Thiết bị định vị GPS

Thiết bị định vị GPS là gì?

Thiết bị định vị GPS là thiết bị có khả năng nhận thông tin từ vệ tinh GPS và sau đó tính vị trí địa lý của thiết bị. Nếu sử dụng phần mềm phù hợp thiết bị có thể hiển thị vị trí trên bản đồ và cung cấp chỉ đường. Hệ thống định vị toàn cầu là một mạng lưới bao gồm tối thiểu 24 vệ tinh nhưng hiện tại là 30 vệ tinh được đặt vào quỹ đạo của Bộ quốc phòng Mỹ.

GPS ban đầu được phát triển để sử dụng bởi quân đội Hoa Kỳ. Nhưng trong những năm 1980, chính phủ Hoa Kỳ cho phép hệ thống được sử dụng cho mục đích dân sự. Mặc dù dữ liệu vệ tinh GPS là miễn phí và hoạt động ở mọi nơi trên thế giới, thiết bị GPS và phần mềm được liên kết phải được mua hoặc thuê.

Thiết bị định vị GPS có thể truy xuất ​​vị trí từ hệ thống vệ tinh GPS và thông tin trong mọi điều kiện thời tiết, bất kỳ nơi nào trên hoặc gần Trái đất. Việc tiếp nhận GPS yêu cầu đường ngắm không bị cản trở từ bốn hoặc nhiều vệ tinh. Việc định vị GPS có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau: các tán cây, tòa nhà, đường hầm để xe… Ngày nay, hầu hết các máy thu GPS độc lập đều được sử dụng trong ô tô. Khả năng GPS của điện thoại thông minh có thể sử dụng GPS được hỗ trợ Công nghệ (A-GPS), có thể sử dụng trạm gốc hoặc tháp di động để cung cấp Thời gian cập nhật nhanh hơn , đặc biệt khi tín hiệu GPS kém hoặc không khả dụng. Tuy nhiên, công nghệ A-GPS sẽ không khả dụng khi điện thoại thông minh nằm ngoài vùng phủ sóng của mạng di động. Lúc này công nghệ GPS sẽ tiếp tục có tác  dụng.

Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu của Nga ( GLONASS ) đã được phát triển đồng thời với GPS, nhưng bị ảnh hưởng bởi độ phủ sóng không hết tất cả các khu vực của thế giới cho đến giữa những năm 2000. GLONASS có thể được thêm vào các thiết bị GPS để có thêm nhiều vệ tinh có sẵn và cho phép các vị trí được xác định nhanh hơn và chính xác hơn, độ lệch tối đa chỉ trong vòng 2 mét.

Thiết bị thu GPS cầm tay Magellan Trailblazer năm 1993

Hệ thống định vị GPS xe máy, ô tô:

Sử dụng thông tin GPS phụ thuộc rất lớn vào phần mềm đã cài đặt. Thiết bị định vị GPS được sử dụng làm hệ thống điều hướng ô tô, xe máy có thể được sử dụng trong một số trường hợp:

• Bản đồ đường phố được hiển thị ở định dạng văn bản hoặc đồ họa,
• Chỉ đường, điều hướng từng chặng cho người lái xe hoặc tàu qua văn bản hoặc lời nói,
• Tự động lái ví dụ như đầu dò robot,
• Bản đồ tắc đường (thời gian thực hoặc mô tả dữ liệu lịch sử) và các tuyến đường thông thoáng hơn được đề xuất,
• Thông tin về các tiện nghi gần đó như nhà hàng, trạm xăng, điểm du lịch…
• Xem bài thiết bị định vị xe máy của tập đoàn viễn thông quân đội Viettel

Thiết bị định vị GPS có thể cho biết:

• Những con đường có sẵn,
• Tắc nghẽn giao thông và các tuyến đường thay thế,
• Tuyến đường tốt nhất để đi,
• Vị trí của cửa hàng, ngân hàng, khách sạn, trạm xăng, sân bay hoặc các địa điểm ưa thích khác,
• Tuyến đường ngắn nhất giữa hai địa điểm,
• Các tùy chọn khác nhau để lái xe trên đường cao tốc hoặc đường tránh.

Lịch sử thiết bị định vị GPS:

Cũng như nhiều đột phá công nghệ khác của thế kỷ 20, hệ thống định vị GPS hiện đại là kết quả trực tiếp của Chiến tranh Lạnh giữa Hoa Kỳ và Liên Xô. Chi phí của chương trình này tiêu tốn hàng tỷ đô la.

