Hệ thống định vị toàn cầu GPS là một trong những hệ thống định vị vệ tinh xuất hiện sớm nhất và có độ chính xác cao nhất trong các hệ thống định vị vệ tinh hiện nay. Hệ thống định vị toàn cầu GPS có gì đặc biệt? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Nội dung chính
Lịch sử phát triển của Hệ thống GPS
GPS (Global Positioning System – Hệ thống định vị toàn cầu) là hệ thống tiên phong trên thế giới về GNSS. Đây là hệ thống GNSS lâu đời nhất, bắt đầu hoạt động vào năm 1978 và được sử dụng toàn cầu vào năm 1994.
Hệ thống định vị GPS được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DoD). Ban đầu, Chính phủ Mỹ xây dựng hệ thống GPS với mục tiêu phục vụ cho nhu cầu quân sự của đất nước, nhưng sau đó, hệ thống này đã được phát triển và ứng dụng trong cả dân sự từ những năm 1980 để phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia này.
Đến năm 1994, hệ thống định vị GPS đã phủ sóng trên toàn cầu. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất và 24 giờ một ngày. Tất cả mọi người trên thế giới đều có thể sử dụng GPS nếu có thiết bị kết nối, và đặc biệt dịch vụ này là hoàn toàn miễn phí.
Thông tin tổng quan về Hệ thống định vị toàn cầu GPS:
| HẠNG MỤC | THÔNG TIN |
| Quốc gia sở hữu | Hoa Kỳ |
| Điều hành | Không quân Hoa Kỳ |
| Kiểu | Quân sự, dân dụng |
| Tình trạng | Đang hoạt động |
| Phủ sóng | Toàn cầu |
| Độ chính xác | 500–30 cm |
| Tổng số vệ tinh | 77 |
| Vệ tinh trên quỹ đạo | 31 |
| Phóng lần đầu | 22 tháng 2 năm 1978 |
| Số lần phóng | 75 |
| Regime(s) | 6x MEO planes |
| Chiều cao quỹ đạo | 20.180 km |
Nguyên lý hoạt động của Hệ thống định vị toàn cầu GPS
Các vệ tinh GPS được phóng lên Trái Đất, tính đến nay đã có 77 vệ tinh GPS được phóng lên và bay vòng quanh Trái Đất theo một quỹ đạo cố định theo chu kỳ 2 vòng/ngày.
Nguyên lý hoạt động cốt lõi của GPS là: Xét trong cùng một thời điểm và xác định được khoảng cách từ điểm cần xác định tọa độ đến ít nhất ba vệ tinh thì tọa độ (kinh độ và vĩ độ) của điểm đó trên mặt đất sẽ được xác định. Trong trường hợp nhận được tín hiệu từ 4 vệ tinh trở lên, thì sẽ tính được cả cao độ của vị trí cần đo.
Sau khi có được các thông tin về vị trí, các máy thu GPS có thể tính các thông tin khác như: Tốc độ, hướng chuyển động, di chuyển, khoảng hành trình, khoảng cách tới điểm đến, thời gian mặt trời mọc, thời gian mặt trời lặn…
3 thành phần của hệ thống GPS
Cũng như các hệ thống định vị khác, GPS cũng được bao gồm bởi 3 thành phần chính: Phần không gian, phần kiểm soát và phần sử dụng.
– Phần không gian:
Phần không gian của hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm 30 vệ tinh, trong đó có 27 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng. Chúng nằm trên các quỹ đạo khác nhau, xoay quanh Trái Đất và cách mặt đất 20.200km, bán kính quỹ đạo 26.600km. Với vận tốc 7 nghìn dặm/giờ, các vệ tinh trong hệ thống GPS chuyển động ổn định và quay với chu kỳ 2 vòng quỹ đạo/24 giờ.
Các vệ tinh được cung cấp bằng năng lượng Mặt Trời để hoạt động. Tuy nhiên, chúng cũng được trang bị các nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sáng Mặt Trời. Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định.
Điều đặc biệt của hệ thống GPS ở chỗ, các vệ tinh trên quỹ đạo được bố trí ở những vị trí mà các máy thu GPS trên mặt đất đều có thể nhìn thấy tối thiểu 4 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày.
– Phần kiểm soát:
Hệ thống định vị toàn cầu GPS được kiểm soát bởi 5 trạm được phân bố rải rác trên Trái Đất, trong đó có 4 trạm là trạm kiểm soát tự động, và 1 trạm là trạm kiểm soát trung tâm, được vận hành bởi Không quân Hoa Kỳ.
Khi 4 trạm kiểm soát tự động nhận tín hiệu liên tục từ các vệ tinh và gửi các thông tin này đến trạm kiểm soát trung tâm, tại đây, tín hiệu sẽ được sửa lại cho đúng và kết hợp với 2 ăng-ten khác để gửi lại thông tin cho các vệ tinh.
– Phần sử dụng:
Phần sử dụng là thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS và người sử dụng thiết bị này. Một trong những thương hiệu máy định vị GNSS dẫn đầu về độ chính xác và độ bền được người dùng ưa chuộng phải kể đến là Trimble với một số dòng máy như: Trimble R12, Trimble R12i, Trimble R780, Trimble R750… >>> Xem chi tiết: MÁY ĐỊNH VỊ GNSS TRIMBLE.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS được ứng dụng như thế nào?
– Ứng dụng của Hệ thống định vị toàn cầu GPS trong quân sự:
Trong quân sự, GPS phục vụ cho:
- Vũ khí hạt nhân.
- Bom thông minh JDAM.
- Tên lửa không đối đất.
- Tên lửa tấn công đất liền.
- Tên lửa hành trình.
- Tên lửa đất đối đất.
- Máy bay huấn luyện Mikoyan MiG-AT của Nga.
– Ứng dụng của Hệ thống định vị toàn cầu GPS trong dân sự:
Hệ thống định vị toàn cầu GPS được ứng dụng cho cả mục đích dân sự và quân sự. Tại Việt Nam, hệ thống GPS trong dân sự được ứng dụng rộng rãi trong:
- Quản lý và điều hành xe (Giám sát quản lý vận tải, theo dõi vị trí, tốc độ, hướng di chuyển của xe; Giám sát mại vụ, vận tải hành khách; Chống trộm cho ứng dụng thuê xe tự lái; Theo dõi lộ trình của đoàn xe; Liên lạc, theo dõi định vị cho các ứng dụng giao hàng GPS; Quản lý xe ô tô như: Xe taxi, xe tải, xe công trình, xe bus, xe khách, xe tự lái…).
- Khảo sát trắc địa, môi trường (địa hình, địa chính, thành lập bản đồ, nghiên cứu địa chất, hàng không…).
- Dùng trong điều tra, khảo sát, thiết kế các công trình lâm sinh.
Quy định pháp lý tại Việt Nam khi sử dụng Hệ thống GPS phục vụ cho các mục đích dân sự:
- Nghị định 91/2009/NĐ-CP về thiết bị giám sát hành trình xe.
- Thông tư 14/2010/TT-BGTVT về dùng GPS giám sát hoạt động vận tải.
- Thông tư số 69/2011/TT-BNNPTNT Hướng dẫn thực hiện một số nội dung Quy chế quản lý đầu tư xây dựng công trình lâm sinh ban hành kèm theo quyết định số 73/2010/QĐ-TTg ngày 16 tháng 11 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ.
Ngoài ra, để được tư vấn chi tiết hơn về các thiết bị định vị vệ tinh GPS chính xác cao phục vụ cho công tác khảo sát, hãy liên hệ ngay HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh nhất!
