Thiết bị GPS không thực sự liên hệ với vệ tinh và truyền thông tin cho họ. Họ chỉ nhận dữ liệu từ vệ tinh - dữ liệu luôn được truyền đi. Tuy nhiên, GPS không phải là cách duy nhất để các thiết bị có thể xác định vị trí của bạn.
Từ vệ tinh đến lòng bàn tay của bạn
Hệ thống định vị toàn cầu ban đầu được tạo ra bởi Hoa Kỳ để sử dụng quân sự, nhưng cuối cùng đã được mở ra để sử dụng dân sự. Ít nhất 24 vệ tinh GPS luôn ở trong quỹ đạo quanh Trái đất và chúng liên tục phát sóng dữ liệu.
Các vệ tinh được sắp xếp theo quỹ đạo sao cho bốn vệ tinh có thể nhìn thấy trên bầu trời từ bất kỳ điểm nào trên Trái Đất. (Bạn thực sự không thể nhìn thấy chúng, nhưng có một đường dẫn trực tiếp cho việc truyền sóng vô tuyến.) Điều này có nghĩa là GPS sẽ không hoạt động nếu các tín hiệu đang bị chặn - bạn sẽ muốn có một đường đi thẳng giữa bạn và bầu trời. Trong một hầm ngầm hoặc trong một hang động dưới một ngọn núi, nó sẽ không hoạt động.
Vệ tinh GPS liên tục truyền tín hiệu vô tuyến về phía Trái Đất. Mỗi lần truyền bao gồm vị trí của vệ tinh GPS và thời gian tín hiệu được gửi đi. Mỗi vệ tinh có một đồng hồ nguyên tử trên tàu, vì vậy thời gian rất chính xác.
Cách GPS xác định vị trí của bạn
Thiết bị có GPS tích hợp - cho dù đó là thiết bị định vị GPS trong ô tô chuyên dụng hay điện thoại thông minh - chỉ hoạt động như một bộ thu GPS. Thiết bị có GPS không thực sự là "liên hệ" với vệ tinh để xác định vị trí của nó. Thay vào đó, nó chỉ lắng nghe các tín hiệu radio đang được phát sóng từ các vệ tinh này mọi lúc.
Bộ thu tín hiệu GPS “lắng nghe” tín hiệu từ bốn hoặc nhiều vệ tinh. Tín hiệu từ các vệ tinh gần hơn sẽ đến sớm hơn, trong khi tín hiệu từ các vệ tinh xa hơn sẽ đến sau đó. (Sự chênh lệch thời gian thực tế rất nhỏ, nhưng có thể được nhận bởi bộ nhận GPS.) Bằng cách so sánh thời gian tín hiệu được phát và thời gian tín hiệu đến, người nhận có thể ước tính khoảng cách tương đối của nó từ tất cả bốn vệ tinh. Sử dụng trilateration, người nhận sau đó có thể xác định vị trí của nó.
Trilateration có vẻ hơi phức tạp, nhưng nó thực sự khá đơn giản. Hãy tưởng tượng nếu ai đó nói với bạn bạn là 500 dặm từ New York, 800 dặm từ Miami, và 700 dặm từ thành phố Kansas. Với thông tin này, bạn có thể xác định khu vực là khoảng cách chính xác từ tất cả các thành phố này và ước tính vị trí hiện tại của bạn. Nếu chúng tôi nói với bạn khoảng cách từ thành phố thứ tư, bạn có thể ước tính vị trí của mình chính xác hơn. Đó là trilateration trong một nutshell, và đó là những gì thu GPS đang làm bất cứ khi nào bạn sử dụng chúng.
Lựa chọn thay thế cho GPS
GPS không phải là cách duy nhất mà các thiết bị có thể ước tính vị trí hiện tại của bạn. Dịch vụ 911 sử dụng thông tin cường độ tháp di động để định vị vị trí của điện thoại di động. Điều này hoạt động theo cách tương tự - bằng cách đo sự khác biệt cường độ tín hiệu giữa nhiều tháp di động, thiết bị của bạn có thể ước tính vị trí hiện tại của bạn.
Hệ thống GPS không phải là mạng vệ tinh duy nhất có thể được sử dụng để định vị. Nga có hệ thống GLONASS của riêng mình và Trung Quốc có BDS. Châu Âu cũng đang làm việc trên thay thế riêng của mình để GPS, được gọi là Galileo. GPS có thể bị tắt hoặc bị hạn chế trong thời gian chiến tranh hoặc xung đột, vì vậy các quốc gia muốn vệ tinh của riêng họ là tự cung tự cấp.
GPS của riêng mình không phải là mối quan tâm về quyền riêng tư - ví dụ: nếu bạn có đơn vị GPS cũ cho ô tô của mình, có khả năng nó không thể truyền vị trí của bạn. Tuy nhiên, GPS có thể là một mối quan tâm riêng tư khi kết hợp với công nghệ truyền dẫn. Thiết bị theo dõi GPS không chỉ sử dụng bộ thu GPS - chúng lưu trữ dữ liệu GPS để truy xuất sau hoặc truyền dữ liệu GPS.
