Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu Của Hoa Kỳ – GPS

GPS có ở khắp mọi nơi. Bạn có thể tìm thấy hệ thống GPS trong ô tô, điện thoại thông minh và đồng hồ của mình. GPS giúp bạn xác định được nơi bạn sắp đến, từ điểm A đến điểm B. GPS là gì? Đọc bài viết này để tìm hiểu thêm về cách nó hoạt động, lịch sử của nó và những tiến bộ trong tương lai.

hệ thống định vị toàn cầu gps

1. GPS Là Gì?

Hệ thống Định vị Toàn cầu – Tên tiếng Anh là Global Positioning System – viết tắt là GPS, là một hệ thống định vị vô tuyến dựa trên vệ tinh thuộc sở hữu của chính phủ Hoa Kỳ và được điều hành bởi Lực lượng Không gian Hoa Kỳ. Nó là một trong những hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) cung cấp thông tin về vị trí địa lý và thời gian cho bộ thu GPS ở bất kỳ đâu trên hoặc gần Trái đất, nơi có thể thu tín hiệu từ bốn hoặc nhiều vệ tinh GPS. Các chướng ngại vật như núi và các tòa nhà là vật cản để chặn các tín hiệu GPS yếu.

Cũng giống như những hệ thống vệ tinh dẫn đường GNSS khác, hệ thống vệ tinh GPS của Hoa Kỳ cũng có 3 thành phần: Các trạm điều khiển mặt đất, các vệ tinh trong không gian và các thiết bị thu tín hiệu từ vệ tinh của người dùng.

2. Có Bao Nhiêu Vệ Tinh Trong Hệ Thống GPS Của Hoa Kỳ?

Được đầu tư và phát triển mạnh mẽ nhất trong số các hệ vệ tinh đang hoạt động, Hoa Kỳ sở hữu 24 vệ tinh trong không gian luôn trong tình trạng đang hoạt động và một số vệ tinh đã hết vòng đời, đang thử nghiệm hoặc đang trong thời gian bảo trì. Có nghĩa là, từ năm 1993, hệ thống định vị toàn cầu GPS luôn luôn có 24 vệ tinh nằm trong 6 mặt phẳng quỹ đạo hướng tới tâm Trái Đất mỗi mặt phẳng có 4 vệ tinh qbay ở độ cao 20.000km với gốc tội 14.000km/giờ.

Trong khi một máy thu tín hiệu vệ tinh chỉ cần có tín hiệu từ 3 vệ tinh để tính toán được tọa độ trên bề mặt trái đất, vệ tinh thứ tư sẽ được sử dụng để xác thực thông tin từ ba vệ tinh kia và tính được vị trí ở không gian 3 chiều gồm: Kinh độ, vĩ độ, và cao độ.

3. Lịch sử ra đời của GPS

Từ hàng ngàn năm trước, con người đã cố gắng tìm nhiều cách khác nhau để xác định phương hướng như sử dụng mặt trời, mặt trăng và các vì sao.

Đến thế kỷ 20, hải quân Hoa Kỳ đã có những những thí nghiệm định vị vệ tinh vào năm 1960 để theo dõi các tàu ngầm mang tên lửa hạt nhân. Kết quả cho thấy, chỉ với sáu vệ tinh quay quanh các cực, quân đội có thể xác định chính xác vị trí của tàu ngầm trong vòng vài phút.

Từ kết quả đó, năm 1970, bộ quốc phòng Hoa Kỳ đã quyết định phát triển một hệ vệ tinh để đảm bảo luôn có các tín hiệu mạnh, ổn định. Nhờ vào nguồn tiền đổ vào liên tục, cùng các kỹ sư ngày đêm làm việc, vệ tinh đầu tiên đã được phóng lên không gian năm 1978, và toàn bộ hệ vệ tinh đã được hoàn thiện vào năm 1993 (Với 24 vệ tinh)

4. Một Số Ứng Dụng Của GPS

Như đã nói ở phần lịch sử, Hoa Kỳ phát triển hệ thống định vị vệ tinh riêng của mình nhằm phục vụ các mục đích quân sự, cụ thể là Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ phải chi khoảng 2 tỷ USD mỗi ngày để vận hành hệ thống này. Tuy nhiên trong thời bình, để phát triển kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội toàn cầu, một phần tín hiệu từ GPS được cung cấp cho người dân toàn thế giới sử dụng miễn phí.

Điều đó có nghĩa, nếu có chiến tranh nổ ra, GPS sẽ chỉ được thu hẹp phục vụ cho mục đích quân sự.

Về dân sự, tuy chỉ được sử dụng một phần tín hiệu, nhưng GPS cũng mang lại vô vàn tiện tích cho cuộc sống hàng ngày của mỗi người, cũng như đóng góp rất nhiều vào sự phát triển chung của hầu hết các ngành nghề: Khảo sát, khoa học, hàng không, đường biển, khai khoáng, nông nghiệp, xây dựng.

Có 5 công dụng chính người ta khai thác được từ GPS:

  • Vị trí – Xác định vị trí.
  • Điều hướng – Đi từ vị trí này đến vị trí khác.
  • Theo dõi – Giám sát đối tượng hoặc chuyển động cá nhân.
  • Lập bản đồ – Tạo bản đồ thế giới.
  • Thời gian – Giúp bạn có thể thực hiện các phép đo thời gian chính xác.

Một số ví dụ cụ thể về các trường hợp sử dụng GPS bao gồm:

  • Ứng phó khẩn cấp: Trong trường hợp khẩn cấp hoặc thiên tai, những người ứng cứu đầu tiên sử dụng GPS để lập bản đồ, theo dõi và dự đoán thời tiết cũng như theo dõi nhân viên cứu hộ cứu nạn.
  • Giải trí: GPS có thể được tích hợp vào các trò chơi và hoạt động như Pokémon Go và Geocaching, hoặc các trờ chơi tích hợp bản đồ thật của thế giới hiện tại.
  • Sức khỏe và thể chất: Đồng hồ thông minh và công nghệ có thể đeo được có thể theo dõi hoạt động thể dục (chẳng hạn như quãng đường chạy) và đánh giá nó dựa trên một nhân khẩu học tương tự.
  • Xây dựng, khai thác mỏ và vận tải đường bộ: Từ thiết bị đo RTK chuyên dụng thu tín hiệu GPS, các kỹ sư có thể tính toán được hầu hết các yếu tố cần thiết cho công việc một cách chính xác
  • Vận tải: Các công ty hậu cần triển khai hệ thống viễn thông để cải thiện năng suất và sự an toàn của người lái xe. Công cụ theo dõi xe tải có thể được sử dụng để hỗ trợ tối ưu hóa lộ trình, tiết kiệm nhiên liệu, an toàn và tuân thủ cho người lái xe.
  • Trắc địa, khảo sát: Các máy trắc địa hiện đại tích hợp khả năng thu tín hiệu GPS sẽ cho năng suất làm việc cao hơn nhiều lần so với các máy truyền thống.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Gọi hotline Zalo