T́m hiểu về GPS

Nâng cấp Hệ thống Định vị Toàn cầu - GPS để thấy nhiều hơn, làm nhiều hon

G S Tôn thất Tŕnh

Một thí dụ về cḥm sao GPS di chuyển với trái đất xoay. Lưu ư số lượng vệ tinh thấy được từ một điểm thay đổi trên mặt đất, trong h́nh này 45°bắc (h́nh trích từ Wiki)

Một khía cạnh sử dụng vệ tinh quan trọng cho quốc pḥng và thương măi có lẽ nên hiểu biết thêm là Hệ thống Định vị Toàn cầu - Global Positioning System , viết tắt là GPS , chúng ta thường liên kết với các linh kiện điều khiển du hành - navigation devices , ngày nay đă trở nên loại trang bị tiêu chuẩn trên xe hơi. Nhưng thật ra GPS đă trở thành trung tâm thần kinh cho thế kỷ thứ 21 , tranh dành cùng Internet , giúp cho các hảng tàu chở hàng hóa theo dơi các chuyến hàng, hướng dẫn các toán chửa lữa đến các điểm nóng và ở Hoa Kỳ giúp cho ai dó t́m ra các chó nuôi mất tăm tích. Theo Bradford W. Parkinson, đại tá không quân khuôn mặt non trẽ vừa rời khỏi cuộc chiến tranh Việt Nam, đây là một tiện nghi có mặt khắp nơi khiến mọi người xem đó là điều đương nhiên. Không có GPS , thẻ ( cạc ) rút tiền tự động ATM sẽ không c̣n nhả ra tiền măt đô la nữa, Wall Street sẽ sai lầm ngớ ngẩn trên mua bán cỗ phần, và các tay lái không có manh mối sẽ lạc mất lố . Cách đây 30 năm, đại tá Parkinson hướng dẫn một nhóm Ngũ Giác Đài ( Bộ Quốc Pḥng Hoa Kỳ ) phát triễn GPS ở căn cứ quân sự tại thị trấn El Segundo, Nam Ca Li, Hoa Kỳ. Nay các nhà khoa học, các kỷ sư, gồm luôn cả những ai đang hoạt động ở xưởng chế tạo vệ tinh dàn trải rộng tại El Segundo , đang phát triễn một nâng cấp trị giá 8 tỉ đô la, gíup cho hệ thống đáng tin cây hơn, lan tràn rộng lớn hơn và chính xác hơn. Hệ thống mới được h́nh dung ra để nhắm đích một vị trí trong tầm ṿng tay, so với mức -biên tế sai lầm hiện hửu là 20 bộ ( 6m ) hay hơn nữa. Với kiểu chính xác như vậy, một điện thoại di động GPS hổ trợ có thể hướng dẫn bạn đến ngưỡng cửa tiện cà phê Starbucks, thay v́ đến một nơi nào đó trong khu phố. Marco Caceres , nhà phân tích chánh không gian cho hảng khảo cứu không gian Teal Group nói: Hệ thống mới có tiềm năng cung cấp những khả năng chúng ta chưa hề biết tới . V́ GPS đụng tới quá nhiều công nghệ, thật khó tưởng tượng nổi một công nghệ không liên quan tới GPS .

Con số 24 vệ tinh làm ra một cḥm sao GPS ( rất nhiều vệ tinh này được chế tạo ở xưởng hảng Rockwell cũ ở thị trấn Seal Beach , Nam Ca Li 0 sẽ được thay thế từng chiếc một ). Vệ tinh thay thế đầu tiên dự kiến phóng đi từ Cape Canaveral, cuối tháng 5 năm 2010. Đại tu bổ dự trù mất 10 năm mới hoàn tất và được nhóm kỷ sư căn cứ Không Quân Hoa Kỳ Los Angeles tại El Segundo giám sát; nơi Parkinson và nhóm của ông phát triễn hệ thống hiện hửu. Theo lời đại tá David B. Goldstein, kỷ sư trưởng cho chương tŕnh nâng cấp, ai nấy cũng đều biết là thế giới dựa vào hoạt động GPS.

