GPS là gì? Tại sao chúng ta cần nó? Sự khác biệt giữa các hệ thống định vị khác nhau là gì? Chúng tôi sẽ nói về mọi thứ trong bài viết này.
Hiện nay, GPS đối với chúng ta dường như là một thứ quen thuộc hàng ngày mà ai cũng đã từng nghe qua và hầu hết đều sử dụng trong cuộc sống hàng ngày. Đây là một trong những công cụ chúng tôi sử dụng trong các thiết bị của mình. Đồng thời, chúng tôi thậm chí không nghĩ về cách nó hoạt động, nó đến từ đâu, đã phải đầu tư bao nhiêu thời gian, công sức và tiền bạc để tạo ra hệ thống này. Ngày nay, máy thu tín hiệu GPS không chỉ có hoa tiêu, điện thoại, điện thoại thông minh, máy tính bảng, ô tô, thậm chí cả vòng đeo tay thể dục và đồng hồ "thông minh", dữ liệu của chúng được sử dụng trong ngành công nghiệp, thể thao nghiệp dư và chuyên nghiệp, tập hợp và đua xe và tất nhiên là trong ngành quân sự. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các hệ thống định vị khác nhau.
Định vị vệ tinh là gì?
Định vị vệ tinh, hay Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, là một hệ thống vệ tinh truyền dữ liệu về định vị toàn cầu và thời gian chính xác. Sóng vô tuyến có tần số nhất định được sử dụng để truyền thông tin. Sau khi nhận được dữ liệu đó, người nhận sẽ tính toán chúng và hiển thị tọa độ vị trí của chúng ta, đó là kinh độ, vĩ độ và độ cao trên mực nước biển.
Ngoài các hệ thống cơ bản (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo), còn có các hệ thống phụ trợ trong không gian. Chúng được gọi là hệ thống hiệu chỉnh vệ tinh (SBAS), chẳng hạn như Global Omnistar và StarFire, được sử dụng trong nông nghiệp.
Phía trên chúng tôi cũng có các hệ thống hỗ trợ khu vực như WAAS ở Mỹ, EGNOS ở EU, MSAC ở Nhật Bản và GAGAN ở Ấn Độ, đảm nhận việc sàng lọc dữ liệu ở các khu vực nhỏ hơn trên toàn cầu. Tất cả điều này được hỗ trợ bởi các thành phần mặt đất, mà chúng ta sẽ nói đến sau. Có rất nhiều định nghĩa trong hệ thống, nhưng chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết.
Đọc thêm: Những sứ mệnh không gian quan trọng và thú vị nhất vào năm 2021
Các loại định vị vệ tinh
GPS không phải là hệ thống định vị vệ tinh duy nhất hiện có. Một số loại vệ tinh bay trên đầu chúng ta, chịu trách nhiệm định vị địa lý của các thiết bị mà chúng ta để trong túi, đeo trên cổ tay hoặc sử dụng trong các thiết bị điều hướng. Tại sao có nhiều hệ thống mà không phải một? Tôi chắc chắn rằng câu hỏi này đã được hỏi bởi hầu hết những người dùng bình thường. Thực tế là ban đầu hệ thống GPS được tạo ra cho các nhu cầu quân sự, và quân đội vẫn có quyền kiểm soát nó. Điều này có nghĩa là họ kiểm soát vị trí của tất cả mọi người và mọi nơi trên thế giới. Tất nhiên, nhiều người không thích vị trí này, không chỉ đối thủ, mà ngay cả bạn bè. Do đó, những người chơi nghiêm túc trên thế giới đã quyết định phát triển hệ thống định vị của họ để quân đội của họ có thể kiểm soát chúng. Ngay sau đó các thiết bị tương tự GPS đã xuất hiện trên thế giới, cạnh tranh với nhau để giành danh hiệu tốt nhất và chính xác nhất trên thị trường. Đối với chúng tôi, những người dùng bình thường, đây chỉ là một lợi thế. Vì vậy, chúng ta hãy cố gắng giải quyết từng hệ thống riêng biệt.
GPS của Mỹ
Đây là hệ thống định vị đầu tiên mà chúng tôi sử dụng thường xuyên nhất. Khi chúng ta nghĩ về định vị vệ tinh, chúng ta thường sử dụng thuật ngữ GPS. Hệ thống của Mỹ ban đầu được gọi là Hệ thống Định vị Toàn cầu Định thời và Đo lường Tín hiệu NAVigation, gọi tắt là NAVSTAR-GPS.
