MangVN

https://mangvn.org

Tìm hiểu GPS và A-GPS

Tìm hiểu GPS và A-GPS
Trên thực tế, hầu hết các thiết bị cầm tay (điện thoại di động, PDA,…) GPS hiện nay đều ứng dụng công nghệ A-GPS (Assisted GPS). Trong nhiều điều kiện thực tế, việc truyền dẫn tín hiệu GPS giữa vệ tinh và thiết bị nhận trên mặt đất hoạt động rất kém hoặc thậm chí không thể hoạt động, nhất là trong các thành phố lớn nhiều nhà cao tầng hoặc ở trong không gian kín. A-GPS chính là giải pháp cho vấn đề này.

Hệ thống vệ tinh GPS

Hệ thống vệ tinh GPS chia làm 3 phần:

Phần không gian

Gồm 24 quả vệ tinh (21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự trữ) nằm trên các quỹ đạo xoay quanh trái đất. Chúng cách mặt đất 12 nghìn dặm. Chúng chuyển động ổn định, hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ. Các vệ tinh này chuyển động với vận tốc 7 nghìn dặm một giờ. Các vệ tinh trên quỹ đạo được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặt đất có thể nhìn thấy tối thiểu 4 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào.

Các vệ tinh được cung cấp bằng năng lượng Mặt Trời. Chúng có 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.

Phần kiểm soát

Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ đạo và thông tin thời gian chính xác. Có tất cả 5 trạm kiểm soát được đặt rãi rác trên trái đất. Bốn trạm kiểm soát hoạt động một cách tự động, và một trạm kiểm soát là trung tâm. Bốn trạm này nhận tín hiệu liên tục từ những vệ tinh và gữi các thông tin này đến trạm kiểm soát trung tâm. Tại trạm kiểm soát trung tâm, nó sẽ sửa lại data cho đúng và kết hợp với hai anten khác để gữi 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.

Dưới đây là một số thông tin đáng chú ý về các vệ tinh GPS (còn gọi là NAVSTAR, tên gọi chính thức của Bộ Quốc phòng Mỹ cho GPS):

  • Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng năm 1978.
  • Hoàn chỉnh đầy đủ 24 vệ tinh vào năm 1994.
  • Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 10 năm.
  • Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500 kg và dài khoảng 17 bộ (5 m) với các tấm năng lượng Mặt Trời mở (có độ rộng 7 m²).
  • Công suất phát bằng hoặc dưới 50 watts.

A-GPS là gì?

Trên thị trường ngày càng xuất hiện nhiều hơn những chiếc điện thoại di động tích hợp sẵn chip định vị GPS và được hỗ trợ công nghệ A-GPS.

Đơn giản, thay cho việc truyền tín hiệu trực tiếp với vệ tinh, A-GPS kết nối tín hiệu qua một “trạm trung chuyển” là một hệ thống máy chủ hỗ trợ. Hệ thống trung gian này xác định vị trí của thiết bị so với các trạm thu phát sóng của các mạng điện thoại trung gian trong khu vực và từ đó tính toán ra vị trí trên hệ thống GPS. Có thể nói, nếu không có sự hỗ trợ của các trạm trung chuyển qua mạng điện thoại di động này, thiết bị A-GPS vẫn có thể nhận được tín hiệu từ vệ tinh nhưng không có khả năng giải mã vị trí.

Nguyên lý hoạt động của A-GPS

Một thiết bị tích hợp công nghệ A-GPS điển hình cần có các kết nối dữ liệu (qua mạng GPRS, 3G hoặc Wi-fi) để có thể truyền tải dữ liệu qua lại với máy chủ trung gian. Nhiều thiết bị hỗ trợ A-GPS vẫn có thể hoạt động với công nghệ GPS chuẩn không qua hỗ trợ của mạng truyền dẫn, tuy nhiên trong một số trường hợp, việc xác định vị trí theo thời gian thực sẽ gặp nhiều khó khăn do thông tin từ vệ tinh đến thiết bị không ổn định.

A-GPS có thể giúp gì cho bạn

A-GPS được thiết kế để nhận thông tin định vị từ vệ tinh nhanh hơn và đáng tin cậy hơn, nghĩa là bạn sẽ dùng GPS rất suôn sẻ. Thời gian cần thiết để một dịnh vị vị trí của một thiết bị GPS - được gọi là Thời gian cho lần định vị đầu (TTFF)- sẽ được cắt giảm tại hầu hết các vị trí địa lí trên thế giới.

A-GPS hữu dụng nhất khi bạn đang ở thành phố, nơi bạn phải tìm đường quanh các hẻm, hoặc khi đang lái xe.

A-GPS giúp người dùng có thêm kinh nghiệm về tất cả các ứng dụng có dùng GPS tích hợp khác trên máy.

Có phụ thu khi dùng A-GPS không

Bạn trả phí chuyển tải dữ liệu qua mạng cho nhà cung cấp dịch vụ. Hãy nhớ rằng chi phí có thể cao hơn khi bạn sử dụng dịch vụ chuyển vùng quốc tế.

