GPS là gì?
Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS), ban đầu là NAVSTAR GPS, là một hệ thống định vị dựa trên vệ tinh thuộc sở hữu của chính phủ Mỹ và được điều hành bởi Không quân Mỹ. Đây là một hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) cung cấp thông tin định vị địa lý và thời gian cho máy thu GPS ở bất cứ đâu trên hoặc gần Trái đất nơi có đường ngắm không bị cản trở, với ít nhất 4 hoặc nhiều vệ tinh GPS. Các chướng ngại vật như núi và tòa nhà chặn tín hiệu GPS tương đối yếu. Bộ Quốc phòng Mỹ (USDOD) ban đầu đưa các vệ tinh vào quỹ đạo cho mục đích quân sự, nhưng chúng đã được cung cấp cho mục đích dân sự trong những năm 1980.
Ảnh minh họa vệ tinh GPS bay trên quỹ đạo trái đất
GPS hoạt động như thế nào?
Dù bạn ở đâu trên hành tinh này, ít nhất sẽ có 4 vệ tinh GPS có thể nhìn thấy được bạn vào bất cứ lúc nào. Mỗi vệ tinh truyền thông tin về vị trí của nó và thời gian hiện tại đều đặn. Các tín hiệu này, truyền đi ở tốc độ ánh sáng, bị chặn bởi máy thu GPS của bạn, tính toán khoảng cách mỗi vệ tinh dựa trên khoảng thời gian để tin nhắn đến.
Một ví dụ về các vệ tinh GPS đang chuyển động quanh Trái đất
Khi có thông tin về khoảng cách ít nhất 3 vệ tinh, máy thu GPS của bạn có thể xác định vị trí của bạn, bằng cách sử dụng quy trình gọi là “tam giác định vị” trilateration.
Hãy tưởng tượng bạn đang đứng ở đâu đó trên Trái đất với 3 vệ tinh trên bầu trời phía trên bạn. Nếu bạn biết bạn cách vệ tinh A bao xa, thì bạn biết bạn phải ở đâu đó trên vòng tròn màu đỏ. Nếu bạn làm tương tự cho các vệ tinh B và C, bạn có thể tìm ra vị trí của mình bằng cách xem vị trí của ba vòng tròn giao nhau. Đây chỉ là những gì máy thu GPS của bạn thực hiện, mặc dù nó sử dụng các hình cầu chồng chéo thay vì hình tròn.
Tam giác định vị trilateration
Càng có nhiều vệ tinh ở phía trên đường chân trời, đơn vị GPS của bạn có thể xác định chính xác bạn đang ở đâu.
Các ứng dụng của GPS
GPS có nhiều ứng dụng trên đất liền, trên biển và trên không. Về cơ bản, GPS có thể sử dụng ở mọi nơi trừ khi không thể nhận được tín hiệu như bên trong hầu hết các tòa nhà, trong hang động và các địa điểm dưới mặt đất khác và dưới nước. Các ứng dụng trên không phổ biến nhất là để điều hướng bằng máy bay thương mại và hàng không nói chung. Trên biển, GPS cũng thường được sử dụng để điều hướng bởi những người chèo thuyền giải trí, ngư dân thương mại và những người đi biển chuyên nghiệp. Các ứng dụng trên đất liền đa dạng hơn. Cộng đồng khoa học sử dụng GPS cho khả năng định thời chính xác và thông tin vị trí.
Thiết bị định vị GPS trong một ứng dụng hàng hải
Các nhà khảo sát sử dụng GPS cho một phần ngày càng tăng của công việc của họ. GPS cung cấp tiết kiệm chi phí bằng cách giảm đáng kể thời gian thiết lập tại địa điểm khảo sát và cung cấp độ chính xác đáng kinh ngạc. Các đơn vị khảo sát cơ bản, chi phí hàng ngàn đô la, có thể cung cấp độ chính xác xuống đến một mét. Các hệ thống đắt tiền hơn có sẵn có thể cung cấp độ chính xác trong vòng một cm.
Một số thiết bị sử dụng GPS
Việc sử dụng GPS giải trí hầu như đa dạng như số lượng các môn thể thao giải trí có sẵn. GPS là phổ biến trong những người đi bộ đường dài, thợ săn, người trượt tuyết, người đi xe đạp leo núi và người trượt tuyết xuyên quốc gia, chỉ để một vài cái tên. Bất cứ ai cần theo dõi vị trí của mình, tìm đường đến một địa điểm cụ thể, hoặc biết hướng nào và tốc độ của mình sẽ có thể sử dụng lợi ích của hệ thống định vị toàn cầu.
Ứng dụng GPS cho các môn thể thao giải trí như đi bộ đường dài
GPS được ứng dụng khá phổ biến trong ô tô. Một số hệ thống cơ bản được đưa ra và cung cấp hỗ trợ khẩn cấp bên đường chỉ bằng cách ấn nút (bằng cách truyền vị trí hiện tại của bạn đến trung tâm điều phối). Các hệ thống tinh vi hơn thể hiện vị trí của bạn trên bản đồ đường phố cũng có sẵn. Hiện tại các hệ thống này cho phép người lái xe theo dõi vị trí của mình và đề xuất tuyến đường tốt nhất để đi theo để đến một địa điểm được chỉ định.
Ứng dụng GPS để chỉ đường trên ô tô
Nguồn ảnh: Internet