GPS nằm trong tay quân đội Hoa Kỳ, hay đúng hơn là Lực lượng Không gian Hoa Kỳ. Tất cả các thiết bị đều được kiểm tra hoạt động bình thường bởi Space Delta 8, có trụ sở tại Căn cứ Không quân Shriver gần Colorado Springs và hoạt động như một phần của Bộ chỉ huy GPS.
Các ứng dụng dân dụng chỉ là một bổ sung nhỏ cho các ứng dụng quân sự, ưu tiên bố trí và độ chính xác định vị cao nhất. Người dùng phổ thông nhận được một phiên bản bị cắt bớt một chút, nhưng nó vẫn đủ tốt. Chúng ta không cần độ chính xác vài chục cm để lái xe hoặc chạy, nhưng độ chính xác ngày càng cao là cần thiết, ví dụ như trong điều hướng, trong bản đồ, trong nông nghiệp để theo dõi đồng ruộng, trong các công ty vận tải để theo dõi các phương tiện và trong nhiều lĩnh vực khác. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hệ thống GPS liên tục thay đổi, việc tối ưu hóa các vệ tinh đang diễn ra.
Trong quá trình sử dụng, hệ thống đã trải qua nhiều thay đổi và vẫn đang được hiện đại hóa, theo thời gian các vệ tinh có khả năng cao hơn được đưa vào mạng và các vệ tinh cũ được sử dụng trước đó sẽ bị phá hủy theo thời gian. Hầu hết chúng bốc cháy trong khí quyển, và đôi khi các mảnh vỡ chìm ở Thái Bình Dương.
Tính sẵn sàng đầy đủ của hệ thống GPS đạt được vào năm 1993, khi số lượng vệ tinh cần thiết được đưa vào quỹ đạo. Nhưng trở lại năm 1983, chính quyền của Ronald Reagan đã phê duyệt giấy phép sử dụng hệ thống dân sự. Điều này xảy ra sau khi Liên Xô bắn rơi một máy bay dân sự Triều Tiên vi phạm không phận Liên Xô. Tuy nhiên, ban đầu độ chính xác của hệ thống dành cho dân thường bị giới hạn ở mức 100 mét. Nhưng ngay cả điều này vào thời điểm đó cũng đủ để tránh những thảm họa tiếp theo.
Hoạt động của hệ thống GPS từ không gian được hỗ trợ thêm bởi vệ tinh WAAS (Hệ thống tăng cường diện rộng), cung cấp hiệu chỉnh dữ liệu cần thiết để tăng độ chính xác của hệ thống. Chúng được đặt tại Bắc Mỹ (và một phần ở Nam Mỹ) và chịu sự quản lý của FAA (Cục Hàng không Liên bang). WAAS nhằm hỗ trợ các ứng dụng định vị vệ tinh dân sự.
GLONASS của Nga
GLONASS là tên viết tắt của Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, hoạt động tương tự như GPS của Mỹ. GLONASS bao gồm 24 vệ tinh đang hoạt động nằm cách trái đất khoảng 19 km, và quỹ đạo của vệ tinh này mất 100 giờ 11 phút. Việc thử nghiệm hệ thống bắt đầu vào năm 15, tức là ở Liên Xô. Nó thực sự được tạo ra như một phản ứng đối với sự phát triển của Mỹ, được biết đến nhiều hơn ở đất nước chúng tôi với tên gọi "Chiến tranh giữa các vì sao". Liên Xô không muốn nhượng bộ Mỹ trong bất cứ điều gì, nhưng "Perestroika, glasnost, tăng tốc" đã làm được nhiệm vụ của họ. Các công trình hầu hết đã bị cắt ngang do thiếu vốn. Mặc dù, khi nó quay ra sau đó, không phải mọi thứ đã khép lại. Nó thực sự gây bất ngờ cho người Mỹ khi vào năm 1982, người ta chính thức thông báo rằng hệ thống GLONASS đã sẵn sàng hoạt động. Năm 1993, người Nga đã đưa cả một chòm sao gồm 1995 vệ tinh lên quỹ đạo.
