Hệ Thống Vệ Tinh Dẫn Đường Toàn Cầu GNSS Là Gì?

Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) là công nghệ mà ai cũng đang sử dụng hàng ngày trong việc liên lạc, xác định vị trí trên bản đồ, tìm đường… nhưng không mấy ai nghĩ về nó. Vậy, hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS là gì? Hãy cùng thietbikhaosat.vn tìm hiểu về vấn đề này:

Mục Lục

1. Hệ Thống Vệ Tinh Định Vị Toàn Cầu – GNSS Là Gì?

Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu – GNSS – tên tiếng Anh là Global Navigation Satellite System, là tất cả những hệ thống vệ tinh ngoài không gian bay xunh quanh Trái Đất. Các vệ tinh này cung cấp tín hiệu về vị trí và thời gian từ không gian đến như máy thu tín hiệu vệ tinh. Các máy thu tín hiệu vệ tinh sử dụng tín hiệu này để xác định vị trí, tọa độ hiện tại của nó trên trái đất, và hiển thị cho người dùng.

Bốn tiêu chí đánh giá hiệu suất của hệ thống định vị toàn cầu – GNSS:

Hiệu suất của GNSS được đánh giá bằng bốn tiêu chí:

Độ chính xác: Là sai số giữa vị trí đo được và vị trí thực của máy thu.
Tính tin cậy: Là độ tin cậy của thông tin trong tất cả các điều kiện diễn ra trên mặt đất.
Tính liên lục: Là khả năng hoạt động liên tục, không bị gián đoạn.
Tính khả dụng: Là tín hiệu từ vệ tinh phát ra có đáp ứng các tiêu chí về độ chính xác, tính toàn vẹn và tính liên tục ở trên hay không.

2. Ba Thành Phần Chính Của Hệ Thống Định Vị Vệ Tinh GNSS

Thành phần không gian, các trạm điều khiển mặt đất, và các thiết bị người dùng là 3 thành phần chính của GNSS:

Các trạm điều khiển mặt đất: Các trạm này được đặt rải rác ở các quốc gia trên toàn thế giới, nhận tín hiệu của vệ tinh và so sánh vị trí mà vệ tinh cho biết với các mô hình quỹ đạo cho thấy vị trí của nó. Người vận hành tại các trạm này có thể kiểm soát vị trí của vệ tinh để điều chỉnh hoặc thay đổi quỹ đạo của chúng, ví dụ như vệ tinh có bị trôi hay cần di chuyển để tránh các mảnh vỡ va chạm. Quá trình này, cũng như theo dõi tình trạng của vệ tinh, đảm bảo độ chính xác cơ bản trong định vị GNSS.
Thành phần không gian: Là tất cả các vệ tinh đang bay xung quanh cách trái đất từ 20.000 đến 37.000 km. Các vệ tinh này liên tục nhận tín hiệu hiệu chỉnh từ các trạm điều khiển mặt đất, và phát tín hiệu cho các máy thu tín hiệu vệ tinh GNSS.
Thành phần người dùng: Thành phần này chính là các thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh như điện thoại thông minh, máy GPS 2 tần số RTK, chúng nhận tín hiệu về vị trí, thời gian, và hiển thị cho người dùng những thông tin này.

3. Nguyên Lý Xác Định Vị Trí Nhờ Tín Hiệu Vệ Tinh GNSS

Để giải thích nguyên lý định vị nhờ tín hiệu vệ tinh một cách đơn giản nhất, ta có cách giải thích sau:

Mỗi vệ tinh quay quanh trái đất hai lần một ngày và gửi một tín hiệu duy nhất về các thông số quỹ đạo và thời gian của nó tới trái Đất.
Tại bất kỳ thời điểm nào, thiết bị định vị cũng có thể thu được tín hiệu vệ tinh.
Một vệ tinh phát tín hiệu vi sóng được thiết bị định vị và được sử dụng để tính khoảng cách từ thiết bị định vị đến vệ tinh.
Khi một vệ tinh gửi tín hiệu, nó sẽ tạo ra một vòng tròn có bán kính được đo từ thiết bị định vị đến vệ tinh.
Khi thu thêm được tín hiệu từ vệ tinh thứ hai, thiết bị tạo ra một vòng tròn thứ hai và vị trí được thu hẹp xuống một trong hai điểm nơi các vòng tròn giao nhau.
Với vệ tinh thứ ba, vị trí của thiết bị cuối cùng cũng có thể được xác định, vì thiết bị nằm ở giao điểm của cả ba vòng tròn.