GPS là gì? Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của GPS

Trong cuộc sống hiện đại, việc xác định vị trí và điều hướng đã trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết nhờ công nghệ định vị toàn cầu GPS. Từ việc tìm đường đi, theo dõi hành trình vận chuyển, đến các ứng dụng trong hàng không, hàng hải, đều có sự góp mặt của GPS. Vậy GPS là gì? Nguyên lý hoạt động của GPS như thế nào? Hãy cùng Vntrack tìm hiểu chi tiết về chỉ đề này trong bài viết dưới đây.

I. GPS là gì?

GPS (Global Positioning System - Hệ thống Định vị Toàn cầu) là hệ thống định vị vô tuyến dựa trên vệ tinh, do chính phủ Mỹ sở hữu và Không lực Hoa Kỳ vận hành. Nó cung cấp thông tin vị trí địa lý và thời gian chính xác cho người dùng trên toàn cầu, miễn là thiết bị có thể nhận tín hiệu từ ít nhất từ 3 - 4 vệ tinh GPS.

Hệ thống định vị toàn cầu bao gồm 30 vệ tinh bay quanh Trái Đất với tốc độ 20.200 km, trong đó 27 vệ tinh hoạt động chính thức và 3 vệ tinh dự phòng. Bên cạnh đó GPS nổi bật với khả năng định vị chính xác mọi vật thể trên Trái Đất trong mọi điều kiện thời tiết. Độ chính xác thường vào khoảng 5 mét, nhưng có thể đạt tới 30 cm với máy thu GPS băng tần L5. 
Mặc dù được quản lý bởi chính phủ Mỹ, song GPS là một dịch vụ hoàn toàn miễn phí cho người dùng trên toàn cầu. Bất kỳ ai sở hữu một bộ thu GPS đều có thể sử dụng hệ thống này.

II. Nguyên lý hoạt động của GPS

Để hiểu rõ hơn về GPS, việc nắm bắt nguyên lý hoạt động của GPS là rất cần thiết. Hãy cùng tìm hiểu nguyên lý chung và ví dụ minh họa để dễ dàng hình dung bản chất của GPS.

1. Nguyên lý hoạt động của GPS

Nguyên lý hoạt động của GPS hoạt động dựa trên kỹ thuật trilateration (tam giác cầu). Đầu tiên, thiết bị GPS thu thập tín hiệu từ các vệ tinh GPS, sau đó, kỹ thuật trilateration sẽ phân tích các tín hiệu này để tính toán và đồng bộ các thông số cần thiết, từ đó xác định chính xác vị trí của thiết bị, bao gồm tọa độ, vận tốc và độ cao.

Cụ thể hơn nguyên lý hoạt động của GPS bao gồm các vệ tinh bay theo quỹ đạo chính xác, hai vòng mỗi ngày, và liên tục gửi tín hiệu đến các thiết bị trên hoặc gần bề mặt Trái Đất. Các tín hiệu này chứa thông tin về vị trí của vệ tinh và thời gian gửi tín hiệu, được mã hóa để thiết bị GPS có thể đọc và giải mã. Để xác định vị trí, thiết bị GPS cần nhận tín hiệu từ ít nhất 4 vệ tinh. Khi nhận đủ tín hiệu, máy thu GPS sẽ giải mã thông tin, tính toán và hiển thị vị trí chính xác của người dùng.

2. Ví dụ về nguyên lý hoạt động của GPS

Để dễ hình dung nguyên lý hoạt động của GPS, hãy xem xét ví dụ sau:
Nguyên lý hoạt động của GPS dựa trên tín hiệu từ vệ tinh tạo thành vòng tròn:

• Khi vệ tinh thứ nhất gửi tín hiệu, ta có thể tưởng tượng nó tạo ra một vòng tròn với tâm là vệ tinh và bán kính là khoảng cách từ vệ tinh đến thiết bị.
• Vệ tinh thứ hai gửi tín hiệu, tạo ra vòng tròn thứ hai. Vị trí của thiết bị lúc này được thu hẹp lại, nằm ở một trong hai giao điểm của hai vòng tròn.
• Vệ tinh thứ ba gửi tín hiệu, tạo ra vòng tròn thứ ba. Giao điểm của ba vòng tròn chính là vị trí chính xác của thiết bị.

