Hệ thống định vị toàn cầu là gì?
GPS (tiếng Anh: Global Positioning System) hay Hệ thống Định vị Toàn cầu. Là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo.
Một số hệ thống định vị toàn cầu phổ biến trên thế giới.
(Bảng các hệ thống định vị toàn cầu trên thế giới, update 2022, Jan)
- Hệ thống định vị GPS (Mỹ). Được vận hành bởi Không lực Hoa Kỳ và do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ quản lý. Ban đầu được dùng trong mục đích quân sự. Sau năm 1980 được phép sử dụng GPS vào mục đích dân sự ở phạm vi toàn cầu.
- Hệ thống định vị GLONASS (Nga). Là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Liên bang Nga. Dùng cho cả mục đích dân sự lẫn quân sự. Với 24 vệ tinh. Chuyển động theo 3 mặt quỹ đạo với góc nghiêng 64,8° ở độ cao 19.100 km.
Vệ tinh đầu tiên của GLONASS được đưa lên quỹ đạo năm 1982. Năm 1993 hệ chính thức được đưa vào sử dụng sau khi đã bao phủ hết diện tích toàn cầu. Hệ thống này được coi là đối trọng với Hệ thống định vị toàn cầu GPS của Mỹ.
- Hệ thống định vị Galieo (Châu âu). Được xây dựng bởi Liên minh châu Âu. Được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụng, phi quân sự. Hệ thống định vị Galileo được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Ý Galileo Galilei.
- Hệ thống định vị QZSS (Nhật). Là một dự án của chính phủ Nhật Bản. QZSS hoạt động ở các khu vực Châu Á – Châu Đại Dương và Nhật Bản. Mục tiêu của QZSS là cung cấp các dịch vụ định vị chính xác và ổn định cao. Tương thích với GPS. Dịch vụ QZSS gồm bốn vệ tinh (QZS-4), bắt đầu sử dụng vào năm 2018.
- Hệ thống định vị Bắc Đẩu (Trung Quốc). Là một dự án của Trung Quốc phát triển một hệ thống vệ tinh định vị độc lập. Hệ thống Bắc Đẩu đầu tiên, hay được gọi là “Bắc Đẩu 1”. Bao gồm 3 vệ tinh và có giới hạn bao trả và các ứng dụng. Nó đã được cung cấp dịch vụ từ năm 2000.
Thế hệ thứ hai của hệ thống, được gọi là Compass hay Bắc Đẩu 2. Là một hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu bao gồm 35 vệ tinh. Vẫn còn đang được tạo dựng. Cung cấp dịch vụ cho khu vực châu Á-Thái Bình Dương vào năm 2012 và các hệ thống toàn cầu vào năm 2020.
- Hệ thống định vị IRNSS (Ấn Độ). Là một hệ thống định vị vệ tinh của Ấn Độ. Cung cấp các dịch vụ định vị và định vị thời gian thực chính xác. Hệ thống hiện bao gồm 8 vệ tinh, với hai vệ tinh bổ sung trên mặt đất làm nhiệm vụ dự phòng.
IRNSS đang ở trong quỹ đạo tính đến năm 2018. Cung cấp hai cấp độ dịch vụ. “Dịch vụ định vị tiêu chuẩn” sẽ được mở cho mục đích dân sự. “Dịch vụ hạn chế” (dịch vụ được mã hóa) cho người dùng được phép (bao gồm cả quân đội).
IRNSS là bắt buộc trên các phương tiện thương mại ở Ấn Độ và một số điện thoại di động từ năm 2020.
Nguyên lý hoạt động (Theo Wiki)
Nguyên lý hoạt động cốt lõi của GPS là khi xét trong cùng một thời điểm và xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh thì tọa độ của điểm đó trên mặt đất sẽ được xác định.
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. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách 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.
Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Khi nhận được tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh thì máy thu có thể tính được vị trí ba 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, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.
Ứng dụng của GPS
- 1. Quản lý và điều hành xe
- Giám sát lộ trình đường đi của phương tiện theo thời gian thực. Ví dụ vận tốc, hướng di chuyển và trạng thái tắt/mở máy, quá tốc độ của xe….
- Xác định vị trí xe chính xác ở từng góc đường (vị trí xe được thể hiện nháp nháy trên bản đồ), xác định vận tốc và thời gian xe dừng hay đang chạy, biết được lộ trình hiện tại xe đang đi (Thời gian thực)
- Lưu trữ lộ trình từng xe và hiển thị lại lộ trình của từng xe trên cùng một màn hình
- Xem lại lộ trình xe theo thời gian và vận tốc tùy chọn
- Quản lý theo dõi một hay nhiều xe tại mỗi thời điểm
- Báo cáo cước phí và tổng số km của từng xe (ngày/tháng)
- Cảnh báo khi xe vượt quá tốc độ, vượt ra khỏi vùng giới hạn
- Chức năng chống trộm
Hình mô phỏng hệ thống dẫn đường qua GPS
- 2. Khảo sát trắc địa, môi trường
- Dùng trong điều tra, khảo sát, thiết kế các công trình lâm sinh…
Nguồn: Sưu tầm 8