GPS là gì? Ứng dụng của GPS trên các thiết bị di động

Những người dùng các thiết bị di động như smartphone, laptop hay tablet chắc hẳn đã không còn xa lạ với tính năng bản đồ và xác định vị trí. Chúng là một ứng dụng của hệ thống định vị toàn cầu – GPS. Vậy GPS là gì?

1. GPS là gì? 

GPS (Viết tắt bởi Global Positioning System) – Hệ thống định vị toàn cầu là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của 24 vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian.

Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh. Các hệ thống dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô tuyến điện.

GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày và hoàn toàn miễn phí.

2​. Nguyên lý hoạt động

Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng.

Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động, sau đó máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.

Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng.

3​. Phân loại công nghệ GPS

Có hai hệ thống GPS chính đang được áp dụng trên tất cả smartphone hiện nay, đó là A-GPS và GLONASS, ngoài ra còn một số loại khác được sử dụng cho mục đích riêng.

3.1. A-GPS:

A-GPS (viết tắt bởi Assisted GPS), đây là phiên bản nâng cấp của GPS thường được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị di động.

A-GPS tăng tốc độ tính toán vị trí làm cho chức năng định vị trên máy bạn trở nên nhanh hơn.

– Ưu điểm: Khi có kết nối mạng 3G/4G hay Wifi, tốc độ trở nên chính xác và nhanh chóng.

– Nhược điểm: Không thể sử dụng được khi không có mạng.

3.2. GLONASS:

GLONASS được phát triển bởi Nga với 24 vệ tinh nhân tạo. GLONASS cũng được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị di động. Khi kết hợp với GPS, cả hai hệ thống này sẽ giúp cho việc xác định vị trí trở nên chính xác hơn.

GLONASS chỉ được kích hoạt khi GPS yếu nhằm tiết kiệm tối ưu hơn cho pin của thiết bị.

– Ưu điểm: Không cần kết nối mạng, có thể định vị ở ngay cả những vùng hẻo lánh.

– Nhược điểm: Tốc độ chậm.

3.3. BDS:

BDS là hệ thống định vị phát triển bởi Trung Quốc, ban đầu chỉ được sử dụng ở khu vực nội địa nhưng nay đã phát triển rộng rãi ra hệ thống toàn cầu.

BDS còn có tên gọi đầy đủ là The BeiDou Navigation Satellite System hay Bắc Đẩu, Beidou,…

BDS tương thích với hệ thống định vị GPS của Mỹ và cả GLONASS của Nga, nó cho phép người dùng định vị chính xác trong phạm vi 10 mét và thời gian sai số chỉ là 2/100.000.000 giây.

BDS thường được sử dụng rộng rãi trong việc định vị giao thông, khu vực biển, dự báo thời tiết, thiên tai, thuỷ điện,…

3.4. Galileo:

Đây là hệ thống định vị toàn cầu được xây dựng bởi Liên minh Châu Âu, có tên viết tắt là GNSS.

Galileo khác với GLONASS và GPS ở điểm nó chủ yếu được dùng để điều hành và quản lý phi dân sự hay tổ chức dân sự. Hiện nay Galileo có khoảng 30 vệ tinh, bao gồm 4 dịch vụ được cung cấp:

– Dịch vụ mở: Miễn phí cho mọi đối tượng.

– Dịch vụ trả tiền: Dành cho các đối tượng cần độ chính xác cao dưới 1 mét.

– Dịch vụ cứu hộ: Dành riêng cho phục vụ cứu hộ, chống nhiễu sóng, bảo mật cao.

– Dịch vụ công cộng: Dành riêng cho chính phủ và quân đội của Liên minh Châu Âu, có độ bảo mật và tin cậy cực cao.

4. Ứng dụng của GPS trên các thiết bị di động

Hiện nay, hầu hết mọi thiết bị di động đều được trang bị GPS, tuỳ thuộc vào nền tảng thiết bị, thiết bị sẽ có những tuỳ biến để ứng dụng sử dụng hiệu quả nhất trên thiết bị.

Trên smartphone, tablet:

+ Định vị vị trí của người sử dụng, tìm đường đi với bản đồ.

+ Thực hiện đo quãng đường đã di chuyển thậm chí là cả tốc độ di chuyển.

+ Quản lý danh mục yêu thích cùng với bản đồ số dẫn đường cho người dùng.

+ Cho phép người dùng kèm toạ độ địa lý khi chụp ảnh, hay cho biết lộ trình đoạn đường sắp đi.

+ Tìm kiếm, định vị thiết bị bị mất, khoá điện thoại từ xa.

Trên laptop:

+ Tìm kiếm laptop bị mất, thậm chí là theo dõi quá trình sử dụng của laptop, chụp ảnh người dùng mở máy, khoá máy,… trong trường hợp laptop bị đánh cắp.

+ Tối ưu kết quả tìm kiếm dựa trên khu vực: chẳng hạn nếu tìm kiếm quán ăn, nếu có sử dụng vị trí thì những kết quả gần vị trí đang đứng sẽ được ưu tiên lên đầu.

5. Mặt tối của định vị GPS

Nhờ vào sự hoạt động 24/24 của GPS và sự phát triển của công nghệ, một người dùng có thể dễ dàng bị kẻ gian (hacker) theo dõi quá trình đi lại của mình mà không hề hay biết, cũng tương tự cách mà cha mẹ theo dõi con cái mình bằng cách cho chúng đeo thiết bị GPS.

Track No1 – Công nghệ định vị toàn cầu

Trả lời