Làm sao để biết A-GPS đã được kích hoạt trên thiết bị của Bạn

Hãy kiểm tra cài đặt sau trên máy Nokia của bạn:

Main menu > Tools > Settings > General > Positioning

> Positioning methods - Chọn A-GPS.
> Positioning server > Access point - Chọn nhà cung cấp điểm truy cập của bạn.
> Positioning server > Server address - địa chỉ server định vị A-GPS (mặc định supl.nokia.com)
Để khẳng định A-GPS đang hoạt động, mở một ứng dụng có hiển thị trạng thái Vệ tinh như Nokia Maps: Menu > Maps > Options > Maps options > Satellite info).

Khi đã nhận thành công thông tin về A-GPS, sẽ có 1 danh sách vệ tinh trên thanh công cụ ngắn nhìn thấy được ngay khi ứng dụng Nokia Maps được mở.

Làm thế nào để kích hoạt A-GPS

Trong lần đầu bạn dùng một ứng dụng có dịch vụ GPS (và A-GPS), thiết bị sẽ tự động hỏi về điểm truy cập (access point) với câu hỏi: Bạn cần có điểm truy cập để bảo đảm định vị. Xác định bây giờ? Nếu bạn muốn kích hoạt sử dụng A-GPS, trả lời Có.

Nếu bạn chọn Không, bạn có thể xác định diểm truy cập sau này: chọn Menu > Tools > Settings > General > Positioning > Positioning Methods > Assisted GPS.

Bây giờ bạn chỉ cần xác định điểm truy cập chính xác. Chọn điểm truy cập của nhà cung cấp dịch vụ của bạn để truy cập internet.

Nếu bạn muốn thay đổi điểm truy cập A-GPS, vào Main menu > Tools > Settings > General > Positioning

> Positioning methods - Kích hoạt/Tắt positioning methods. Nếu bạn không muốn dùng A-GPS (Vd: khi đang đi dạo) bạn có thể khóa a_GPS ở đây
> Positioning server - Thay đổi điểnm truy cập và địa chỉ positioning server dùng cho A-GPS (và mạng định vị khi có thể).

Nguồn lỗi của tín hiệu GPS

Những điều có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì thế ảnh hưởng tới chính xác bao gồm:

  • Giữ chậm của tầng đối lưutầng ion – Tín hiệu vệ tinh bị chậm đi khi xuyên qua tầng khí quyển.
  • Tín hiệu đi nhiều đường – Điều này xảy ra khi tín hiệu phản xạ từ nhà hay các đối tượng khác trước khi tới máy thu.
  • Lỗi đồng hồ máy thu – Đồng hồ có trong máy thu không chính xác như đồng hồ nguyên tử trên các vệ tinh GPS.
  • Lỗi quỹ đạo – Cũng được biết như lỗi thiên văn, do vệ tinh thông báo vị trí không chính xác.
  • Số lượng vệ tinh nhìn thấy – Càng nhiều quả vệ tinh được máy thu GPS nhìn thấy thì càng chính xác. Nhà cao tầng, địa hình, nhiễu loạn điện tử hoặc đôi khi thậm chí tán lá dầy có thể chặn thu nhận tín hiệu, gây lỗi định vị hoặc không định vị được. Nói chung máy thu GPS không làm việc trong nhà, dưới nước hoặc dưới đất.
  • Che khuất về hình học – Điều này liên quan tới vị trí tương đối của các vệ tinh ở thời điểm bất kì. Phân bố vệ tinh lí tưởng là khi các quả vệ tinh ở vị trí tạo các góc rộng với nhau. Phân bố xấu xảy ra khi các quả vệ tinh ở trên một đường thẳng hoặc cụm thành nhóm.
  • Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh – Là sự làm giảm tín hiệu cố ý do sự áp đặt của Bộ Quốc phòng Mỹ, nhằm chống lại việc đối thủ quân sự dùng tín hiệu GPS chính xác cao. Chính phủ Mỹ đã ngừng việc này từ tháng 5 năm 2000, làm tăng đáng kể độ chính xác của máy thu GPS dân sự. (Tuy nhiên biện pháp này hoàn toàn có thể được sử dụng lại trong những điều kiện cụ thể để đảm bảo gậy ông không đập lưng ông. Chính điều này là tiềm ẩn hạn chế an toàn cho dẫn đường và định vị dân sự.)

Sự hoạt động của GPS

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. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng. 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 khóa được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độvĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn 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, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.

Độ chính xác của GPS

Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng. Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanh chóng khóa vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắn liên hệ này, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng. Tình trạng nhất định của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS. Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét.

Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area Augmentation System) có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét. Không cần thêm thiết bị hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS. Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS Vi sai (Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét. Cục Phòng vệ Bờ biển Mỹ vận hành dịch vụ sửa lỗi này. Hệ thống bao gồm một mạng các đài thu tín hiệu GPS và phát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu. Để thu được tín hiệu đã sửa lỗi, người dùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ăn-ten để dùng với máy thu GPS của họ.

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây