Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GNSS có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực đời sống xã hội, cũng như đo đạc trắc địa. Do đó, ở một số quốc gia đã triển khai, nghiên cứu và thành lập hệ thống định vị riêng cho khu vực. Nhưng cụ thể GNSS hoạt động theo nguyên lý như thế nào để cung cấp dữ liệu vị trí cho người dùng? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết sau đây!
Nội dung chính
GNNS là gì?
Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu, được biết với tên gọi GNSS, là một hệ thống định vị vệ tinh sử dụng các vệ tinh nhỏ để xác định vị trí địa lý máy thu của người dùng trên Trái Đất.
Hình 1. Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GNSS sử dụng các vệ tinh nhỏ, thu thập dữ liệu để xác định vị trí địa lý.
Công nghệ này lần đầu được phát triển bởi Lực lượng Không quân Hoa Kỳ, được biết đến là Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và chỉ sử dụng giới hạn trong phạm vi lực lượng phòng thủ của đất nước này. Hiện nay, mọi người đều có thể sử dụng công nghệ này miễn phí. Cùng với đó là sự phát triển của điện thoại thông minh, công nghệ này đã trở nên dễ tiếp cận hơn và theo thời gian các hệ thống GNSS khác cũng được ra đời. Tham khảo thêm: 5 ứng dụng của GPS trong quân sự >>>
Cho đến nay, ngoài GPS của Hoa Kỳ, hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GLONASS của Nga, BeiDou của Trung Quốc và Galileo của Châu Âu là các hệ thống định vị đang hoạt động quanh Trái Đất. Ngoài ra, các quốc gia cũng phát triển riêng một hệ thống định vị sử dụng trong khu vực như: IRNSS của Ấn Độ hay QZSS của Nhật.
GNSS hoạt động như thế nào?
Mặc dù các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GNSS khác nhau về tuổi thọ và thiết kế, nhưng chúng đều có nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Thông thường, các vệ tinh truyền tín hiệu trên hai tần số L1 và L2 trên băng tần L (L-Band). Sau đó, thông tin, dữ liệu từ vệ tinh được truyền tín hiệu đến Trái Đất.
Hầu hết mọi máy thu GNSS đều được cấu thành từ hai phần là ăng-ten và bộ xử lý. Ăng-ten đóng vai trò thu nhận tín hiệu vệ tinh và bộ xử lý thực hiện việc tính toán, xử lý tín hiệu vệ tinh. Để thu thập được kết quả định vị, chúng cần thu thập được ít nhất từ ba tín hiệu vệ tinh.
Hình 2. Máy thu GNSS cần thu thập được ít nhất tín hiệu từ ba vệ tinh trở lên để định vị vị trí.
Các vệ tinh GNSS chuyển động quanh Trái Đất theo chu kỳ là 11 giờ, 58 phút và 2 giây ở độ cao quỹ đạo trung bình. Mỗi vệ tinh truyền những tín hiệu được mã hóa, bao gồm các thông tin chi tiết về quỹ đạo chính xác của vệ tinh và mốc thời gian ổn định từ đồng hồ nguyên tử.
Thông tin về thời gian được các vệ tinh truyền phát dưới dạng các đoạn mã, nhờ đó mà bộ thu có thể xác định tín hiệu thời gian được phát một cách liên tục. Những tín hiệu này có vai trò quan trọng, chứa những dữ liệu cần thiết để máy thu tính toán vị trí của các vệ tinh và điều chỉnh để đảm bảo định vị chính xác.
Máy thu sử dụng độ chênh lệch về thời gian khi nhận tín hiệu và thời gian truyền phát để tính toán khoảng cách, hay phạm vi từ máy thu đến vệ tinh. Khi máy thu đã biết được vị trí chính xác của nó với từng vệ tinh, nó sẽ chuyển đổi vị trí đó dựa trên hệ tọa độ sử dụng trên Trái Đất, từ đó đưa ra kết quả về vĩ độ, kinh độ và độ cao.
Đánh giá hiệu suất hoạt động của GNSS
Hiệu suất hoạt động của GNSS được đánh giá dựa trên bốn tiêu chí:
- Độ chính xác: Đánh giá dựa trên sai số giữa kết quả đo được từ thiết bị thu và vị trí thực tế, thời gian hay tốc độ đo.
- Độ tin cậy: Độ tin cậy của kết quả thu được qua nhiều lần đo.
- Tính liên tục: Khả năng hoạt động của hệ thống GNSS có tính liên tục, không bị gián đoạn do tác động bên ngoài.
- Tính khả dụng: Tỉ lệ khả năng đáp ứng các tiêu chí trên của tín hiệu GNSS.
Trong đời sống hiện đại, GNSS đã được ứng dụng phổ biến trong đa dạng ngành nghề, lĩnh vực. Đặc biệt, trong ngành đo đạc trắc địa, ứng dụng của GNSS là không thể thiếu. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu, cũng như thiết bị thu tín hiệu GNSS, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh chóng nhất!
>>> Xem thêm: Tín hiệu vệ tinh GNSS truyền tải những thông tin gì?
