử dụng rộng rãi trong việc định vị giao thông, khu vực biển, dự báo thời tiết, thiên tai, thuỷ điện,…
Bắc Đẩu sử dụng một loạt các vệ tinh để cung cấp cho người dùng định vị chính xác với sai số khoảng 5 – 10m. Hầu hết chip điện thoại thông minh đã bán trên toàn cầu đều tương thích với Bắc Đẩu.
Galileo
Galileo là một hệ thống định vị toàn cầu giống như GPS, GLONASS hay Bắc Đẩu và nó thuộc quyền sở hữu của Liên minh châu Âu (EU). Galileo khác với GPS của Hoa Kỳ và GLONASS của Liên bang Nga ở chỗ nó là một hệ thống định vị được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụng, phi quân sự.
Với tiêu chuẩn băng tần kép được xây dựng, các thiết bị hỗ trợ Galileo sẽ có thể định vị chính xác theo thời gian thực xuống đến phạm vị mét (miễn phí cho người dùng cá nhân). Và thậm chí là centimet dành cho các doanh nghiệp, tổ chức có trả phí.
QZSS
QZSS là hệ thống định vị phủ khắp châu Á và châu Đại Dương đến từ đất nước Nhật Bản. Hệ thống này được tài trợ bởi SoftBank, Mitsubishi Electric và Hitachi, sẽ được sử dụng với mục đích phát triển công nghệ xe tự lái, thu hoạch nông sản tự động,…
QZSS của Nhật sử dụng 4 vệ tinh, trong đó có một vệ tinh luôn bay phía trên nước Nhật, nó được thiết kế góc hoạt động riêng và tầm phủ rộng để tín hiệu không bị các tòa nhà, cây cối che mất. Nhật Bản sẽ cho phép mọi người sử dụng QZSS miễn phí nếu thiết bị của họ hỗ trợ hệ thống định vị này.
IRNSS
IRNSS là hệ thống định vị tại khu vực của Ấn Độ và bắc Ấn Độ Dương được dùng cả lĩnh vực quân sự lẫn dân sự, như giúp quản lý các hoạt động của quân đội Ấn Độ hay dự báo thảm họa…Ngoài ra, hệ thống định vị IRNSS hỗ trợ định hướng và giám sát chuyển động của các đội tàu xe như xe tải hoặc tàu biển.
Hệ thống IRNSS sẽ cung cấp dịch vụ thông tin định vị chính xác cho những người sử dụng trong nước và nước ngoài, cách biên giới Ấn Độ tới 1.500 km. Gồm hai loại hình dịch vụ là dịch vụ định vị tiêu chuẩn (SPS) dành cho mọi người và dịch vụ định vị hạn chế (RS) chỉ dành riêng cho người được ủy quyền và quân đội.
Ứng dụng của GPS trên các thiết bị di động
Hệ thống định vị GPS ra đời được xem là bước ngoặt vĩ đại của khoa học đem lại những lợi ích vô cùng to lớn đối với cuộc sống của con người hiện nay. Những tác dụng của thiết bị định vị GPS:
+ Ứng phó khẩn cấp: Mỗi khi tai nạn xe hơi xảy ra, tín hiệu GLONASS (một giải pháp thay thế GPS) sẽ tự động được gửi tới cơ quan chức năng.
+ Nhu cầu giải trí: GPS có thể tích hợp vào các trò chơi như Pokemon Go để xác định vị trí các bạn bè gần nhau,..
+ Sức khỏe và thể dục: Smartwatch và các thiết bị đeo thông minh có thể theo dõi những hoạt động thể dục như khoảng cách chạy, đạp xe nhờ sự hỗ trợ của GPS.
+ Định vị vị trí của người sử dụng, tìm đường đi với bản đồ.
+ Thực hiện đo quãng đường đã di chuyển thậm chí là cả tốc độ di chuyển.
+ Quản lý danh mục yêu thích cùng với bản đồ số dẫn đường cho người dùng.
+ Cho phép người dùng kèm tọa độ địa lý khi chụp ảnh, hay cho biết lộ trình đoạn đường sắp đi.
+ Tìm kiếm, định vị thiết bị bị mất, khoá điện thoại từ xa.
+ Tối ưu kết quả tìm kiếm dựa trên khu vực: Chẳng hạn nếu tìm kiếm quán ăn, nếu có sử dụng vị trí thì những kết quả gần vị trí đang đứng sẽ được ưu tiên lên đầu.
Smartwatch giảm giá cực hot!!
Những hạn chế của GPS
Nhờ vào sự hoạt động 24/24 của GPS và sự phát triển của công nghệ, một người dùng có thể dễ dàng bị kẻ gian (hacker) theo dõi quá trình đi lại của mình mà không hề hay biết, cũng tương tự cách mà cha mẹ theo dõi con cái mình bằng cách cho chúng đeo thiết bị có hỗ trợ GPS như đồng hồ thông minh.
Mình vừa đem đến những thông tin cơ bản về GPS cũng như những công dụng hữu ích mà GPS đem lại. Hy vọng sẽ giúp ích cho bạn, nếu có thắc mắc hay góp ý bạn vui lòng để lại bình luận phía dưới nhé.