Năm 1960, Hải quân Hoa Kỳ đưa vào hoạt động hệ thống định vị dựa trên vệ tinh Transit để hỗ trợ cho việc điều hướng tàu. Từ năm 1960 đến năm 1982, khi những lợi ích đã được thể hiện, quân đội Hoa Kỳ luôn cải tiến công nghệ và hệ thống vệ tinh. Năm 1973, quân đội Mỹ bắt đầu lên kế hoạch cho một hệ thống điều hướng toàn cầu toàn diện mà cuối cùng được gọi là hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Năm 1983, trong bối cảnh thảm kịch Downing:chuyến bay 007 của Hàn Quốc bị bắn rơi trong không phận của Liên Xô do một lỗi điều hướng. Tổng thống Reagan đã cho phép hệ thống GPS quân sự sử dụng trong dân sự. Tuy nhiên, sử dụng dân sự ban đầu có một chút rắc rối do tín hiệu kém. Năm 1989, Magellan Navigation Inc công bố thiệt bị định vị GPS thương mại đầu tiên trên thế giới có tên Magellan NAV. Các thiết bị này ban đầu được bán với giá khoảng $ 2.900 Mỹ. Năm 2000, chính quyền Clinton loại bỏ các hạn chế tín hiệu sử dụng quân sự, do đó cung cấp truy cập đầy đủ thương mại với hệ thống vệ tinh GPS của Mỹ.

Năm 1990, chiếc xe của Eunos Cosmo của Mazda là chiếc xe sản xuất đầu tiên trên thế giới có tích hợp hệ thống định vị GPS. Năm 1991, Mitsubishi giới thiệu hệ thống định vị GPS trên xe Mitsubishi Debonair (MMCS: Hệ thống đa truyền thông Mitsubishi). Năm 1997, chiếc xe Toyota Prius lắp đặt một hệ thống định vị sử dụng Differential GPS.

Khi hệ thống định vị GPS ngày càng trở nên phổ biến, giá cả của các hệ thống bắt đầu giảm và khả năng phổ biến  tăng lên. Việc gia nhập thị trường năm 1999 của Benefon cũng giới thiệu cho người dùng hệ thống định vị GPS trên điện thoại đầu tiên trên thế giới. Sau đó, khi công nghệ điện thoại thông minh phát triển, một chip GPS đã trở thành thiết bị tiêu chuẩn cho hầu hết các điện thoại thông minh. Cho đến nay, các hệ thống và thiết bị định vị GPS phổ biến hơn bao giờ hết vẫn tiếp tục phát triển mới các ứng dụng phần mềm và phần cứng. Nó đã được tích hợp vào máy ảnh…

Trong khi hệ thống định vị GPS của Mỹ là hệ thống định vị vệ tinh đầu tiên được triển khai trên quy mô toàn cầu, và được cung cấp cho mục đích thương mại nhưng đây không phải là hệ thống duy nhất. Các hệ thống toàn cầu hoặc khu vực tương tự được triển khai bởi Nga, Liên minh châu Âu, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản.

Độ nhạy thiết bị định vị GPS:

Thiết bị GPS khác nhau sẽ khác nhau về độ nhạy, tốc độ, tính dễ bị hư hỏng, hiệu suất. Máy thu GPS độ nhạy cao được sử dụng tại các ngân hàng, các bộ ngành… giúp xử lý tín hiệu tìm kiếm rất nhanh chóng. Khi tín hiệu GPS yếu, ví dụ như trong các tòa nhà, công suất xử lý bổ sung có thể được sử dụng giúp bắt tín hiệu tốt hơn.

Tín hiệu GPS rất yếu khi chúng đến bề mặt Trái Đất. Các vệ tinh GPS chỉ truyền 27 W (14,3 dBW) từ khoảng cách 20.200 km trên quỹ đạo Trái Đất. Vào thời điểm các tín hiệu đến máy thu của người dùng, chúng thường ở mức −160 dBW. Ngoài trời, tín hiệu GPS thường ở mức −155 dBW (−125 dBm ).

GPS độ nhạy cao có thể cung cấp vị trí ở nhiều nơi nhưng không phải tất cả các địa điểm. Tín hiệu có thể bị suy yếu rất lớn bởi vật liệu xây dựng, cây cố, vật chắn. Do các máy thu GPS có độ nhạy cao có thể nhạy hơn tới 30 dB , điều này là đủ để theo dõi qua 3 lớp gạch khô, hoặc ví dụ như bê tông cốt thép dày tới 20 cm (8 inch).

Thiết bị định vị GPS chuyên dụng:

 Các thiết bị chuyên dụng như: Máy định vị gps cầm tay hoạt động ngoài trời được thiết kế thích hợp cho việc đi xa. Màn hình của nhỏ, một số không hiển thị màu để tiết kiệm điện. Một số sử dụng màn hình tinh thể lỏng transflective , cho phép sử dụng trong ánh sáng mặt trời. Một số có khả năng chịu nước. Các thiết bị chuyên dùng cho xemáy,  ô tô có thể được lắp đặt vĩnh viễn và phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống điện trên xe.

Phần mềm thường hiển thị bản đồ đường phố, các địa điểm khác , thông tin tuyến đường và chỉ đường, thường ở dạng nói với tính năng được gọi là ” văn bản nói tự động “.

Các nhà sản xuất nổi tiếng bao gồm:

• Sản phẩm Navman
• Sản phẩm TomTom
• Sản phẩm Garmin
• Sản phẩm của Mio
• Sản phẩm Navigon
• Sản phẩm tiêu dùng Magellan Navigation
• Satmap Systems Ltd
• Sản phẩm TeleType

Xem thêm bài viết:

• Thiết bị theo dõi GPS xe máy dành cho cá nhân