GPS là gì?
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là một hệ thống dẫn đường dựa trên vệ tinh gồm ít nhất 24 vệ tinh. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ nơi nào trên thế giới, 24 giờ trong ngày, không có phí thuê bao hoặc phí cài đặt. Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (USDOD) ban đầu đưa vệ tinh lên quỹ đạo để sử dụng cho quân đội. Đến năm 1980 hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được sử dụng cho dân dụng.
GPS hoạt động như thế nào?
Vệ tinh GPS xoay quanh trái đất hai lần một ngày với quỹ đạo chính xác. Mỗi vệ tinh truyền một tín hiệu duy nhất và các tham số quỹ đạo cho phép các thiết bị GPS giải mã và tính vị trí chính xác của vệ tinh. Máy thu GPS sử dụng thông tin này và trilateration để tính vị trí chính xác của người dùng. Về cơ bản, máy thu GPS đo khoảng cách tới từng vệ tinh theo khoảng thời gian cần thiết để nhận tín hiệu truyền. Với phép đo khoảng cách từ một vài vệ tinh, người nhận có thể xác định vị trí của người dùng và hiển thị nó bằng điện tử để đo đường chạy của bạn, lập bản đồ sân gôn , tìm đường về nhà hoặc phiêu lưu ở bất cứ đâu .
Để tính toán vị trí 2 chiều (vĩ độ và kinh tuyến) và theo dõi chuyển động của bạn, máy thu GPS phải được khóa với tín hiệu ít nhất 3 vệ tinh. Với 4 hoặc nhiều vệ tinh trong tầm nhìn, người nhận có thể xác định vị trí 3D của bạn (vĩ độ, kinh độ và độ cao). Nói chung, một máy thu GPS sẽ theo dõi 8 hoặc nhiều vệ tinh, nhưng điều đó phụ thuộc vào thời gian trong ngày và nơi bạn ở trên trái đất. Ngày nay một số thiết bị định vị ô tô có thể làm tất cả những điều đó.
Khi vị trí của bạn đã được xác định, đơn vị GPS có thể tính các thông tin khác, chẳng hạn như:
Tín hiệu là gì?
Vệ tinh GPS truyền ít nhất 2 tín hiệu vô tuyến điện năng thấp. Các tín hiệu đi theo đường ngắm, đi qua đám mây, thủy tinh và nhựa nhưng không đi qua hầu hết các vật thể rắn, như tòa nhà và núi. Tuy nhiên, người nhận hiện đại nhạy cảm hơn và thường có thể theo dõi qua nhà cửa.
Một tín hiệu GPS có 3 loại thông tin khác nhau:
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là một hệ thống dẫn đường dựa trên vệ tinh gồm ít nhất 24 vệ tinh. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ nơi nào trên thế giới, 24 giờ trong ngày, không có phí thuê bao hoặc phí cài đặt. Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (USDOD) ban đầu đưa vệ tinh lên quỹ đạo để sử dụng cho quân đội. Đến năm 1980 hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được sử dụng cho dân dụng.
GPS hoạt động như thế nào?
Vệ tinh GPS xoay quanh trái đất hai lần một ngày với quỹ đạo chính xác. Mỗi vệ tinh truyền một tín hiệu duy nhất và các tham số quỹ đạo cho phép các thiết bị GPS giải mã và tính vị trí chính xác của vệ tinh. Máy thu GPS sử dụng thông tin này và trilateration để tính vị trí chính xác của người dùng. Về cơ bản, máy thu GPS đo khoảng cách tới từng vệ tinh theo khoảng thời gian cần thiết để nhận tín hiệu truyền. Với phép đo khoảng cách từ một vài vệ tinh, người nhận có thể xác định vị trí của người dùng và hiển thị nó bằng điện tử để đo đường chạy của bạn, lập bản đồ sân gôn , tìm đường về nhà hoặc phiêu lưu ở bất cứ đâu .
Để tính toán vị trí 2 chiều (vĩ độ và kinh tuyến) và theo dõi chuyển động của bạn, máy thu GPS phải được khóa với tín hiệu ít nhất 3 vệ tinh. Với 4 hoặc nhiều vệ tinh trong tầm nhìn, người nhận có thể xác định vị trí 3D của bạn (vĩ độ, kinh độ và độ cao). Nói chung, một máy thu GPS sẽ theo dõi 8 hoặc nhiều vệ tinh, nhưng điều đó phụ thuộc vào thời gian trong ngày và nơi bạn ở trên trái đất. Ngày nay một số thiết bị định vị ô tô có thể làm tất cả những điều đó.
Khi vị trí của bạn đã được xác định, đơn vị GPS có thể tính các thông tin khác, chẳng hạn như:
- Tốc độ
- Vòng bi
- Theo dõi
- Khoảng cách chuyến đi
- Khoảng cách tới đích
- Thời gian mặt trời mọc và hoàng hôn
- Và hơn thế nữa
Tín hiệu là gì?
Vệ tinh GPS truyền ít nhất 2 tín hiệu vô tuyến điện năng thấp. Các tín hiệu đi theo đường ngắm, đi qua đám mây, thủy tinh và nhựa nhưng không đi qua hầu hết các vật thể rắn, như tòa nhà và núi. Tuy nhiên, người nhận hiện đại nhạy cảm hơn và thường có thể theo dõi qua nhà cửa.
Một tín hiệu GPS có 3 loại thông tin khác nhau:
- Mã giả ngẫu nhiên là một mã số nhận dạng vệ tinh đang truyền thông tin. Bạn có thể xem vệ tinh nào bạn đang nhận được tín hiệu từ trang vệ tinh của thiết bị.
- Dữ liệu Ephemeris xác định vị trí của vệ tinh và cung cấp thông tin quan trọng vệ tinh, ngày giờ hiện tại.
- Dữ liệu Almanac cho người nhận GPS biết mỗi vệ tinh GPS sẽ ở bất cứ thời điểm nào trong ngày và cho thấy thông tin quỹ đạo cho vệ tinh đó và mọi vệ tinh khác trong hệ thống.