Nhưng mọi thứ đã không được như vậy ngay từ đầu. Kỷ nguyên Yeltsin những năm 2002 cũng ảnh hưởng đến các chương trình không gian. Không có kinh phí, không ai quan tâm đến không gian và định vị vệ tinh. Kết quả là năm 7 chỉ có 2002 vệ tinh còn hoạt động. Tuy nhiên, người Nga đã bắt tay vào kinh doanh và, trong khuôn khổ chương trình khôi phục 2011-, đã đưa vào vận hành các vệ tinh GLONASS-K cải tiến, cũng như các hệ thống điều khiển mặt đất hiện đại đi kèm.
Ở giai đoạn tiếp theo của quá trình hiện đại hóa, giai đoạn 2012-2020, trọng tâm chủ yếu là cải thiện các tính chất của PNT (định vị, dẫn đường và đồng bộ hóa) nhằm tăng cường an ninh của nhà nước và khả năng của các hệ thống quốc phòng và dân sự. Công việc hiện đang được tiến hành trên thế hệ vệ tinh tiếp theo, được gọi là GLONASS-K2.
BeiDou Trung Quốc
Trung Quốc bắt đầu phát triển hệ thống định vị vệ tinh vào cuối thế kỷ 2000. Năm 1, họ đã hoàn thành giai đoạn phát triển đầu tiên của BDS-1, được biết đến nhiều hơn với tên gọi là hệ thống vệ tinh định vị BeiDou-2. Là một phần của dự án này, Trung Quốc và các quốc gia nước ngoài gần nhất đã được cung cấp hệ thống định vị. Bước tiếp theo là BDS-2020 với mạng vệ tinh cung cấp vùng phủ sóng trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Vào năm 3, là một phần của dự án BDS-, hệ thống BeiDou đã đi vào hoạt động trên toàn thế giới.
Hiện tại, có 35 vệ tinh trên quỹ đạo và tổng cộng, chương trình đã thực hiện 59 lần phóng với trọng tải đưa các thế hệ tiếp theo của hệ thống BeiDou vào quỹ đạo. Theo các nhà chức trách Trung Quốc, hơn 400 cơ quan và 300 nhà khoa học và kỹ thuật đã tham gia vào quá trình tạo ra chương trình BDS-000. Để hỗ trợ chòm sao vệ tinh mới nhất, hơn 3 trạm mặt đất đã được tạo ra để giám sát hoạt động chính xác của hệ thống. Tính khả dụng trên toàn cầu của hệ thống được ước tính là 40%, và đối với khu vực Châu Á - Thái Bình Dương trọng điểm, con số này thậm chí còn cao hơn, tức là nó hoạt động gần như hoàn hảo ở đó. Ngoài ra, người Trung Quốc đã nỗ lực rất nhiều để cải thiện độ chính xác của hệ thống.
BeiDou cũng cho phép các tin nhắn văn bản ngắn lên đến 14 bit (000 ký tự Trung Quốc). Giá trị này cũng có thể bao gồm ảnh hoặc bản ghi âm.
Cũng như những phát triển khác trong hệ thống định vị vệ tinh, người dùng địa phương phải trả tiền cho dịch vụ, nhưng kết quả thực sự ấn tượng.
Đọc thêm: Trung Quốc cũng háo hức khám phá không gian. Vậy họ đang làm như thế nào?
Galileo Châu Âu
Ưu điểm lớn nhất của hệ thống Galileo là gì? Không giống như GPS và GLONASS, nó vẫn nằm trong tay dân sự và không thuộc về bất kỳ chính phủ cụ thể nào, như trường hợp của Trung Quốc cộng sản. Hệ thống chỉ được xây dựng với mục đích lưu ý đến thị trường dân sự, và do đó nhu cầu của người dân cuối cùng ảnh hưởng đến sự phát triển của nó. Phải thừa nhận rằng Galileo là một luồng gió mới trong số các hệ thống định vị được quân sự hóa. Cho đến nay, chương trình Galileo đã hoàn thành 28 lần phóng và đưa 30 vệ tinh lên quỹ đạo. Hiện tại, hệ thống sử dụng đầy đủ các chòm sao vệ tinh, nhưng không phải tất cả các thiết bị đều luôn sẵn sàng và một số trong số chúng vẫn đang chờ đến lượt trong kho.
Phân khúc xử lý mặt đất được đặt tại hai trung tâm - Oberpfaffenhofen ở Đức và Fucino ở Ý. Ngoài ra, hệ thống còn bao gồm một mạng lưới các cảm biến giám sát, các trạm đo lường và truyền dữ liệu trên toàn thế giới.
