GPS – Global Positioning System là hệ thống định vị toàn cầu do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ phát triển vào năm 1970, sử dụng mạng lưới các vệ tinh để cung cấp thông tin về vị trí và thời gian bất kể thời tiết và địa hình. Nó được thiết kế để hoạt động liên tục 24/7, ở bất kỳ đâu trên thế giới.
Nguyên lí hoạt động
GPS hoạt động dựa trên khái niệm của phép đo 3 cạnh, một phương pháp dùng để xác định vị trí tương đối của một vật thể dựa vào mô hình toán học.
Ví dụ ta có 1 vệ tinh, thông tin chúng ta biết là vị trí của vệ tinh, khoảng cách của nó tới điện thoại, và thông tin muốn tìm là vị trí của điện thoại. như vậy ta có thể vẽ ra 1 hình tròn có tâm là vệ tinh và bán kính là khoảng cách từ vệ tinh tới điện thoại.
Từ đó ta có thể biết rằng điện thoại đang ở đâu đó tại các điểm trên đường tròn này. Nhưng số lượng các điểm trên hình tròn là vô hạn, nên ta sẽ dùng tới vệ tinh số 2 để xác định vị trí của nó và điện thoại, và thu hẹp vị trí tìm kiếm xuống còn 2 giao điểm của 2 hình tròn.
Tương tự, ta sử dụng vệ tinh thứ 3 để xác định giao để xác định vị trí chính xác của điện thoại trong không gian 2 chiều.
Để xác định vị trí chính xác của điện thoại trong không gian 3 chiều, ta cần sử dụng thêm vệ tinh thứ 4 với cách tính toán như trên.
Thực tế, trên thế giới có tất cả 24 vệ tinh chính và một số vệ tinh dự phòng bay trên bầu trời với độ cao khoảng 20.000m. Tất cả chúng được sắp xếp sao cho ở 1 điểm bất kì trên trái đất đều được nhìn thấy bởi ít nhất 4 vệ tinh.
Như vậy, bằng cách tính toán khoảng cách của điện thoại và các vệ tinh, hệ thống GPS có thể cung cấp vị trí tương đối của chúng ta trên toàn thế giới với sai số khoảng 15m. Thật sự quá vi diệu.
Tuy vậy, GPS cũng có nhược điểm, đó là vì sử dụng sóng điện từ, nên GPS sẽ bị ảnh hưởng bởi thời tiết xấu, hoặc ở nơi có nhiều núi, nhà cao tầng, tín hiệu bị gián đoạn. Nên đôi khi bạn sẽ thấy tín hiệu GPS của mình đứng im, hoặc đột nhiên nhảy đi vài km cũng là chuyện bình thường.
