Nguyên lý của định vị vệ tinh và ứng dụng của nó

Trong thế giới hiện đại, công nghệ định vị vệ tinh đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống hàng ngày. Công nghệ này không chỉ giúp chúng ta biết mình đang ở đâu mà còn mở ra nhiều ứng dụng tuyệt vời trong các lĩnh vực khác nhau như giao thông, quân sự, khoa học,…. Hãy cùng Sao Việt khám phá cách mà định vị vệ tinh đã và đang thay đổi cuộc sống của chúng ta một cách mạnh mẽ và kỳ diệu như thế nào.

Nguyên lý của định vị vệ tinh

Định vị tuyệt đối

Nguyên lý định vị tuyệt đối của vệ tinh là cơ sở cho hoạt động của hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Phương pháp này được sử dụng để xác định tọa độ chính xác của anten máy thu GNSS (Global Navigation Satellite System) dựa trên việc đo khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu. Kỹ thuật định vị tuyệt đối này có độ chính xác khoảng từ 10m đến 40m.

Định vị tuyệt đối bao gồm hai loại: định vị tĩnh và định vị động. Sự khác biệt giữa hai loại này là trạng thái di chuyển hay đứng yên của anten máy thu trong quá trình xác định vị trí.

Định vị tương đối

Bằng cách sử dụng đồng thời hai máy thu GNSS tại hai vị trí khác nhau, ta có thể quan trắc đồng bộ các vệ tinh để xác định vị trí tương đối của chúng trong hệ quy chiếu VN2000 cũng như các hệ tọa độ khác. Chỉ cần biết được tọa độ của một điểm, ta sẽ tính toán được tọa độ của điểm còn lại. Phương pháp này mang lại độ chính xác cao hơn nhiều so với kỹ thuật định vị tuyệt đối.

Ứng dụng của định vị vệ tinh

Đo đạc, quan trắc thực địa

• Hệ thống định vị vệ tinh GNSS được ứng dụng rộng rãi trong nhiều nhiệm vụ đo đạc và thực địa như sau:
• Lập lưới khống chế trắc địa: Yêu cầu về vị trí tương đối là từ 5.10-6 đến 1.10-6 đối với khoảng cách từ 20 đến 100 km. Các phép đo pha sóng mang GPS sau khi xử lý có thể đạt được độ chính xác cần thiết cho nhiệm vụ này.
• Theo dõi độ biến dạng cục bộ: Chủ yếu theo dõi độ lún trong khai thác khoáng sản hoặc sự biến dạng của các công trình. Đòi hỏi độ chính xác rất cao, từ 1mm đến 1cm trong khoảng cách vài km. Đây là nhiệm vụ khó khăn và ứng dụng GNSS có thể đáp ứng, tuy nhiên, môi trường đặt ăng ten và khả năng nhìn thấy vệ tinh trong một số môi trường công nghiệp có thể gây ra trở ngại.
• Đo đạc địa chính: Ứng dụng GNSS giúp thực hiện các phép đo địa chính chính xác và hiệu quả.
  Theo dõi độ biến dạng toàn bộ: Theo dõi hoạt động kiến tạo của địa tầng, yêu cầu độ chính xác từ 10-7 đến 10-8 trên cự ly liên tục. Nhiệm vụ này cần một mô hình quỹ đạo phức tạp của các vệ tinh GNSS và tính toán độ trễ tín hiệu qua tầng khí quyển.

>>>Xem thêm: Máy GPS RTK

Ứng dụng máy định vị vệ tinh GNSS vào công tác đo đạc ngoài thực tế

Giao thông và thông tin trên mặt đất

Ngày nay, GNSS được tích hợp vào các phương tiện giao thông đường bộ, đường thủy và đường không, từ đó giúp xác định vị trí và hành trình dễ dàng hơn. Sự tích hợp này không chỉ làm cho cuộc sống của con người thuận tiện hơn mà còn có vai trò rất quan trọng trong công tác cứu hộ và thi hành pháp luật.

