Hệ thống định vị toàn cầu được viết tắt ba chữ cái đầu tiên trong tiếng anh của cụm từ “Global Positioning System” đó là GPS. Để hiểu rõ hơn về GPS là gì, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu bài viết sau đây nhé!
Nội Dung Bài Viết
1. Khái niệm về GPS
Hệ thống Định vị Toàn cầu GPS là một tổ hợp các tiện ích thuộc sở hữu của Mỹ, nó cung cấp cho người dùng các dịch vụ xác định vị trí (Định vị), điều hướng (Hướng đang di chuyển) và thời gian thực (Đồng hồ thời gian theo múi giờ địa phương trên trái đất).
Hệ thống này bao gồm ba phân đoạn: phân đoạn không gian, phân đoạn điều khiển và phân đoạn người dùng.
Hiện nay hai phân đoạn không gian và điều khiển được lực lượng không gian Mỹ phát triển, duy trì và vận hành .
2. Cấu thành của Hệ thống Định vị Toàn Cầu GPS
2.1 Phân đoạn không gian
Phân đoạn không gian GPS bao gồm một chòm sao các vệ tinh (Satellites) bay xung quanh trái đất ở độ cao khoảng 20,200 km. Bình quân mỗi vệ tinh bay quanh trái đất hai lần một ngày và truyền tín hiệu vô tuyến cho người dùng từ trái đất.
Lực lường không gian Mỹ cam kết duy trì ít nhất 24 vệ tinh đang hoạt động ổn định và hầu hết 95% thời gian trong ngày. Để đảm bảo cam kết này, tính đến ngày 9 tháng 1 năm 2021, Lực lượng không gian của chính phủ Mỹ đã có tổng cộng 31 vệ tinh đang hoạt động (không bao gồm các vệ tinh trên quỹ đạo đã ngừng hoạt động).
Tại sao Lực lượng không gian Mỹ phải bay hơn 24 vệ tinh để đảm bảo duy trì vùng phủ sóng vì nếu có bất cứ khi nào các vệ tinh chính này được bảo dưỡng hoặc ngừng hoạt động, thì có các vệ tinh bổ sung vẫn đảm bảo duy trì tín hiêu GPS mọi nơi trên trái đất cho người dùng.
Các vệ tinh trong chòm sao GPS được sắp xếp thành sáu mặt phẳng quỹ đạo cách đều nhau bao quanh Trái đất. Mỗi mặt phẳng chứa bốn ô do các vệ tinh cơ sở chiếm giữ. Sự sắp xếp 24 ô này đảm bảo người dùng có thể xem ít nhất bốn vệ tinh từ hầu như bất kỳ điểm nào trên mặt đất.
2.2 Phân đoạn điều khiển
Phân đoạn điều khiển hệ thống định vị toàn cầu bao gồm một mạng lưới Trạm mặt đất theo dõi các vệ tinh GPS, giám sát quỹ đạo chuyển động, truyền sóng mang của chúng, sau đó thực hiện phân tích rồi gửi các lệnh điều khiển và dữ liệu hiệu chỉnh đến các vệ tinh.
Phân đoạn điều khiển hoạt động của chòm sao vệ tinh hiện tại bao gồm :
- 1 trạm điều khiển chính
- 1 trạm điều khiển chính thay thế
- 11 ăng ten chỉ huy và điều khiển
- 16 vị trí giám sát.
29 trạm điều khiển mặt đất của hệ thông định vị toàn cầu GPS được phân bố trên bản đồ bên dưới
2.3 Phân đoạn người dùng
GPS trở thành một yếu tố thiết yếu của cơ sở hạ tầng thông tin toàn cầu. GPS được ứng dụng gần như miễn phí, cởi mở và đáng tin cậy, đã dẫn đến sự phát triển của hàng ngàn ứng dụng phục vụ đến mọi khía cạnh của cuộc sống hiện đại. Công nghệ GPS hiện có mặt mọi thứ, từ hàng không, hàng hải, đo đạc, dẫn đường, giao vận, truyền hình vệ tinh, điện thoại di động, thiết bị cầm tay, đeo tay, …
GPS thúc đẩy và nâng cao năng suất lao động trên toàn bộ nền kinh tế, bao gồm nông nghiệp, xây dựng, khai thác, khảo sát, giao hàng và quản lý chuỗi cung ứng hậu cần. Các mạng truyền thông chính, hệ thống ngân hàng, thị trường tài chính và lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào GPS.
Một số dịch vụ không dây không thể hoạt động nếu không có GPS
GPS cứu mạng người bằng cách ngăn ngừa tai nạn giao thông, hỗ trợ các nỗ lực tìm kiếm và cứu nạn, đồng thời tăng tốc độ cung cấp các dịch vụ khẩn cấp và cứu trợ thiên tai.
Điểm mấu chốt lớn nhấ ở đây là GPS vẫn rất quan trọng đối với an ninh quốc gia của Mỹ và các ứng dụng của nó được tích hợp vào hầu hết mọi khía cạnh của các hoạt động quân sự, khí tài quân sự mới – từ xe cộ đến vũ khí – đều được trang bị GPS.
Các ứng dụng mới của GPS được phát minh mỗi ngày và chỉ bị giới hạn con người không muốn có nó nữa mà thôi..
3. Dịch vụ GPS mang lại
Hệ thống định vị toàn cầu GPS cung cấp dịch vụ cho người dùng dân sự và quân sự. Dịch vụ dân sự được cung cấp gần như miễn phí cho tất cả người dùng trên cơ sở liên tục trên toàn thế giới. Dịch vụ quân sự dành cho các lực lượng vũ trang Mỹ và đồng minh cũng như các cơ quan Chính phủ đã được phê duyệt.
3. 1 Bổ sung dịch vụ GPS
Nhiều hệ thống và kỹ thuật nâng cao GPS có sẵn để nâng cao hiệu suất hệ thống nhằm đáp ứng các yêu cầu cụ thể của người dùng. Những điều này cải thiện tính khả dụng, độ chính xác và tính toàn vẹn của tín hiệu, thậm chí cho phép độ chính xác còn tốt hơn khả năng có thể sử dụng dịch vụ GPS dân sự cơ bản
3.2 Độ tin cậy gần như tuyệt đối
Nhiều tính vượt trội của GPS trong nhiều năm đã nhận được sự tin tưởng của hàng triệu người dùng trên toàn thế giới. Nó đã được chứng minh độ tin cậy của mình trong quá khứ, hiện tại và hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích hơn nữa cho người dùng trên toàn thế giới trong tương lai gần.
4. Kế hoạch tương lai của GPS
Mỹ cam kết thực hiện một chương trình hiện đại hóa sâu rộng, bao gồm việc thực hiện tín hiệu dân sự thứ hai và thứ ba trên các vệ tinh GPS. Tín hiệu dân sự thứ hai sẽ cải thiện độ chính xác của dịch vụ dân sự và hỗ trợ một số ứng dụng an toàn trong cuộc sống. Tín hiệu thứ ba sẽ nâng cao hơn nữa năng lực dân sự và chủ yếu được thiết kế cho các ứng dụng an toàn trong cuộc sống, chẳng hạn như hàng không.
Thế hệ tiếp theo hệ thống định vị toàn cầu sẽ nâng cao an toàn bay đồng thời tăng số lượng các vệ tinh trên vùng trời. GPS cũng thúc đẩy các mục tiêu khoa học như dự báo thời tiết, giám sát động đất và bảo vệ môi trường.