GPS - Giới thiệu Định vị toàn cầu

GPS - Giới thiệu Định vị toàn cầu

• GPS là hệ thống định vị toàn cầu hoạt động dựa trên 24 vệ tinh GPS, có quỹ đạo bay xung quanh trái đất.
• Các vệ tinh này truyền số liệu vị trí và thời gian xuống trái đất liên tục cả ngày và đêm trong mọi điều kiện thời tiết.
• GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự
• Từ năm 1983 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng hệ thống định vị toàn cầu trong dân sự.

GPS - Các thành phần

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.

Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng lên quỹ đạo vào năm 1978. Đến năm 1994 đã phóng đủ 24 vệ tinh.

Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy.

 

§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.

§Khi nhận được tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh thì 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 và nhiều thông tin khác.

§Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc sử dụng GPS trên máy thu.

 GPS - Tín hiệu và dữ liệu

§Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp dải L1 và L2. (dải L là phần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0,39 tới 1,55 GHz). GPS dân sự dùng tần số L1 1575.42 MHz trong dải UHF.

§Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là chúng sẽ xuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng như núi và nhà.

§L1 chứa hai mã "giả ngẫu nhiên"(pseudo random), đó là mã Protected (P) và mã Coarse/Acquisition (C/A) => để tính toán khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GPS.

 

§Tín hiệu GPS chứa ba mẩu thông tin khác nhau – mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiên văn và dữ liệu lịch.

üMã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định được quả vệ tinh nào là phát thông tin nào.

üDữ liệu thiên văn cho máy thu GPS biết quả vệ tinh ở đâu trên quỹ đạo ở mỗi thời điểm trong ngày.

üDữ liệu lịch được phát đều đặn bởi mỗi quả vệ tinh, chứa thông tin quan trọng về trạng thái của vệ tinh (hoạt động tốt hay không), ngày giờ hiện tại. Phần này của tín hiệu là cốt lõi để phát hiện ra vị trí.