Lịch sử phát triển hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS là gì? Được phát triển lần đầu tiên bởi Quốc Gia nào?

Hiện nay trên thế giới có bao nhiêu hệ thống định vị GPS?

Ứng dụng của hệ thống này giúp được gì cho An ninh quốc phòng, dân sinh?

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) của Hoa Kỳ

1. Khái niệm về hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống định vị toàn cầu được tạo ra để xác định toạ độ, vị trí chính xác của “vật thể” trên trái đất. “Vật thể” này chính là thiết bị thu sóng GPS từ các các vệ tinh nhân tạo.

Hệ thống bao gồm 3 thành phần:

• 30 vệ tinh phát sóng GPS bay xung quanh trái đất. (27 vệ tinh chính – 3 vệ tinh dự phòng)
• Kết hợp với 5 trạm điều hành vệ tinh GPS mặt đất
• Các bộ thu GPS (thu và phân tích sóng GPS)

2. Lịch sử hình thành hệ thống GPS của Hoa Kỳ

Hệ thống GPS được phát triển lần đầu tiên bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Ban đầu mục đích khai thác ứng dụng hệ thống này chỉ dành cho các mục đích quân sự của Hoa Kỳ. Tuy nhiên từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng vào mục đích thương mại, dân sự. Cụ thể:

• Vệ tinh của hệ thống GPS đầu tiên được phóng năm 1978
• Hoàn chỉnh đầy đủ 30 vệ tinh của hệ thống GPS vào năm 2011
• Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 15 năm
• Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500 kg, dài khoảng 5m với các tấm năng lượng Mặt Trời mở rộng 7m²
• Công suất phát bằng hoặc dưới 50 Watts

GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày. Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc thiết lập sử dụng sóng GPS. Chỉ cần thiết bị định vị toàn cầu GPS của bạn có khả năng thu và sử dụng sóng GPS.

Hệ thống định vị toàn cầu của Nga – Glonass

1. Khái quát

Glonass là từ viết tắt của cụm từ Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema. (hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu).

GLONASS là hệ thống định vị vệ tinh do Lực lượng Phòng vệ Không gian của Nga điều hành.

Tuy gọi là đối trọng của hệ thống định vị GPS của Hoa Kỳ, nhưng thực ra hệ thống Glonass của Nga có số lượng hoạt động ít hơn. (Cụ thể hiện nay chỉ có 24 vệ tinh Glonass đang hoạt động).

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống Glonass

Glonass gồm các vệ tinh có quỹ đạo bay ở độ cao 19.400 Km so với Trái đất, độ nghiêng 64,8 độ. Tốc độ bay 1 vòng trong thời gian 11giờ 15 phút.

Hệ thống hoạt động tốt hơn GPS tại vị trí 2 cực của địa cầu. Các nhóm vệ tinh bay trên 3 quỹ đạo, với mỗi quỹ đạo có khoảng 8 vệ tinh.

Để tín hiệu bao phủ toàn trái đất, hệ thống huy động 24 vệ tinh làm việc. Khi muốn xác định tọa độ của vật, cần tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh. Nếu chỉ dùng dữ liệu của 3 vệ tinh, khả năng sai số là khá cao.

3. Hiệu quả hoạt động của hệ thống Glonass và ứng dụng

Hiệu quả của Glonass đã gần bắt kịp GPS khi nó có thể định vị được chính xác vị trí một vật với sai số chỉ là 2,8m trong môi trường tối ưu (không mây, không can nhiễu vô tuyến…).

Glonass hiện đang được sử dụng rộng rãi cho mục đích quân sự của Nga. Mới đây, pháo tự hành Koalitsiya- SV đã được trang bị đạn được điều khiển bởi Glonass. Hay như Bom dẫn đường vệ tinh KAB-500S-E cũng được trang bị công nghệ dẫn đường hệ thống định vị toàn cầu GLONASS đem lại độ chính xác rất cao.

Trong tương lai, Glonass được tiên đoán sẽ là hệ thống thay thế hệ thống định vị toàn cầu GPS của Hoa Kỳ. Và người dùng đang mong đợi sẽ được ứng dụng rộng rãi vào đời sống dân sự.

Các ứng dụng của hệ thống định vị toàn cầu GPS

1. Hộp đen trên máy bay dân dụng

Được thiết kế với chất liệu siêu bền, hoạt động được cả khi máy bay phát nổ, rơi xuống biển… Có khả năng ghi lại toàn bộ hành trình, dữ liệu âm thanh trong quá trình di chuyển.

2. Định vị chuyên dụng cho tàu thuỷ, tàu biển

Được thiết kế để chống lại môi trường muối biển. Có khả năng sử dụng sóng analog để truyền dữ liệu về đất liền. (Do không có hệ thống mạng data ngoài biển).

3. Định vị GPS chuyên dụng cho người thám hiểm

Được thiết kế nhỏ gọn với độ bền cao, chống rơi, va đập. Có khả năng truyền sóng analog. Có màn hình hiển thị, giúp người dùng xác định được mình đang ở vị trí nào trên bản đồ số.

4. Được sử dụng với mục đích quản lý vận tải

Được sử dụng trong quản lý vận tải, triển khai giải pháp điều hành xe nhờ thiết bị định vị ô tô bằng điện thoại. Việc ứng dụng thiết bị này được khai thác trên phần mềm định vị xe ô tô

Ứng dụng để bảo vệ xe máy nhờ việc lắp đặt thiết bị định vị GPS cho xe máy.

** Xem thêm: cách sử dụng ứng dụng định vị xe máy trên điện thoại

Định vị cầm tay thường được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, giấu kín, chống nước, có khả năng nghe âm thanh. Các thiết bị định vị cẩm tay thường có dung lượng Pin lớn, thời gian hoạt động lên tới 30 ngày.

Lắp thiết bị định vị cho xe tại M2-GPS