GPS là gì?
Sự tuyệt vời từ những chiếc vệ tinh của Hoa kỳ đến chiếc Iphone trong lòng bàn tay bạn
Từ ngàn xưa con người thường ngước lên bầu trời nhìn những chòm sao trong đêm tối để ước đoán vị trí của mình nhất là những thuỷ thủ trên biển khơi. Nhờ góc nhìn này các thuỷ thủ có thể ước đoán họ đang ở đâu đang di chuyển về hướng nào?
Vào thời đại hôm nay, khi con người muốn có một CHÒM SAO nhân tạo người ta nghĩ ngay đến nhóm 27 ngôi sao nhân tạo GPS của QUÂN ĐỘI HOA KỲ gồm 24 hoạt động và 3 dự phòng trong thập niên 1960-1980 cho vấn đề quốc phòng. Sau này vai trò quân sự này được truyền qua luôn cho dân sự (năm 2000).
https://www.pcmag.com/article2/0,2817,2402755,00.asp
Khi các vì sao đang được thay thế bằng các vệ tinh: khoảng cách từ các vệ tinh đến bạn trong cùng một thời điểm sẽ xác định vị trí của bạn và hướng đi của bạn. Các vệ tinh GPS ra đời là vậy.
Cách đây không lâu mỗi lần đi đâu chúng ta dùng Internet để nhờ Google hướng dẫn con đường chúng ta đi, thế là văn minh và tiện lợi quá rồi. Một thời dùng bản đồ tìm vị trí mình muốn tới đã qua.
Tiếp theo là thời đại GPS đi đâu chúng ta cứ cho địa chỉ vào cái Iphone xong GPS sẽ hướng dẫn chúng ta lái xe tới đó. Chúng ta thực sự đã vươn tới thời đại của Tương lai khi những dụng cụ tân tiến này sẽ được vệ tinh giúp đỡ định vị rất chính xác bất cứ vị trí nào trên mặt địa cầu này.
Thế thì GPS là gì?
Theo trang space.nasa.com GPS viết tắt từ Global Positioning System là một hệ thống định vị địa cầu gồm có 3 phần:
– Vệ Tinh (satellites)
– Trạm kiểm soát đóng trên mặt đất (ground stations)
– Dụng cụ nhận tín hiệu (receivers)
Các vệ tinh nhân tạo hoạt động như những vì sao nhân tạo bay quanh trái đất.
Các trạm kiểm soát dùng radar để biết chắc các vệ tinh này thực sự hiện hữu bất cứ thời gian nào.
Bộ phận nhận tín hiệu nằm trong Iphone của bạn, trong xe đời mới của bạn những thứ này luôn luôn LẮNG NGHE tín hiệu phát đi từ những vệ tinh hoạt động thường trực này. Các bộ phận nhận tín hiệu trong tay bạn luôn hình dung được hay tính toán được bao xa từ máy bạn tới các vệ tinh này.
Như thế Hoa Kỳ có ít nhất là 24 vệ tinh luôn luôn bay trong quỹ đạo địa cầu chúng thường trực phát ra các dữ liệu.
Theo ý nghĩa của GPS thì Hoa Kỳ cần sắp đặt làm sao luôn luôn có 4 vệ tinh thấy được trong bầu trời từ bất cứ điểm nào trên mặt đất. Dỉ nhiên bạn không thấy dược bằng mắt thường nhưng tia sóng radio sẽ thấy được nó. Điều này có nghĩa GPS sẽ không hoạt động nếu nó bị ngăn chận (blocked) Như vậy, nếu dưới bunker hay trong địa đạo sâu thì GPS không thể hoạt động được.
Các vệ tinh GPS liên tu bất tận truyền các tín hiệu radio xuống mặt đất. Ý nghĩa của sự truyền dẫn (transmitting) này bao hàm thời gian truyền và vị trí của vệ tinh. Trên vệ tinh có một đồng hồ nguyên tử nên thời gian tính toán cực kỳ nhạy bén cùng chi li.
Làm sao GPS tính toán được vị trí của bạn?
Một dụng cụ tinh vi có sẵn trong hệ thống GPS có thể trong xe đời mới của bạn hay trong smartphone của bạn. Tuy là tinh vi nhưng nó chỉ là bộ phận NHẬN mà thôi. Dụng cụ GPS này nó không THỰC SỰ ‘tiếp xúc’ với vệ tinh để biết được vị trí của nó nhưng thay vì vậy nó LẮNG NGHE các tín hiệu radio truyền đi từ các vệ tinh không bao giờ ngưng nghỉ.
Một bộ phận lắng nghe GPS như thế của bạn phải cùng một lúc lắng nghe ít nhất là từ 4 vệ tinh. Các tín hiệu radio từ vệ tinh gần nhất đương nhiên đến mau hơn và vệ tinh nào xa hơn dỉ nhiên đến muộn hơn. Máy tính điện toán trong bộ nhận GPS của bạn sẽ tính toán so sánh thời gian tín hiệu đi và thời gian tín hiệu bắt đầu phát từ vệ tinh để tìm ra khoảng xa đối với bốn vệ tinh. Từ đó máy tính của bộ nhận này sẽ tìm ra vị trí của mình đang ở đâu trên mặt đất?