Do quỹ đạo của tất cả các hệ thống này ngày càng trở nên bão hòa, vệ tinh Galileo được đặt ở vị trí cao hơn một chút, ở độ cao 23 km (thấp nhất là GLONASS, sau đó là GPS, BeiDou của Trung Quốc và trên đỉnh kim tự tháp Galileo ). Mất khoảng 222 giờ để mỗi vệ tinh quay quanh trái đất hoàn toàn. Đối với hầu hết các địa điểm trên trái đất, 14 đến 6 vệ tinh Galileo luôn sẵn sàng hoạt động, có nghĩa là độ chính xác rất cao, trong hầu hết các tình huống được đo bằng cm chứ không phải mét.
Galileo tương thích với hệ thống GPS, giúp cải thiện hơn nữa độ chính xác của các phép đo và hoạt động của nó cũng được hỗ trợ bởi hệ thống EGNOS (Dịch vụ Điều hướng Địa tĩnh Châu Âu), bao gồm các bộ phận mặt đất và vệ tinh chịu trách nhiệm cải thiện hoạt động và độ chính xác của hệ thống định vị vệ tinh .
MICHIBIKI Nhật Bản (Mic lội nước)
Để đảm bảo độ chính xác của việc điều hướng trên lãnh thổ của mình, Nhật Bản đã tạo ra một chòm sao vệ tinh nhỏ được gọi là Hệ thống vệ tinh Quasi-Zenith (QZSS) hoặc Mic lội nước. Ở các khu vực miền núi hoặc đô thị hóa cao, chỉ riêng GPS thường không đủ do có quá nhiều chướng ngại vật. 4 vệ tinh hoạt động kể từ tháng 2018 năm 2024 loại bỏ vấn đề này. Ba trong số đó vẫn thuộc khu vực Châu Á và Châu Đại Dương. Vào năm 7, nó được lên kế hoạch để đạt đến một chòm sao vệ tinh bao gồm đơn vị. Điều này sẽ cải thiện hơn nữa hiệu quả tổng thể của hệ thống và làm cho nó độc lập với GPS. Như vậy, Nhật Bản sẽ đảm bảo quyền tự chủ hoàn toàn trên lãnh thổ của mình.
Mặc dù quy mô nhỏ so với các hệ thống khác, QZSS đáp ứng tất cả mong đợi của người dân Nhật Bản, đồng thời hỗ trợ thêm vận chuyển ở tất cả các quốc gia nằm trên đường kinh tuyến đi qua lãnh thổ Nhật Bản.
Ngoài ra, Nhật Bản còn có hệ thống hỗ trợ chính xác GPS / Mic lội nước mang tên Hệ thống tăng cường vệ tinh MTSAT (MSAS). Nó bao gồm 2 vệ tinh, trong số những thứ khác, cung cấp dữ liệu thời tiết.
NavIC (NAVigation with Indian Constellation) là hệ thống định vị tương tự GPS của Ấn Độ, còn được gọi là Hệ thống Vệ tinh Định vị Khu vực Ấn Độ (IRNSS). Hệ thống này sau khi đạt được tất cả các khả năng của nó, sẽ hoạt động tương tự như hệ thống của Nhật Bản. Hiện tại, có 7 vệ tinh trên quỹ đạo cung cấp chức năng định vị ở Ấn Độ và ở khoảng cách lên tới 1500 km tính từ biên giới của đất nước. Hệ thống không phụ thuộc vào GPS.
NavIC được hỗ trợ bởi GAGAN (Hệ thống định vị tăng cường địa lý với GPS), bao gồm ba vệ tinh bổ sung và cơ sở hạ tầng mặt đất. Với việc đưa vào sử dụng, khoảng cách giữa hệ thống EGNOS và MSAS đã được thu hẹp, nâng cao hơn nữa mức độ an toàn hàng không dân dụng.
