GPS là gì và ứng dụng của GPS trên smartphone

GPS là gì? GPS hoạt động như thế nào? và ứng dụng GPS trên điện thoại di động

GPS, một thuật ngữ chắc hẳn đã không còn quá xa lạ với bạn. Hiện nay hầu hết thiết bị điện tử như smartphone, laptop, smartwatch... hay những phương tiện đi lại như xe oto, xe máy, xe đạp... đều được nhà sản xuất trnag bị tính năng định vị GPS. Vậy GPS là gì, cách hoạt động và ứng dụng của định vị GPS trong đời sống, trong bài viết này MEGA sẽ cùng bạn tìm hiểu về công nghệ này.

 Vậy GPS là gì, cách hoạt động và ứng dụng của định vị GPS trong đời sống

1. GPS là gì?

GPS là tên viết tắt của cụm từ "Global System Positioning"  hay còn gọi là hệ thống định vị toàn cầu, hệ thống này được Mỹ phát triển và vận hành. Hệ thống định vị này được xây dựng dựa trên tổ hợp ít nhất 24 vệ tinh bay trên quỹ đạo cách trái đất 20.200km tạo thành. GPS có thể hoạt động xuyên suốt 24h mỗi ngày bất kể nơi đâu, bất kể thời tiết và hoàn toàn miễn phí. Ban đầu, Bộ Quốc Phòng ( USDOD ) đưa một số vệ tinh vào quỹ đạo nhằm mục đích hỗ trợ quân sự nhưng sau năm 1980 thì những vệ tinh này đã hỗ trợ cả cho mục đích dân sự.

 GPS là tên viết tắt của cụm từ "Global System Positioning"  hay còn gọi là hệ thống định vị toàn cầu

2. Nguyên lý hoạt động của GPS

Các vệ tinh GPS xoay quanh trái đất theo một quỹ đạo nhất định với tốc độ một vòng quay mỗi 12h. Mỗi một vệ tinh sẽ truyền xuống mặt đất một tín hiệu nhất định cùng các tham số quỹ đạo cho phép các thiết bị GPS nhận thông tin sau đó giải mã và tính toán chính xác vị trí của vệ tinh so với điểm nhận thông qua phép tính tam giác. Nhìn chung, về cơ bản các máy thu tín hiệu GPS sẽ đo khoảng cách tới mỗi vệ tinh theo lượng thời gian cần để tín hiệu truyền đi. Với cách đo khoảng cách này, thiết bị thu GPS có thể tính toán chính xác khoảng cách sau đó xác định vị trí đặt thiết bị sau đó hiển thị thông tin thông qua bản đồ số trên màn hình điện tử để người dùng có thể xem được đường đi, bản đồ, địa hình khu vực...

Để tính ra được vị trí 2 chiều kinh độ và vĩ độ của vị trí thì máy thu cần phải nhận được tín hiệu của ít nhất 3 vệ tinh và để có được thông tin 3 chiều thêm cao độ thì cần tín hiệu của 4 vệ tinh. Một máy thu GPS bình thường trung bình có thể thu được tín hiệu từ 8 vệ tinh trở lên nhưng trong một lần thu sóng thì số lượng tín hiệu vệ tinh bắt được phụ thuộc vào thời gian và vị trí trên trái đất của thiết bị thu sóng. Một khi xác định được vị trí thông qua định vị thì máy thu GPS có thể tính toán các thông tin khác như:

1. Tốc độ
2. Góc phương vị
3. Chiều dài tuyến đường
4. đường đi
5. khoảng cách
6. thời gian trong ngày cùng nhiều tính năng khác

 Các vệ tinh GPS xoay quanh trái đất theo một quỹ đạo nhất định với tốc độ một vòng quay mỗi 12h

3. Độ chính xác của định vị GPS

Qua thời gian dài phát triển và thay đổi mà ngày nay máy thu GPS có thể định vị chính xác vị trí nhờ vào thiết kế đa kênh song song. Máy thu sẽ không cần mất quá nhiều thời gian để thu tín hiệu từ vệ tinh sau đó khóa theo dõi bất kể  trong khu vực bị che phủ bởi cây xanh hay công trình kiến trúc xung quanh sau khi bật. Một số yếu tố như thời tiết, không khí hay địa hình phức tạp có thể ảnh hưởng đến độ chính xác  của vị trí nhưng thường chỉ sai lệch trong phạm vi bán kính 10m.

Với những thiết bị thu định vị GPS cao cấp hơn, được trang bị hệ thống bổ sung diện rộng WAAS giúp nâng cao khả năng định vị, giảm thiểu sai số về vị trí định vị.

 GPS có thể định vị chính xác vị trí nhờ vào thiết kế đa kênh song song

4. Các hệ thống GPS khác

Khi nói đến định vị vị trí người ta thường nghĩ ngay đến "GPS" nhưng trên thực tế, ngoài GPS còn có rất nhiều những hệ thống định vị toàn cầu khác được phát triển dựa trên nền tảng GPS bàn đầu. Có hai hệ thống định vị GPS được sử dụng nhiều và rộng rãi trên các dòng smartphone hiện nay là A-GPS và GLONASS, ngoài ra còn có các hệ thống khác phục vụ cho những mục đích sử dụng riêng

A-GPS

A-GPS là công nghệ được phát triển dựa trên sự kết hợp giữa định vị GPS và các cảm biến, tín hiệu của mạng viễn thông sau đó suy tính ra vị trí hiện tại của thiết bị thu sóng. A-GPS giúp tăng tốc độ tính toán vị trí làm cho chức năng định vị của thiết bị thu sóng trở nên nhanh hơn cũng như khả năng xác định vị trí tương đối khi thiết bị đi vào vùng mất tín hiệu vệ tinh GPS.

 A-GPS là công nghệ được phát triển dựa trên sự kết hợp giữa định vị GPS và các cảm biến

GLONASS

GLONASS được xây dựng và phát triển bởi Nga với hệ thống 24 vệ tinh nhân tạo. GLONASS cũng được nhà sản xuất trang bị trên các thiết bị di động nhằm kết hợp với hệ thống GPS, cả hai hệ thống này sẽ giúp cho việc xác định vị trí trở nên chính xác hơn.

Glonass là tính năng hỗ trợ nên chỉ được kích hoạt khi hệ thống GPS yếu nhằm tiết kiệm nặng lượng pin nhưng bù lại thì tốc độ định vị của Glonass chậm hơn nhiều so với GPS

 Glonass là tính năng hỗ trợ nên chỉ được kích hoạt khi hệ thống GPS yếu nhằm tiết kiệm nặng lượng pin

BDS

Một hệ thống định vị toàn cầu khác là BDS, đây là hệ thống định vị độc lập được xây dựng và phát triển bởi Trung Quốc. Ban đầu hệ thống định vị này 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,... và thường được sử dụng trong việc định vị giao thông, khu vực biển, dự báo thời tiết, thiên tai, thuỷ điện,...

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

Galileo

Giống như những hệ thống định vị khác như GPS, Glonass, BDS ở trên, Galileo cũng là một hệ thống định vị khác được xây dựng và phát triển bởi khối EU. Điểm khác biệt giữa Galileo so với những hệ thống khác là nó được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụn, phi quân sự.

Được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn băng tầng kép, hệ thống này giúp định vị vị trí với độ chính xác cao theo thời gian thực trong phạm vi 1 mét đối với bản miễn phí của người dùng cá nhân cho đến vài centimet ở bản trả phí dành cho đối tượng doanh nghiệp.

 Galileo cũng là một hệ thống định vị khác được xây dựng và phát triển bởi khối EU

QZSS

QZSS là hệ thống định vị được xây dựng và phát triển bởi Nhật Bản, hệ thống nà có độ phủ khắp khu vực châu Á và châu Đại Dương. Hệ thống này được tài trợ bởi 4 thương hiệu lớn SoftBank, Mitsubishi Electric và Hitachi với mục đích phát triển công nghệ xe tự lái, thu hoạch nông sản tự động,... 

Công nghệ hệ thống định vị của Nhật sử dụng 4 vệ tinh, trong đó có một vệ tinh luôn bay phía trên nước Nhật, nó được thiết kế với góc hoạt động riêng và tầm phủ rộng để tín hiệu không bị các tòa nhà, cây cối che mất. Nhật Bản sẽ cho phép người dùng sử dụng hệ thống định vị QZSS của mình miễn phí nếu thiết bị của họ hỗ trợ hệ thống định vị này.

5. GPS

Một số điểm thú vị có thể bạn chưa biết về GPS

1. Tên chính thức mà Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (USDOD) đặt cho GPS là NAVSTAR
2. Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng vào quỹ đạo năm 1978.
3. Hệ thống 24 vệ tinh đã được hoàn chỉnh vào năm 1994.
4. Tuổi thọ mỗi vệ tinh khoảng 10 năm. Các vệ tinh thay thế liên tục được phóng vào quỹ đạo.
5. Trọng lượng một vệ tinh GPS khoảng 2.000 pound và dài khoảng 17 feet
6. Vệ tinh GPS sử dụng năng lượng mặt trời, và có cả nguồn pin dự phòng để hoạt động trong trường hợp không có ánh sáng mặt trời.
7. Công suất phát chỉ từ 50 Watts trở xuống.

6. Ứng dụng của GPS trong điện thoại di động

Sự ra đời của hệ thống định vị toàn câu GPS nhưu một bước ngoặc vĩ đại của khoa học, giúp mang đến rất nhiều lợi ích trong đời sống hàng ngày.

Định vị vị trí, xác định hướng và đường đi

 GPS trên điện thoại di động định vị vị trí, xác định hướng và đường đi

Nhu cầu giải trí chơi game, chẳng hạn như tựa game Pokemon Go

  GPS trên điện thoại di động đáp ứng nhu cầu giải trí với các trò chơi cần định vị vị trí

Hỗ trợ sức khỏe và thể dục: các thiết bị đeo tay, đồng hồ thông minh sẽ theo dõi và ghi nhận các thay đổi về tình trạng sức khỏe cũng như khoảng cách đã chạy, đi xe đạp nhờ định vị GPS.

 GPS trên điện thoại di động hỗ trợ các thiết bị đeo tay, đồng hồ thông minh

Đính kèm tọa độ, vị trí khi chụp ảnh, tag vị trí trên mạng xã hội

 GPS trên điện thoại di động đính kèm vị trí chụp ảnh hay tag vị trí trên mạng xã hội

Tìm kiếm qáu ăn, khách sạn, địa điểm dịch vụ, cửa hàng trên bản đồ

 GPS trên điện thoại di động tìm kiếm treeb bản đồ Maps

Xem thêm >>>

Cách ghép ảnh trong Google Photos

Hướng dẫn tạo địa chỉ trên Google Maps

10 tính năng ẩn thú vị trên Google Chrome có thể bạn chưa biết!

by mega.com.vn