Page 184 - DanSan68
P. 184
184 Muõ Ñoû 68
Nói nghe thì dễ nhỉ, nhưng làm sao đo khoảng cách từ vệ tinh.
Để thực hiện tính toán này, máy thu GPS phải biết hai thứ tối thiểu:
• Vị trí của ít nhất ba vệ tinh bên trên nó
• Khoảng cách giữa máy thu GPS đến từng vệ tinh nói trên
Bằng cách phân tích sóng điện từ tần số cao, công suất cực thấp từ các vệ
tinh, máy thu GPS tính toán ra được hai thứ trên. Máy thu loại xịn có thể
thu nhận tín hiệu của nhiều vệ tinh đồng thời. Sóng radio chuyển động với
vận tốc ánh sáng, tức là 300 ngàn km/giây trong chân không. Máy thu có
thể tính toán được khoảng cách dựa vào thời gian cần thiết để tín hiệu đến
được máy thu. Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu máy thu và các vệ tinh đã hoạt
động cùng nhau như thế nào để đo các khoảng cách này. Đây là một quá
trình khá phức tạp.
Vào một thời điểm nào đó, giả sửu vào lúc 0 giờ, một vệ tinh bắt đầu
truyền một chuỗi tín hiệu dài, được gọi là mã ngẫu nhiên giả. Máy thu
cũng bắt đầu tạo ra chuỗi mã giống hệt vào cùng thời điểm. Khi tín hiệu
từ vệ tinh truỳên đến máy thu, chuỗi tín hiệu đó sẽ bị trễ một chút so với
chuỗi do máy thu tạo ra.
Chiều dài khoảng thời gian trễ này chính là thời gian truyền của tín hiệu
từ vệ tinh. Máy thu nhân thời gian này với tốc đọ ámh sáng để xác định
quãng đường truyền tín hiệu. Giả sử rằng tín hiệu truyền trên đường thẳng,
đây chính là khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu. Để thực hiện phép đo
này, chúng ta phải chắc chắn là đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu phải
đồng bộ với nhau. Một sai số 1 mili giây sẽ dẫn đến sai số là 300 ngàn mét,
quá nhiều phải không các bạn. Do đó, độ chính các tối thiểu cho các máy
thu phải là cỡ nano giây (10-9 ). Để có độ chính xác như vậy, phải trang bị
đồng hồ nguyên tử cho không chỉ các vệ tinh mà còn máy thu của bạn nữa.
Nhưng đồng hồ nguyên tử thì lại đắt, khoảng 50 đến 100 ngàn đô. Điều đó
thì quá đắt cho người dùng nghèo như tớ (và một số trong các bạn nữa).
Để có thể đưa các ứng dụng GPS đến với chúng ta, các ký sư đã có một
giải pháp thông minh và hiệu quả. Mỗi quả vệ tinh mang theo một cái đồng
hồ nguyên tử, nhưng mỗi máy thu thì chỉ trang bị đồng hồ quartz thông
thường. Các đồng hồ quartz này được điều chỉnh liên tục dựa vào tín hiệu
được truyền đi từ các vệ tinh.
Trên lý thuyết thì 4 mặt cầu phải giao nhau tại 1 điểm. Nhưng do sai số
đồng hồ quartz rẻ tiền, 4 mặt cầu đã không cho 1 giao điểm duy nhất. Biết
rằng sai số này gây ra bởi đồng hồ trên máy thu là như nhau Δt, máy thu
Giả từ Denver
Nói nghe thì dễ nhỉ, nhưng làm sao đo khoảng cách từ vệ tinh.
Để thực hiện tính toán này, máy thu GPS phải biết hai thứ tối thiểu:
• Vị trí của ít nhất ba vệ tinh bên trên nó
• Khoảng cách giữa máy thu GPS đến từng vệ tinh nói trên
Bằng cách phân tích sóng điện từ tần số cao, công suất cực thấp từ các vệ
tinh, máy thu GPS tính toán ra được hai thứ trên. Máy thu loại xịn có thể
thu nhận tín hiệu của nhiều vệ tinh đồng thời. Sóng radio chuyển động với
vận tốc ánh sáng, tức là 300 ngàn km/giây trong chân không. Máy thu có
thể tính toán được khoảng cách dựa vào thời gian cần thiết để tín hiệu đến
được máy thu. Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu máy thu và các vệ tinh đã hoạt
động cùng nhau như thế nào để đo các khoảng cách này. Đây là một quá
trình khá phức tạp.
Vào một thời điểm nào đó, giả sửu vào lúc 0 giờ, một vệ tinh bắt đầu
truyền một chuỗi tín hiệu dài, được gọi là mã ngẫu nhiên giả. Máy thu
cũng bắt đầu tạo ra chuỗi mã giống hệt vào cùng thời điểm. Khi tín hiệu
từ vệ tinh truỳên đến máy thu, chuỗi tín hiệu đó sẽ bị trễ một chút so với
chuỗi do máy thu tạo ra.
Chiều dài khoảng thời gian trễ này chính là thời gian truyền của tín hiệu
từ vệ tinh. Máy thu nhân thời gian này với tốc đọ ámh sáng để xác định
quãng đường truyền tín hiệu. Giả sử rằng tín hiệu truyền trên đường thẳng,
đây chính là khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu. Để thực hiện phép đo
này, chúng ta phải chắc chắn là đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu phải
đồng bộ với nhau. Một sai số 1 mili giây sẽ dẫn đến sai số là 300 ngàn mét,
quá nhiều phải không các bạn. Do đó, độ chính các tối thiểu cho các máy
thu phải là cỡ nano giây (10-9 ). Để có độ chính xác như vậy, phải trang bị
đồng hồ nguyên tử cho không chỉ các vệ tinh mà còn máy thu của bạn nữa.
Nhưng đồng hồ nguyên tử thì lại đắt, khoảng 50 đến 100 ngàn đô. Điều đó
thì quá đắt cho người dùng nghèo như tớ (và một số trong các bạn nữa).
Để có thể đưa các ứng dụng GPS đến với chúng ta, các ký sư đã có một
giải pháp thông minh và hiệu quả. Mỗi quả vệ tinh mang theo một cái đồng
hồ nguyên tử, nhưng mỗi máy thu thì chỉ trang bị đồng hồ quartz thông
thường. Các đồng hồ quartz này được điều chỉnh liên tục dựa vào tín hiệu
được truyền đi từ các vệ tinh.
Trên lý thuyết thì 4 mặt cầu phải giao nhau tại 1 điểm. Nhưng do sai số
đồng hồ quartz rẻ tiền, 4 mặt cầu đã không cho 1 giao điểm duy nhất. Biết
rằng sai số này gây ra bởi đồng hồ trên máy thu là như nhau Δt, máy thu
Giả từ Denver
