Hệ thống định vị GPS và Glonass khác nhau như thế nào?

Khi nhắc đến hệ thống định vị thì ai cũng nghĩ ngay tới GPS và Glonass. Vậy, hệ thống định vị Glonass và GPS là gì? Hai định vị GPS và Glonass khác nhau ở điểm nào? Và hệ thống định vị vệ tinh nào cho độ chính xác cao hơn? Những vấn đề này sẽ được chúng tôi làm rõ ở bài viết sau đây.

Table of Contents

Hệ thống định vị GPS

GPS là một hệ thống định vị quá quen thuộc với mọi người và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Thế nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về cơ cấu hoạt động của GPS như thế nào?

GPS là gì?

GPS (viết tắt của Glabal Positioning System) là một hệ thống định vị toàn cầu với mạng lưới bao gồm 27 vệ tinh quay quanh trái đất. Trong 27 vệ tinh này chỉ có 24 vệ tinh đang hoạt động, còn 3 vệ tinh đóng vai trò dự phòng trong trường hợp có một vệ tinh chính bị hư hỏng.

Dựa vào cách sắp đặt của các vệ tinh mà khi đứng dưới mặt đất, bạn có thể nhìn được ít nhất là 4 vệ tinh trên bầu trời tại bất kỳ khu vực hay thời điểm nào.

*GPS là một hệ thống định vị vệ tinh không còn xa lạ với mọi người*

GPS cho phép mọi người trên toàn cầu có thể sử dụng một số tính năng của định vị GPS miễn phí. Do đó, bạn có thể sử dụng chức năng định vị trên các thiết bị thu GPS để xác định vị trí của mình một cách chính xác mà không tốn phí.

Cơ chế hoạt động của GPS

Các vệ tinh của hệ thống định vị GPS bay hai vòng trong một ngày và theo quỹ đạo đã được tính toán chính xác, đồng thời liên tục phát các tín hiệu có thông tin xuống trái đất. Các máy thu GPS nhận được tín hiệu và giải mã bằng những phép tính lượng giác, qua đó sẽ tính toán và hiển thị được vị trí của người sử dụng.

Các thiết bị Smartphone (Windows phone, iOS, Android) chính là một đầu thu GPS. Nói một cách dễ hiểu thì thiết bị điện tử sẽ thu dữ liệu từ các vệ tinh của GPS ở trên không trung, qua đó giúp định vị vị trí thiết bị.

*Sơ đồ mô tả cơ cấu hoạt động của hệ thống định vị GPS*

Cơ chế hoạt động của hệ thống định vị GPS vô cùng đơn giản, bạn có thể tưởng tượng như thế này. Trên bản đồ có 3 điểm cố định được đặt tên là A, B và C. GPS sẽ cho biết khoảng cách lần lượt từ các điểm A, B, C đến nơi bạn đang đứng là 3km, 2km, 1km.

Đầu tiên, vẽ một đường tròn lấy A làm tâm trên bản đồ và có bán kính 3km.
Tiếp theo vẽ lần lược các đường tròn với tâm là B (bán kinh 2km) và C (bán kinh 1km).
Nơi giao nhau của 3 đường tròn chính là vị trí hiện tại của bạn.

Thiết bị Smartphone phải nhận được tín hiệu tổi thiểu là 3 vệ tinh để cho ra vị trí hai chiều cũng như theo dõi chuyển động của người sử dụng. Khi nhận đươc tính hiệu từ 4 vệ tinh, thiết bị sẽ cho ra được vị trí ba chiều.

Một khi vị trí của bạn đã tính được thì thiết bị điện tử có thể tính ra các thông tin khác như: hướng chuyển động, tốc độ di chuyển, bám sát di chuyển, khoảng cách đích đến, khoảng hành trình…

Để có thể đưa ra vị trí chuẩn xác nhất, rất nhiều thiết bị GPS đã kết nối ít nhất 4 vệ tinh. Đó là lý do vì sao đôi khi để tìm ra vị trí chính xác của bạn, hệ thống định vị vệ tinh GPS lại mất khá nhiều thời gian.

Hệ thống định vị Glonass

Glonass là tên tiếng anh viết tắt của Globalnaya Navigatsionnaya Sputnilovaya Sistema, đây là một hệ thống định vị vệ tinh do Nga nghiên cứu và phát triển với chức năng tương tự như GPS. Hiện tại Iphone và nhiều thiết bị sử dụng hệ điều hành Android đã tích hợp hệ thống định vị vệ tinh Glonass cũng như GPS để đảm bảo sự chính xác tối đa.

*Glonass là hệ thống định vệ tinh do Nga phát triển*

Nếu như bạn đang ở khu vực có nhiều mây che phủ hoặc bị bao quanh bởi các tòa nhà cao tầng thì thiết bị điện tử sẽ sử dụng cả hệ thống định vị Glonass kết hợp cùng GPS .

Điều này sẽ giúp thiết bị điện tự được xác định bởi bất kỳ vệ tinh nào trong tổng số 55 vệ tinh trên toàn cầu (các vệ tinh của cả hệ thống định vị GPS và Glonass), từ đó tăng độ chính xác của việc định vị vị trí.

Tuy nhiên, hệ thống định vị vệ tinh Glonass thường chỉ được kích hoạt khi tín hiệu GPS yếu nhằm giúp tiết kiệm pin cho thiết bị điện tử.