Giao điểm có chữ BẠN màu đỏ là đáp số cho vị trí chính xác của Bạn. Chỉ có điểm này mới thoả mãn cho vị trí đúng nhất của bạn (cách A 500 km cách B 800 km và cách C 700 km). Như thế càng có nhiều vệ tinh chiếu sóng radio nhằm xác định vị trí bạn đang hiện diện trên mặt đất thì chuẩn độ của bạn càng đúng hơn. Chúng ta không quên đồng hồ nguyên tử (atomic clock) chính xác tới 1/1,000,000 giây. Computer trong các vật dụng liên quan tính toán chuyện này.
Chuyện này không phải là khó hiểu. Ăn thua là máy tính thật tinh vi. Ví dụ có ai đó nói bạn đang cách xa thành phố A 500 km và cách xa thành phố B 800 km cùng một lúc cho bạn biết bạn cũng cách xa thành phố C 700 km. Từ thông tin này bạn có thể tìm ra vị trí của bạn hiện nay. (BẠN đang đứng ở Giao điểm 3 vòng tròn có màu đỏ là đáp số)
Nếu cùng thời gian này tôi cho bạn biết thêm khoảng cách bạn xa một thành phố thứ 4 bao nhiêu nữa thì vị trí đứng của bạn tìm ra lại càng CHÍNH XÁC HƠN nữa.
Ý nghĩa của BỘ NHẬN trên smartphone hay trong xe của bạn cũng nôm na vậy thôi.
A cell tower
911 ứng dụng định vị tương tự
911 dùng cell tower tạm dịch là trạm phát sóng để tìm ra vị trí cell phone của bạn đang kêu cứu ở đâu? Bằng cách cùng một lúc các cell tower đo khoảng cách từ cell tower 1 và 2 hay 3 đến vị trí của bạn họ sẽ tìm ra vị trí hiện tại của bạn đang kêu cứu.
Chuyện gì xảy ra nếu các vệ tinh GPS đều bị bắn hạ
Đó là lý do tại sao chúng ta thấy bộ ba Nga Tàu và cả Bắc Hàn, Iran… đang đầu tư vào cuộc chiến tranh Ngoại Tầng Không Gian; do họ biết Hoa Kỳ lệ thuộc nhiều vào các vệ tinh GPS hôm nay.
GPS không còn sẽ ra sao dưới đất?
Các điện thoại thông minh chúng ta sẽ mất các ứng dụng định vị do chúng ta phụ thuộc hoàn toàn vào GPS. Điều tệ hại còn trầm trọng hơn mức nghĩ của chúng ta. Chúng ta cần biết thêm các vệ tinh GPS của Mỹ còn mang theo Đồng Hồ Nguyên Tử với độ chính xác hết sức nhỏ để duy trì tiêu chuẩn thời gian cho toàn thế giới dưới đất. Sự chính xác này đóng vai trò chính cho việc vận hành thông suốt chi ly từ lưới điện giao dịch ngân hàng, tài chính quốc tế với tốc độ rất nhanh tới phần TRIỆU CỦA GIÂY. Ngay cả dịch vụ Internet mà bạn đang ngồi trước computer lúc này cũng nhờ GPS để định tuyến dữ liệu từ nối kết với tất cả kỹ thuật số với hàng triệu thông tin mà Google truy cập (searching) trong 1 giây đồng hồ.
Các dữ liệu về thời tiết cùng tiên đoán sẽ bị bế tắc và sụp đổ.
Nguy hiểm nhất trong vấn đề quân sự khi tất cả GPS đều bị bắn hạ các con tàu ngoài khơi các phi cơ đang bay kể cả các hỏa tiễn hành trình đều bị “MÙ” và mất tất cả phương hướng lạc loài với thế giới còn lại?! Quân đội Mỹ và cả đồng minh sẽ gặp thảm nạn kinh hồn khi mất GPS các phi cơ không người lái sẽ là vô chủ khi giám sát thiên nhiên hay theo dõi khủng bố…
Còn quá nhiều thứ để hiểu chúng ta đang lệ thuộc vào GPS hôm nay và rõ ràng mất GPS đối với hôm nay là thảm họa đối với cuộc sống đang trôi chảy trơn tru hiện tại.
Đinh Hoa Lư
Ngày 2/1/2022
Tham khảo:
– https://www.directionsmag.com/article/3874
– https://www.howtogeek.com/137862/htg-explains-how-gps-actually-works/
– https://electronics.howstuffworks.com/gadgets/travel/gps.htm
– https://spaceplace.nasa.gov/gps/en/
Be the first to comment