Thành phố San Diego trực tiếp biết đến, năm 2007, khi Hải quân Hoa Kỳ ngẩu nhiên làm tắt nghẽn các tín hiệu GPS trong vùng, làm hư dịch vụ điện thoại tế bào và hệ thống kêu gọi khẩn cấp các bác sĩ của một bệnh viện. Thành phố New York cũng bị tai ương tương tự một năm sau. Nâng cấp họa kiểu ra, một phần để ngăn ngừa nạn mất tín hiệu bằng cách tăng thêm số tín hiệu bấm chiếu trở về Trái Đất từ 4 vệ tinh ( xem h́nh ) những máy nhận- GPS receivers . Hiện nay có đến một tỉ tín hiệu, có thể xác định rất chính xác đúng vị trí ở trên mặt đất địa cầu .
Dù cho “định vị -positioning “ là một ứng dụng hiển nhiên của kỷ thuật, nhưng kỷ thuật cũng là một bấm giờ định thời gian chấm công khẩn thiết cho ngành công nghệ tài chánh. Giao dịch khắp nơi đa dạng như rút tiền ATM và trao đổi cổ phần Wall Street, được đóng tem thời gian nhờ gỏ điểm những đồng hồ nguyên tử chính xác đặt trên các vệ tinh GPS. Đây là một kỷ thuật cốt cán cho Wall Street, v́ cứ mỗi phân số một giây đồng hồ lại có nghĩa là hàng tỉ đô la Mỹ !

Trước GPS, các nhà thám hiểm và các người đi biển h́nh dung nơi họ đang ở đó, bằng cách nh́n mặt trời và các v́ sao ( tinh tú ).Ngay cả khi đă có con quay hồi chuyễn - gyroscope và rađiô, du hành vẫn c̣n chưa chính xác cjho lắm ; biên tế ( mức ) sai lạc khoảng chừng một hay hai dặm Anh. Chiến Tranh Lạnh đă làm nổi bật nhu cầu phải làm ra một cái ǵ tốt hơn. Khi Nga Sô Viết phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên trên thế giới Sputnik , vào năm 1957, các nhà khoa học viện đại học Johns Hopkins đă tranh nhau theo dấu nó. Rồi họ nhận thức là họ có thể định vị trí của Sputnik bằng cách theo dơi các làn sóng rađiô nó phát ra.

Điều này dẫn đến một ư niệm đột khởi. Nếu các làn sóng rađiô có thể dùng để theo dấu một vệ tinh từ Trái Đất, những làn sóng rađiô từ vệ tinh cũng có thể dùng để qui định vị trí một vật thể trên mặt đất .

Ngũ Giác Đài nhảy vọt chụp bắt ngay ư niệm. Đặc biệt Hải Quân cần giúp đở hướng dẫn các tàu ngầm ( tiềm thủy đỉnh ) hạt nhân. V́ lư do tàu ngầm chạy dưới biển hàng tháng, chỉ thỉnh thoảng trồi lên mặt biển, nền tàu ngầm không có cách chính xác biết rỏ nơi tàu đang chạy, cho nên làm giảm bớt độ chính xác của các hỏa tiễn .

Vào thập niên 1960, Ngũ Giác Đài phóng lên hơn một tá vệ tinh, có tên là chương tŕnh Transit, trong đó các tàu ngầm nhận được những tín hiệu định vị( trí ) khi tàu trồi lên mặt biển. Tuy vậy, hệ thống chỉ chính xác khoảng 100 bộ Anh ( 30m ) và khi tàu ngưng chạy, đứng yên. Chánh phủ Hoa Kỳ cần có cái ǵ tốt hơn. Đó là lúc Parkinson nhảy vào. Năm 1972, Ngũ Giác Đài bổ nhiệm ông để phát triễn một hệ thống điều khiển du hành căn cứ vào vệ tinh, đă gặp nhiều kẻ chê bai hơn là người ủng hộ. Parkinson nhớ lại những chuyến công du thường xuyên đến thủ đô Hoa Thịnh Đốn- Washington hầu gạt qua những chỉ trích từ các chánh trị gia và ngay cả vài cấp chỉ huy bộ Quốc Pḥng Hoa Kỳ phủ nhận dự án , xem đó là một phí phạm tiền thuế dân Hoa Kỳ đóng góp. Parkinson, nay đă 75 tuổi và là giáo sư danh dự viện đại học Stanford, nói: Chúng tôi được cho biết là hệ thống vô dụng, không có tương lai ǵ cả. Và nghĩ rằng chúng tôi đă chứng minh là họ lầm lạc.