Một ví dụ thực tế và đơn giản hơn về nguyên lý hoạt động của gps:

Tưởng tượng có 3 điểm A, B, C trên bản đồ. Dữ liệu GPS cho biết khoảng cách từ A, B, C đến vị trí của bạn lần lượt là 1km, 3km và 2km. Nếu bạn vẽ 3 vòng tròn với tâm là A, B, C và bán kính tương ứng, giao điểm của 3 vòng tròn đó chính là vị trí của bạn.

III. Ứng dụng của hệ thống định vị GPS

1. Ứng dụng GPS trong trường hợp khẩn cấp

Với nguyên lý hoạt động của GPS, hệ thống này đóng vai trò vô cùng quan trọng việc ứng phó với các tình huống khẩn cấp. Trong các sự kiện như bão lũ, động đất, sóng thần, GPS được sử dụng để lập bản đồ khu vực bị ảnh hưởng, dự báo thời tiết và theo dõi quá trình di chuyển của các đội cứu hộ. Điều này giúp cơ quan chức năng điều phối lực lượng cứu hộ một cách hiệu quả, tiếp cận và hỗ trợ kịp thời những người bị nạn.

Ngoài ra, GPS còn được tích hợp trong các thiết bị thông báo tai nạn trên xe ô tô. Khi xảy ra va chạm, thiết bị sẽ tự động gửi tín hiệu cấp cứu kèm theo vị trí chính xác của xe đến các cơ quan chức năng. Nhờ đó, việc cứu hộ, cứu nạn được diễn ra nhanh chóng, tăng khả năng sống sót cho người bị nạn.

2. Ứng dụng GPS trong ngành vận tải

Với nguyên lý hoạt động của GPS, hệ thống định vị này được ứng dụng rộng rãi trong ngành vận tải. Các hệ thống định vị GPS trên xe tải, xe container, tàu thuyền, máy bay... giúp tài xế xác định tuyến đường di chuyển tối ưu, tránh ùn tắc giao thông.

Hơn nữa, GPS còn giúp doanh nghiệp vận tải quản lý đội xe hiệu quả. Việc theo dõi vị trí, tốc độ và trạng thái của từng phương tiện giúp nâng cao năng suất vận chuyển, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho cả người lái lẫn hàng hóa.

3.Ứng dụng GPS trong chăm sóc sức khỏe

Thoạt nghe qua nguyên lý hoạt động của GPS chúng ta sẽ nghĩ chúng chỉ được ứng dụng trong việc quản lý và bảo vệ phương tiện. Song, ngày nay GPS được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là trong việc theo dõi và nâng cao sức khỏe cá nhân. Các thiết bị đeo thông minh như smartwatch, vòng đeo tay theo dõi sức khỏe được tích hợp GPS, cho phép người dùng theo dõi các hoạt động thể dục thể thao một cách chi tiết.

GPS giúp ghi lại quãng đường di chuyển, tốc độ, lượng calo tiêu thụ khi chạy bộ, đạp xe, bơi lội... Từ đó, người dùng có thể theo dõi sự tiến bộ của bản thân, điều chỉnh chế độ luyện tập phù hợp và đạt được mục tiêu sức khỏe mong muốn.

4. Ứng dụng GPS trong giải trí

GPS không chỉ hữu ích trong công việc và cuộc sống mà còn mang đến những trải nghiệm giải trí thú vị. Nhiều trò chơi điện tử hiện nay sử dụng GPS để tạo ra trải nghiệm thực tế ảo, kết hợp giữa thế giới ảo và thế giới thực.

Điển hình như trò chơi Pokemon Go, người chơi phải di chuyển đến các địa điểm thực tế để bắt Pokemon ảo. Hay trò chơi Geocaching, người chơi sử dụng GPS để tìm kiếm "kho báu" được giấu kín ở các vị trí bí mật. GPS góp phần tạo nên sự hấp dẫn và kích thích người chơi khám phá thế giới xung quanh.

5. Ứng dụng GPS trong xây dựng

Trong ngành xây dựng, GPS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều công đoạn, từ khảo sát, thiết kế đến thi công. Nhờ có nguyên lý hoạt động của GPS, hệ thống định vị có thể xác định vị trí chính xác của công trình, đo đạc địa hình, lập bản đồ quy hoạch, hỗ trợ tính toán khối lượng vật tư và phân bổ nguồn lực hợp lý.