Hệ thống viện trợ toàn cầu
Trong khi mô tả các hệ thống riêng lẻ, chúng tôi cũng đề cập đến các hệ thống hỗ trợ khu vực. Tuy nhiên, hoạt động của định vị vệ tinh vượt ra ngoài ranh giới khu vực cũng có thể hỗ trợ các hệ thống hỗ trợ toàn cầu. Hiện tại, hai trong số chúng có thể được phân biệt. Đây là Omnistar và StarFire. Cả hai đều có hỗ trợ định vị vệ tinh, chủ yếu được sử dụng cho nhu cầu canh tác chính xác hiện đại. Việc sử dụng chúng đòi hỏi các bộ thu đặc biệt, nhờ đó người nông dân di chuyển qua các cánh đồng của mình có thể làm việc với độ chính xác lên đến 5-10 cm (hệ thống hỗ trợ ghi lại cho độ chính xác 1-2 cm). Định vị chính xác như vậy được cung cấp như một dịch vụ và yêu cầu các khoản phí bổ sung được trả trực tiếp cho việc cung cấp dữ liệu hệ thống.
Dịch vụ này dựa trên Hệ thống Định vị Toàn cầu Khác biệt (DGPS) và bắt nguồn từ việc sử dụng một bộ thu cơ sở được đặt ở một vị trí xác định. Bộ thu trên ô tô, ngoài tín hiệu vệ tinh, còn nhận được các hiệu chỉnh từ bộ thu cơ sở tĩnh.
Omnistar là một công ty độc lập và có thể mua máy phát cho nhiều loại máy khác nhau, trong khi hệ thống StarFire của nhà sản xuất thiết bị nông nghiệp John Deere, cung cấp các hệ thống tích hợp hoặc bên ngoài có độ chính xác đến ± 3 cm và hoạt động với GPS và GLONASS.
GPS hoạt động như thế nào?
Trong phần này, chúng tôi sẽ mô tả hoạt động của GPS sử dụng bản gốc, tức là phiên bản của Mỹ, vì chúng tôi hiện có nhiều dữ liệu nhất về nó. Những người khác hoạt động tương tự.
Chòm vệ tinh GPS
Một mạng lưới vệ tinh khá dày đặc là cần thiết để hoạt động tốt trên khắp thế giới. Trong trường hợp một chòm sao gồm 24 vệ tinh, chúng ta có thể chắc chắn rằng tại bất kỳ thời điểm nào và tại bất kỳ thời điểm nào trên Trái đất, chúng ta đều nằm trong phạm vi của bốn vệ tinh trong số chúng. Người Mỹ thường hứa rằng ít nhất 24 người sẽ có mặt trong 95% thời gian. Hiện tại, hệ thống được hỗ trợ bởi 31 vệ tinh. Trái đất được chia thành 6 vùng bằng nhau mà các vệ tinh di chuyển qua, và mỗi vùng có 4 trường để bao phủ.
Vào tháng 2011 năm 24, một sửa đổi có tên là Expendable 24. đã được đưa ra. Ba trong số 27 vệ tinh, và do đó các lĩnh vực mà chúng kiểm soát, được tăng cường bởi một vệ tinh bổ sung để thu tín hiệu nhanh hơn và độ chính xác tốt hơn trong điều kiện địa hình khó khăn. Ngoài ra còn có một số thay đổi để làm cho toàn bộ mạng lưới gồm vệ tinh hoạt động hiệu quả nhất có thể.
Các vệ tinh GPS di chuyển theo quỹ đạo MEO (Mean Earth Orbit) có thể dự đoán được ở độ cao khoảng 20 km, vì vậy bạn luôn biết chúng đang ở đâu. Ngoài ra, vị trí của chúng được kiểm tra bằng kính viễn vọng vô tuyến. Mạng điều khiển mặt đất bao gồm một trung tâm điều khiển chính, một trung tâm điều khiển dự phòng, 200 anten chỉ huy và điều khiển và 11 trạm quan sát nên luôn biết được vị trí của các vệ tinh. Một vòng quay của mỗi vệ tinh quanh Trái đất mất 16 giờ.
Làm thế nào để tất cả hoạt động trong thực tế?
Một vệ tinh quay quanh quỹ đạo liên tục truyền các tín hiệu vô tuyến được thu bởi thiết bị của chúng tôi có bộ thu thích hợp. Mỗi vệ tinh báo cáo vị trí và thời gian truyền của nó. Biết thêm về tốc độ di chuyển của sóng vô tuyến, chúng ta có thể tính được khoảng cách từ vệ tinh này. Nếu chúng tôi nhận thêm dữ liệu từ ba vệ tinh nữa và tải dữ liệu từ bốn vệ tinh xuống cùng một lúc, thiết bị sẽ tính toán vị trí của chúng tôi tại điểm giao nhau của dữ liệu đến từ tất cả các vệ tinh.