Sự khác nhau Glonass và GPS

Giữa hệ thống định vị Glonass và GPS sẽ có một vài điểm không giống nhau. Chẳng hạn như:

Glonass có ít vệ tinh hơn: GPS có đến 32 vệ tinh quay quanh trái đất trong 6 quỷ đạo bay, trong khi đó Glonass chỉ có 24 vệ sinh với 3 quỹ đạo bay. Điều này có nghĩa là hệ thống định vị Glonass có nhiều vệ sinh đi theo cùng quỹ đạo hơn GPS và như vậy nó làm giảm độ chính xác về việc xác định vị trí.
Cách thức liên lạc với thiết bị nhận: Với hệ thống định vị GPS, các vệ tinh sử dụng cùng tần số vô tuyến nhưng sẽ có các mã khác nhau để liên lạc. Còn Glonass, các vệ tinh cùng mã nhưng lại dùng những tần số khác nhau. Điều này cho phép các vệ tinhcó thể liên lạc với nhau mặc dù đang ở cùng một quỹ đạo.

Glonass và GPS cái nào định vị chính xác hơn?

Độ chính xác của hệ thống định vị Glonass có thể nói là tương đương với GPS. Nhưng điều này không phải lúc nào cũng chính xác. Đầu thế kỷ 21, Glonass đã bị hỏng khiến cho hệ thống này hoạt động không được hiệu quả.

Từ sự cố này, Roscosmos (cơ quan vũ trụ Nga) đã đặt ra mục tiêu đưa Glonass tiệm cận với hệ thống định vị GPS về độ chính xác và tin cậy vào năm 2011. Và cuối năm 2010, Glonass đạt được mục tiêu đề ra và vượt qua hơn kỳ vọng mong đợi.

*Độ chính xác của Glonass tương đương với hệ thống định vị GPS*

Glonass đã được chứng minh đạt độ chính xác trong môi trường tối ưu (không có mây, tòa nhà cao tầng hoặ can nhiều từ vô tuyến) ở độ cao 2.8m. Kết quả này chỉ kém so với GPS một chút nhưng là mức hoàn toàn chấp nhận được trong ứng dụng thương mại lẫn quốc phòng.

Tuy vậy, độ chính xác của hệ thống định vị Glonass còn phụ thuộc vào nơi sử dụng hay sinh sống. Theo đó, Glonass cho độ chính xác cao hơn ở bán cầu Bắc so với bán cầu Nam do khu vực này tập trung nhiều trạm mặt đất.

Ứng dụng của định vị bằng vệ tinh

Hệ thống định vị bằng vệ tinh Glonass và GPS được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ quân sự cho đến sản xuất thiết bị điện tử. Cụ thể:

Ứng dụng trong quân sự

Hệ thống định vị vệ tinh được sử dụng để thám hiểm không gian, dẫn đường cho tên lửa và các cuộc hành quân .

Ứng dụng trong thi công công trình

Đo vẽ bản đồ địa hình và địa chỉnh; bố trí và kiểm tra bố trí các loại công trình; lập lưới khống chế tọa độ quốc gia; quan trắc biến dạng công trình; đo vẽ bản đồ đường sông, biển; thi công công trình thủy, dầu khí…

*Hệ thống định vị GPS và Glonass được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực*

Ứng dụng trong giao thông

Trong giao thông đường bộ: Sử dụng định vị vệ tinh cho các phương tiện giao thông như xe gắn máy, xe ô tô giúp xác định vị trí của các phương tiện và lộ trình di chuyển. Ngoài ra, hệ thống định vị vệ tinh còn có tác dụng hữu ích trong việc giám sát quản lý vận tải, tốc độ, hướng dẫn chuyển, theo dõi định vị cho các ứng dụng giao hàng bằng GPS…
Trong giao thông đường biển: Hệ thống định vị vệ tinh đã trở thành công cụ dẫn đường hàng hải lý tưởng trên biển, định vụ vị trí tàu thuyền, công trình biển…
Trong giao thông đường không:ICAO – Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế đã quy định sử dụng hệ thống định vị vệ tinh GPS trong dẫn đường cất và hạ cánh cho máy bay.

Ứng dụng cá nhân

Ngày nay, các phần mềm ứng dụng sử dụng hệ thống định vị vệ tinh được tích hợp trên máy tính bảng, Smartphone, laptop, đồng hồ định vị đã không còn xa lạ với mọi người. Những ứng dụng này cung cấp cho người dùng các thông tin cần thiết về định vị vị trí, chỉ dẫn lộ trình di chuyển…

Điển hình có thể kể đến mẫu đồng hồ định vị 360 Kid watch E1 của 360 Smart Life Group đã ứng dụng thành công hệ thống định vị Glonass. Mang lại lợi ích vô cùng tuyệt vời cho các bậc phụ huynh trong việc xác định vị trí của con khi bé đi ra ngoài một mình. Về sự sai lệch con số mà tính năng định vị của đồng hồ 360 Kid watch E1 đưa ra chỉ tính bằng cm.

Mong rằng những thông tin chia sẻ trong bài viết đã giúp bạn đọc hiểu hơn về hai hệ thống định vị phổ biến hiện nay là Glonass và GPS. Cũng như các tác dụng mà hệ thống định vị vệ tinh mang lại cho cuộc sống thực tiễn của con người.