Ngoài ra, GPS còn được sử dụng để định vị vị trí trong khai thác mỏ, giúp nâng cao hiệu quả và an toàn lao động. Việc ứng dụng GPS trong xây dựng góp phần nâng cao năng suất, đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình.

IV. Một số thiết bị định vị GPS bán chạy nhất hiện nay

Việc bảo vệ và quản lý phương tiện giao thông ngày càng trở nên quan trọng, và thiết bị định vị GPS chính là giải pháp tối ưu giúp bạn an tâm hơn. Dưới đây là một số thiết bị định vị GPS bán chạy nhất hiện nay, đáp ứng đa dạng nhu cầu của người dùng:

1. Định vị GPS ô tô, xe máy giá rẻ VN08F 4G

VN08F 4G là sự lựa chọn hoàn hảo cho những ai mong muốn sở hữu một thiết bị định vị GPS chất lượng với mức giá hợp lý. Thiết bị được hoạt động dựa trên nguyên lý hoạt động của gps với trang bị chip 4G tiên tiến, đảm bảo tốc độ xử lý nhanh chóng và kết nối internet ổn định, giúp định vị vị trí xe chính xác mọi lúc mọi nơi.

Bạn có thể dễ dàng theo dõi lộ trình di chuyển của xe, xem lại lịch sử hành trình và nhận được cảnh báo ngay khi xe ra khỏi vùng an toàn đã thiết lập. Thiết kế nhỏ gọn, chống nước, cùng với cách lắp đặt đơn giản bằng cách gắn vào 2 cực ắc quy, VN08F 4G phù hợp cho cả xe máy và ô tô.
Hiện nay thiết bị VN08F 4G đang có mức giá ưu đãi là: 1.190.000 đ (Giá cũ: 1.590.000 đ)

2. Định vị ô tô, xe máy chống trộm VN09F 4G

Nâng cao khả năng bảo vệ xe với VN09F 4G - thiết bị định vị tích hợp tính năng chống trộm thông minh. Ngoài các tính năng định vị, theo dõi lịch sử, thiết lập vùng an toàn, VN09F 4G còn cho phép bạn tắt máy từ xa ngay trên điện thoại, bảo vệ tài sản của bạn một cách hiệu quả. 

Thiết bị được thiết kế với kết cấu chắc chắn, khả năng chống nước vượt trội, tích hợp pin dự phòng 90mAh cho thời gian chờ lên đến 12 giờ, đảm bảo hoạt động liên tục ngay cả khi xe bị ngắt nguồn điện. Đặc biệt, VN09F 4G còn được trang bị sẵn rắc cắm phù hợp với từng dòng xe, giúp việc lắp đặt trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.
Hiện nay thiết bị VN09F 4G đang có mức giá ưu đãi là: 1.290.000 đ (Giá cũ: 1.690.000 đ)

3. Định vị ô tô, xe máy cao cấp VN22F 4G 

VN22F 4G là dòng thiết bị định vị cao cấp, sở hữu đầy đủ các tính năng tiên tiến nhất hiện nay. Thiết bị không chỉ cho phép bạn định vị chính xác vị trí xe, theo dõi lịch sử di chuyển, thiết lập vùng an toàn và tắt máy từ xa, mà còn được tích hợp micro cho phép nghe âm thanh xung quanh xe, giúp bạn nắm bắt tình hình một cách chi tiết và toàn diện. 

VN22F 4G có thiết kế nhỏ gọn, chống nước, cùng với pin dự phòng dung lượng lớn 250mAh cho thời gian chờ lên đến 28 giờ, đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian dài. Việc lắp đặt cũng vô cùng thuận tiện với rắc cắm sẵn tương thích với nhiều dòng xe.
Hiện nay thiết bị VN22F 4G đang có mức giá ưu đãi là: 1.590.000 đ (Giá cũ: 1.790.000 đ)

Trên đây là nguyên lý hoạt động của GPS cũng như những ứng dụng của hệ thống GPS trong thực tế. Hy vọng những chia sẻ vừa rồi của chúng tôi sẽ trở nên hữu ích với bạn, liên hệ ngay với Vntrack để được tư vấn và hỗ trợ đặt hàng nhanh chóng nhất.