Để mọi thứ hoạt động trơn tru và chính xác, chúng ta vẫn cần những phép đo chính xác về thời gian tín hiệu được gửi đi. Làm thế nào điều này đã đạt được? Mỗi vệ tinh đều mang một chiếc đồng hồ nguyên tử - chiếc máy đo thời gian chính xác nhất mà con người từng phát minh ra. Độ chính xác của một chiếc đồng hồ như vậy là gì? Thời gian được đo chính xác đến từng phần triệu giây!
Thiết bị nhận sử dụng tất cả dữ liệu này để tính toán vị trí của chúng tôi một cách hiệu quả. Nhưng toàn bộ hệ thống cũng phải tính đến những vấn đề như thuyết tương đối hẹp, được viết bởi một người đàn ông được biết đến rộng rãi là Albert Einstein. Vật thể càng xa nguồn trọng lực thì thời gian truyền qua nó càng nhanh, do đó cần phải tính toán lại trên từng vệ tinh. Tóm lại, tất cả đều khá phức tạp, nhưng may mắn là chúng tôi đã sử dụng hệ thống này trong nhiều năm và chúng tôi nhận thấy rằng nó hoạt động và hoạt động khá tốt.
Tất nhiên, hoạt động bình thường của hệ thống cần có sự tham gia của các nhân viên có trình độ cao, trình độ đào tạo của họ có thể so sánh với các Trung tâm Kiểm soát Chuyến bay Vũ trụ.
GPS: hàng tỷ chi phí chương trình
Sau khi phóng lên quỹ đạo, vệ tinh sẽ không hoạt động ở đó mãi mãi. Các phiên bản cũ hơn có vòng đời là 7,5 năm, các phiên bản mới hơn là 12 năm và hệ thống GPS III / IIIF mới nhất dự kiến sẽ duy trì trên quỹ đạo trong 15 năm (dữ liệu cho phiên bản của hệ thống ở Hoa Kỳ). Sau thời gian này, thiết bị phải được thay thế, vì vậy một mẫu mới phải được chế tạo trong điều kiện vô trùng, và chỉ khi đó tác phẩm nghệ thuật này mới có thể đi vào quỹ đạo.
Ngoài thiết bị trong không gian, còn có thiết bị giám sát trên mặt đất và nhân viên được đào tạo chuyên sâu chịu trách nhiệm điều khiển hệ thống. Công việc cải thiện bộ phận mặt đất cũng đang được tiến hành, hiện tại, trọng tâm chính là Hệ thống Kiểm soát Vận hành (OCX) thế hệ mới và các hệ thống con liên quan. Các thay đổi được đưa ra dần dần, để không làm gián đoạn hoạt động của toàn bộ hệ thống GPS.
Khoảng 1,7 tỷ đô la (năm tài chính 2020) được chi để hỗ trợ toàn bộ hệ thống. Trong năm tài chính 2021, các nhà phát triển đã yêu cầu Quốc hội Hoa Kỳ hỗ trợ 1,8 tỷ USD cho chi phí duy trì hệ thống GPS. Do đó, với số tiền như vậy, chỉ những quốc gia lớn nhất mới đủ khả năng duy trì một hệ thống tự trị, và những quốc gia còn lại phải sử dụng những hệ thống hiện có. Để cho thấy chi phí của chương trình đang tăng lên như thế nào, chúng tôi chỉ có thể nói rằng năm 2012 là 750 triệu đô la (chúng tôi thậm chí không tính đến lạm phát, phương pháp tính toán và mức độ của nó ở đây).
Có dễ chặn GPS không?
Những ngày vàng son của hệ thống GPS trong lực lượng vũ trang đang dần bị lãng quên. Việc suy giảm và gây nhiễu tín hiệu vệ tinh ngày càng trở nên phổ biến và do đó, các loại vũ khí chính xác chỉ dựa trên dữ liệu không gian không còn hiệu quả như trước nữa. Vấn đề không chỉ ảnh hưởng đến bản thân vũ khí mà còn ảnh hưởng đến máy bay, tàu thủy, phương tiện trên bộ và bất kỳ thiết bị nào khác được trang bị bộ thu GPS.
