CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.2. Các công nghệ định vị
1.2.1. Các hệ thống phát tín hiệu
Vệ tinh hiện là loại hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất vì các ưu điểm của nó như tầm bao phủ rộng và có độ chính xác tương đối, đáp ứng được hầu hết các nhu cầu thông thường. Tuy nhiên phương pháp này không phải không có khuyết điểm:
Các hệ thống đang hoạt động đều được xây dựng cho mục đích quân sự, các tổ chức kiểm soát các hệ thống này có quyền hạn chế truy cập của
Chất lượng tín hiệu phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Các hoạt động thời tiết thông thường như giông bão có thể gây nhiễu một cách đáng kể vì vệ tinh ở quá xa so người nhận so với nơi hình thành nhiễu.
Phải có tầm nhìn tới vệ tinh: không nên có vật cản giữa thiết bị nhận và
vệ tinh vì tín hiệu có tính xuyên thấu kém.
Đồng hồ của thiết bị bị lệch dù ít cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến kết quả, có thể đòi hỏi chi phí sản xuất lớn để tạo ra đồng hồ độ chính xác cao.
Tuy nhiên, vệ tinh vẫn có rất nhiều ứng dụng trong viễn thông như truyền dẫn, phát hay khảo sát.
Có nhiều hệ thống vệ tinh được sử dụng để định vị như là:
- Hệ thống NAVSTAR GPS là hệ thống vệ tinh phát tín hiệu định vị được sử dụng nhiều nhất hiện nay. NAVSTAR GPS được triển khai bởi quân đội Mỹ, bắt đầu hoạt động hoàn chỉnh từ năm 1993. NAVSTAR GPS là sản phẩm kế thừa của hệ thống định vị bằng vệ tinh trước đó của Mỹ: Transit.
- Hệ thống GLONASS được Liên bang Xô Viết cũ xây dựng từ 1976 và đạt độ phủ toàn cầu năm 1991. Từ sau sự sụp đổ của Liên bang Xô Viết, hệ thống này không còn được duy trì tốt. Chỉ đến năm 2001, khi tổng thống Nga lúc bấy giờ là Vladimir Putin kí sắc lệnh duy trì thì các lỗ hổng trong hệ thống mới được khắc phục và hệ thống được nâng cấp để sử dụng thêm nhiều tần số
và kéo dài tuổi đời vệ tinh.
- Hệ thống Galilleo được đặt tên theo nhà thiên văn học nổi danh người Ý;
Galilleo hiện vẫn ở giai đoạn lập kế hoạch. Tuy nhiên Galilleo khác biệt với NAVSTAR GPS và GLONASS ở các điểm:
Có thể dùng để tăng cường độ chính xác cho việc định vị dựa vào NAVSTAR GPS và GLONASS: từ vài chục mét xuống vài cm; đồng thời có
khả năng hoạt động độc lập khi hai hệ thống trên có vấn đề.
Là dự án có sự hợp tác của nhiều quốc gia trong Liên minh châu Âu và
một số nước khác.
Được xây dựng cho mục đích dân sự, mọi đối tượng đều có thể sử dụng miễn phí; quá trình quản lý sẽ minh bạch hơn do có sự tham gia của nhiều quốc gia.
1.2.1.2. Các trạm thu phát (Base station)
Các trạm thu phát là nền tảng của truyền thông di động hiện đại, với ưu điểm cung cấp tín hiệu tốt trong các vùng đô thị, chi phí thấp và dễ lắp đặt hơn so với vệ tinh, ta có thể thấy các trạm thu phát ở hầu như mọi nơi.
Trạm thu phát là những điểm truyền / nhận sóng vô tuyến tới các thiết bị di động, thường chỉ hoạt động trong một phạm vi nhất định. Thêm nữa, các dịch vụ di động chỉ có thể dùng một số tần số đã được cấp phép (số lượng tần số này có hạn). Do đó, để có thể cung cấp dịch vụ một cách xuyên suốt cho người dùng, các trạm thu phát thường có vùng phủ sóng chồng lên nhau. Mật độ trạm thu phát cũng tùy vùng mà thay đổi:
Ở các vùng đô thị mật độ trạm phải cao vì:
- Có nhiều kiến trúc kiên cố, sóng vô tuyến không dễ xuyên qua.
- Lượng người dùng tập trung lớn trong khi số kênh thu phát lại phụ thuộc vào số tần số được các tổ chức quản lý cho phép dùng nên cũng bị giới hạn, các trạm buộc phải dùng lại cùng một kênh tại cùng một thời điểm mà
không làm ảnh hưởng lẫn nhau.
Ở các vùng nông thôn thì mật độ trạm lại thấp vì lượng người dùng ít, các công trình xây dựng thường không cao mà tầm phủ sóng của các trạm lại khá rộng.
Vì các trạm thu phát là cố định, nên nếu biết được người dùng thiết bị di động đang ở trạm thu phát nào gần nhất thì có thể suy ra được vị trí tương
đối của người dùng. Tuy nhiên sai số sẽ lớn ở các vùng nông thôn do mật độ
trạm thưa và tầm phủ sóng của một trạm có thể lên đến hàng kilômét.
Điện thoại di động có thể dựa vào mã số trạm, mã mạng và mã nước để
truy vấn các cơ sở dữ liệu vị trí trạm như OpenCellID, từ đó suy ra vị trí của mình.