Để có thể theo dõi và định vị, các phương tiện này cần trang bị máy phát chuyển tiếp tự động hỗ trợ máy thu GNSS. Vị trí xác định từ các thiết bị thu và xử lý GNSS có thể được truyền đến một trung tâm và hiển thị trên màn hình tại đó.

GPS được sử dụng để định vị tuyến đường, điểm đến trong quá trình tham gia giao thông

Trắc địa và xây dựng bản đồ trên biển

Hệ thống GNSS rất thích hợp cho việc định vị ven bờ và ngoài khơi nhờ vào độ chính xác cao và khả năng thực hiện trong thời gian ngắn. Trong các nhiệm vụ trắc địa biển, cần áp dụng các kỹ thuật quan sát và xử lý số liệu khác nhau như sử dụng các phép đo giả cự ly hoặc phép đo pha sóng mang.

GNSS hoàn toàn có thể đáp ứng các yêu cầu trắc địa trên biển, bao gồm đo vẽ bản đồ, xác định các chướng ngại để dẫn đường cho tàu thuyền (như đo vẽ bãi cạn, phao nổi), và đo vẽ cầu tàu, bến cảng cũng như trắc địa đáy biển.

>>>Tham khảo: Máy định vị gps độ chính xác cao

Ứng dụng GPS trong công tác giao thông đường thủy

Ứng dụng vào giao thông đường không

Hầu hết các hãng hàng không quốc tế đều sử dụng GNSS làm hệ thống dẫn đường bay dân dụng cho việc cất cánh và hạ cánh. Điều này cũng tuân theo quy định của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO). Tại Việt Nam, hãng hàng không quốc gia đã chính thức áp dụng GNSS từ năm 1998.

Trong các ứng dụng hàng không khác, như trong lâm nghiệp và gieo trồng ngũ cốc, các lĩnh vực này không yêu cầu mức độ an toàn cao như hàng không dân dụng mà chỉ cần đảm bảo độ chính xác trong việc dẫn đường bay. Kỹ thuật GNSS có thể đáp ứng dễ dàng các yêu cầu này.

Ứng dụng GPS trong hệ thống đường bay

Ứng dụng trong thám hiểm không gian

GPS đóng vai trò quan trọng trong việc định vị và định hướng bay cho các phương tiện không gian mang theo máy thu phát địa lý hoặc trắc địa. Các vệ tinh này thường có quỹ đạo thấp, vì vậy các phép đo có nguyên lý hình học tương tự như trên mặt đất. Lĩnh vực ứng dụng chủ yếu bao gồm đo viễn thám bằng vệ tinh và đo độ cao bằng radar.

Dữ liệu GNSS thu được giúp cải thiện hoặc đơn giản hóa quỹ đạo của các vệ tinh này, đôi khi thay thế phép định vị liên tục bằng phép định vị rời rạc trong việc xác định quỹ đạo bay.

Ứng dụng trong việc nghỉ ngơi giải trí

Thông thường, các thiết bị định vị siêu nhỏ cầm tay được sử dụng để theo dõi đồ vật, thú cưng hoặc các thiết bị GPS cầm tay dành cho những người đam mê du lịch và thám hiểm.

Ứng dụng trong quân đội

Ban đầu, hệ thống định vị toàn cầu được phát triển cho mục đích quân sự và vẫn được sử dụng chủ yếu trong việc dẫn đường cho hàng không, hàng hải và giao thông đường bộ.

Ứng dụng của định vị vệ tinh trong đời sống vô cùng phong phú. Để nhận tư vấn về các thiết bị định vị vệ tinh phục vụ cho công tác đo đạc, hãy liên hệ với Công ty TNHH Thương mại và Công nghệ Trắc Địa Sao Việt, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT

• Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
• Hotline: 0912 339 513
• Website: https://maytracdiasaoviet.vn/