Ngoài Rockwell, Parkinson chiêu mộ các kỷ sư thuộc Tổ Hợp Không Gain- Aerospace Corp. , cũng tại El Segindo . Vệ tinh đầu tiên phóng lên năm 1978 và hệ thống khởi sự hoạt động bán phần với 21 vệ tinh năm 1993. Giới quân sự Hoa Kỳ nắm giựt mau lẹ kỷ thuật, sử dụng GPS để hướng dẫn quân đội xuyên qua các bảo cát ở Chiến Tranh Vịnh- Gulf War đầu tiên . Vài năm sau , năm 1995, GPS trở thành một tên trong gia thất , khi đại úy không Quân Scott F. O’ Grady dùng dụng cụ cầm tay để hướng dẫn những kẻ cứu vớt đến vị trí ḿnh , sau khi phản lực cơ ông bị bắn rơi ở xứ Bosnia-Herzegovina.

Kể từ đó, GPS đă cách mạng hóa chiến tranh. GPS được dùng để hướng các máy bay không người lái - drones t́m kiếm các phiến loạn ỏ A Phú Hăn - Afghanistan và giúp cho các” bom thông minh -smart bombs “ thả từ 40 000 bộ ( 12 000 m ) vẫn rơi xuống trong ṿng 3m đích nhắm. Ngũ Giác Đài hoạt động và kiểm soát hệ thống vệ tinh GPS dùng ở mọi quốc gia trên thế giới. Măi cho đến năm 2000, Ngũ Giác Đài cố t́nh hạ cấp tín hiệu nào các linh kiện giới dân sự có thể đọc được .

Áp dụng thương măi bùng nổ năm 2000, khi tổng thống Clinton ra lệnh cho Ngũ Giác Đài ngưng thao tác các tín hiệu. Lo Ngại là Hoa Kỳ sẽ chuyễn lật nút làm tắt hẳn khả năng GPS ở thế giới ngoài Hoa Kỳ, nhiều quốc gia đă phát triễn riêng rẽ các vệ tinh nước ḿnh . Hiệp Hội Âu Châu , Trung Quốc và Nga , đă tiêu xài hàng tỉ đô la, làm ra các dịch bản vệ tinh quốc gia. Trong lúc đó, các áp dụng thương măi vẫn tiếp tục tăng thêm nhiều. Hảng NavCom Technology Inc. ở thị trấn Torrence , Nam Ca Li, chế tạo một hệ thống điều khiển từ xa cho các máy cày - tractors do GPS hướng dẫn. Hảng này tinh chế tín hiệu GPS với các linh kiện khác điều khiển du hành căn cứ trên mặt đất giúp các trang trại chủ nh́n phương cách các máy cày gieo hột cho thẳng hàng , không trùng lấp nhau ở đồng ruộng ḿnh. Các công ty thám hiểm đầu lữa cũng trả tiền thuê bao hàng tháng cho dịch vụ GPS giúp cho hảng nhắm đúng đích các mỏ dầu lữa ngoài khơi, đặt hàng ngàn bộ Anh dưới mặtbiể, ngay trên sàn đại dương.

Số người thuê bao những dịch vụ này hy vọng sẽ phồng lên ít nhất là 15 triệu năm 2010 , từ 100 000 cách đây 6 năm , theo hảng khảo cứu Frost & Sullivan , tại thành phố San Anonio. Theo Daniel Longfield, nhà phân tích công nghể thuộc Frost&Sullivan , vụ này không kể ra hàng trăm triệu người khác bắt được tín hiệu không trả tiền phí, nhờ các ứng dụng qua các điện thoại tế bào của họ Dưới danh nghĩa công tác nâng cấp trị giá 8 tỉ đô la Mỹ, Hệ thống Không Gian và T́nh Báo của công ty Boeing Co. cũng tại Del Segundo , đang xây đựng 12 vệ tinh kích thước xe hơi tiện nghi thể thao và 18 vệ tinh khác tổ hợp Lockheed Martin Corp .sẽ ráp lắp tại thành phố Denver . 24 vệ tinh sẽ phóng lên quỉ đạo và 6 vệ tinh sẽ dùng làm làm dự trữ thay thế.

Giai đoạn thứ nhất hiện chậm trễ hơn 3 năm, làm dân Hoa Kỳ đóng thuế tốn chừng 1 tỉ đô la Mỹ . Lỗi của chậm trễ là do Không lực Hoa Kỳ yêu cầu đặc điểm mới, kể cả khả năng nâng cấp phần mềm các vệ tinh , khi chúng đă ở trên không gian rồi. Các vệ tinh mới sẽ tăng gấp ba băng tần rộng - bandwidth khả dụng cho thương măi, cũng như sẽ có các đồng hồ nguyên tử , c̣n chính xác hơn trước , giữ cho thời giờ đạt mức một phân số của một phần tỉ giây đồng hồ.

Parkinson nói: GPS đă thật sự trở thành hải đăng của thế giới . Thật đáng ngạc nhiên về tiến bộ 30 năm qua. Thử nghĩ đến tiện lợi 30 năm tới !

( chiếu theo W. J Hennigan nhật báo LA Times ngày 23 tháng 5 năm 2010)
 

 


KỸ THUẬT

Vài chức năng mới trong Windows 10
Cách đánh tiếng Việt trên Google Chrome browser  
Cách set up Gmail mail account chống hack  
Cách set up Yahoo mail account chống hack
Gơ chữ Việt trong Gmail không cần software...
Thunderbird Email Client
Gơ chữ Việt trên IOS 7 (Iphone & Ipad)  
Cách dùng Windows System Restore trong Wins 8.x
Kỹ Thuật chụp h́nh: Xoá phông, làm mờ hậu cảnh (background)
Shutdown icon trong Windows 8.x
Gơ chữ Việt trong Win 8
Cách làm Win8 (Enterprise) To Go trong USB portable HDD
Cách tạo h́nh trở thành pencil drawing bằng Photoshop
Cách dùng Photoshop để resize nhiều h́nh cùng 1 lúc
Photography Glossary - Danh từ nhiếp ảnh
Nhiếp ảnh - Kỷ thuật xóa background
Dùng downloadhelper add-on trên Firefox browser để lấy video, audio etc...
Cách đánh tiếng Việt không cần bộ gơ tiếng Việt như VPS, Unikey...
Cách gơ tiếng Việt  có dấu trong Windows
26 Easy ways to Speed up Windows 7
T́m hiểu GPS
Cách log in vào Web mail cho vị nào có hơn 1 Gmail accounts.
Dùng Acronis True Image (ati) để back up và restore...
Cách thức cài email client trong Gmail
Chuyển clip từ youtube qua video
Download và cách dùng VPSKeys để gơ chữ Việt
Multiboot Windows
Cách thức download tài liệu từ youtube
Internet và an toàn thư Điện Tử
POP và IMAP
Cách thức enable POP và IMAP trong Gmail
Cách tạo nhóm địa chỉ email
6 điều cần biết về Windows 7
7 điều cần biết về Windows 7
Dùng Windows XP để gơ chữ Việt
Dùng Windows Vista để gơ chữ Việt
Download file từ Youtube
Điều chỉnh Browser để đọc chữ Việt
Gơ chữ Việt không cần mhu liệu hỗ trợ
Gơ chữ Việt bằng VPS
Gơ chữ Việt bằng WinVN
Gơ và chỉnh chữ Việt bằng Unikey
Gơ chữ Việt bằng UniKey
Chỉ dẫn gia nhập diễn đàn Bất Khuất
Bảo vệ E-mail Address book
Máy PC chạy chậm
Tăng tốc độ up/download ...
Nhu liệu play video/audio

Download

VPSKeys 4.3
Unikey  32 bit  64 bit
Adobe acrobat reader
Winzip
WinRAR
TeamViewer
Mozilla Firefox
PowerPoint Viewer