Chúng tôi đã nhiều lần thấy các ví dụ về việc chặn tín hiệu GPS ở các điểm "nóng" trên Trái đất. Đã từng xảy ra rằng những con tàu khổng lồ trong cảng hoặc đang ra khơi, chẳng hạn như ở Biển Đen, đột nhiên biến mất khỏi bản đồ và xuất hiện trên chúng cách đó 30 km, và điều này có liên quan đến hành động của người Nga trong khu vực này. Tiếp tục chủ đề này, cần nói rằng các biện pháp tương tự thường được tổ chức ở Syria để đảm bảo hoạt động của các căn cứ Nga trong khu vực. Ngay cả Israel cũng bị ảnh hưởng bởi loại nhiễu này, nơi GPS đôi khi hoạt động kém hơn, và đây là một vấn đề nghiêm trọng, chẳng hạn đối với giao thông hàng không dân dụng.
Gây nhiễu tín hiệu GPS không đặc biệt khó. Một máy phát vô tuyến có công suất và tần số thích hợp được đặt gần mục tiêu được bảo vệ sẽ ngăn máy thu GPS nhận được dữ liệu chính xác. Các nhà sản xuất vệ tinh đang cố gắng chống lại điều này bằng cách phát triển các tín hiệu chống nhiễu ngày càng nhiều hơn, được trang bị trên các phiên bản mới nhất của thiết bị. Tuy nhiên, đây là một trò chơi mèo vờn chuột, và lợi thế nghiêng về phía những kẻ hủy diệt. Họ có thể đáp ứng sự thay đổi nhanh hơn với chi phí thấp hơn và khả năng lớn hơn. Rốt cuộc, các vệ tinh không thay đổi trong một tuần.
Ngoài mục đích quỷ quyệt, phương pháp chặn GPS còn được sử dụng để bảo vệ các nguyên thủ quốc gia. Không có gì ngạc nhiên khi người Nga đặc biệt yêu thích những công cụ như vậy. Điều này đặc biệt đúng với các động thái của Putin, điều mà họ cố gắng che giấu rằng trong khu vực mà ông ấy sinh sống, tất cả các hệ thống định vị có thể không hoạt động trong một thời gian nhất định. Người Nga bảo vệ con đường di chuyển của tổng thống của họ nhiều nhất có thể, vì vậy bằng cách chặn các hệ thống định vị, họ đang cố gắng, ít nhất một phần, loại trừ một cuộc tấn công bằng máy bay không người lái.
Bất chấp những vấn đề và bất cập nêu trên, chúng ta không nên mong đợi quân đội từ bỏ hệ thống GPS. Ngược lại, cuộc chiến chống lại các hệ thống gây nhiễu sẽ được tăng cường, và các hệ thống bổ sung sẽ được bổ sung vào trang thiết bị và vũ khí để ngăn chặn việc gây nhiễu tín hiệu GPS.
Điều hướng quán tính sẽ tiếp tục được cải thiện và vũ khí chính xác sẽ luôn có một phương pháp ngắm khác, hiệu quả không kém để dự trữ. Hiện tại, công việc chuyên sâu đang được thực hiện trên các giải pháp như vậy. Có cuộc nói chuyện về điều hướng hình ảnh, điều hướng du hành vũ trụ (quay ngược thời gian?) Và điều hướng dị thường từ tính. Công nghệ cao! Vì vậy, chúng ta vẫn còn rất nhiều điều thú vị đang chờ đợi chúng ta.
Định vị vệ tinh cho các mục đích dân dụng
Nhưng người dùng bình thường không mấy quan tâm đến những gì quân đội có ở đó. Chúng tôi muốn GPS giúp chúng tôi xác định vị trí của mình để hoa tiêu vạch ra chính xác lộ trình đi bộ đường dài trên núi hoặc chạy buổi sáng hoặc trong chuyến đi ô tô. Bây giờ thật khó để tưởng tượng cuộc sống của một người hiện đại mà không có những tiện nghi này.
Về nguyên tắc, chúng ta có thể nói rằng ngay cả khi chúng ta không sử dụng trực tiếp GPS, tức là chúng ta không tự bật đầu thu, chúng ta vẫn có thể sử dụng nó. Hệ thống hoạt động độc lập, nó đã trở thành một phần quen thuộc, tiện lợi và cần thiết trong cuộc sống của chúng ta.
Đọc thêm: