GPS trên điện thoại hoạt động như thế nào?

Tất cả những điều kỳ diệu này diễn ra giống nhau trên mọi chiếc smartphone từ mọi công ty sản xuất ra chúng, bất kể hệ điều hành nào. Hàng loạt các linh kiện tương tác với nhau để xác định vị trí của bạn (thường có độ chênh lệch tối đa 5 mét) và phần mềm sẽ chọn ra cách thông minh nhất để điều đó xảy ra. Nếu bạn cần thông tin vị trí với độ chính xác cao cho những việc như điều hướng, GPS thường sẽ là sự lựa chọn hàng đầu của bạn. Vậy cách chúng hoạt động như thế nào?

GPS là gì?

Theo Android Central, GPS viết tắt cho Global Positioning System (hệ thống định vị toàn cầu). Đó là công nghệ do chính phủ Mỹ sở hữu và do lực lượng Không quân của nước này giám sát. GPS hoàn toàn miễn phí và bất kỳ ai cũng có thể sử dụng, và cái tên GPS cũng thường được dùng để chỉ những hệ thống định vị tương tự tại các khu vực khác.

GPS là hệ thống dẫn đường qua radio. Nó sử dụng sóng radio giữa các vệ tinh và một bộ thu trong điện thoại sẽ cung cấp thông tin về vị trí và thời gian cho bất kỳ phần mềm nào cần sử dụng nó. Bạn không phải gửi bất kỳ dữ liệu nào vào không gian để GPS hoạt động, bạn chỉ cần có thể nhận được dữ liệu từ bốn vệ tinh hoặc nhiều hơn trong số 28 vệ tinh trên quỹ đạo được dành riêng cho việc xác định vị trí địa lý.

Mỗi vệ tinh có đồng hồ nguyên tử riêng bên trong nó và gửi đi tín hiệu về mã thời gian theo một tần suất cụ thể. Chip thu tín hiệu của bạn sẽ xác định vệ tinh nào đang nhìn thấy và không bị cản trở, và sau đó bắt đầu thu thập dữ liệu từ các vệ tinh có mức tín hiệu mạnh nhất.

Do thiết kế của nó, dữ liệu GPS thường chậm – vì các vệ tinh chạy bằng pin sạc và việc tín hiệu của nó thường phải truyền đi qua hàng trăm ngàn kilomet sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng – nên sẽ cần đến tối đa một phút để vị trí của bạn được xác định.

Bộ thu GPS trong điện thoại của bạn sử dụng dữ liệu từ các tín hiệu này để lập lưới tam giác về vị trí của bạn và thời gian. Nhưng tại sao lập "lưới tam giác" lại cần đến 4 vệ tinh? Vì tín hiệu thứ 4 được sử dụng để xác định độ cao, nên về lý thuyết, chỉ cần 3 tín hiệu sóng là đủ, nhưng nếu bạn muốn có thông tin chính xác tuyệt đối, rõ ràng dữ liệu độ cao cũng là cần thiết.

Bộ thu GPS sử dụng rất nhiều năng lượng và đòi hỏi phải có hướng nhìn không bị cản trở với hàng loạt vệ tinh để hoạt động. Vật cản có thể là các tòa nhà cao tầng và điều đó nghĩa là phần lớn những nơi chúng ta sống đều có thể gặp khó khăn khi muốn có được dữ liệu mình cần vào mọi lúc. Đó là lý do tại sao AGPS xuất hiện.

AGPS là gì?

AGPS - Assisted Global Positioning System - là hệ thống định vị mà chúng ta dùng khi muốn biết địa điểm trên điện thoại của mình. Như đã đề cập, GPS sử dụng rất nhiều năng lượng, và trừ khi sử dụng liên tục, bạn sẽ phải chờ tới một phút mỗi lần muốn lấy dữ liệu mới. Và vì đại đa số chúng ta thường sử dụng định vị khi đang di chuyển trên đường, đây rõ ràng sẽ là một gánh nặng.

AGPS bổ sung thêm dữ liệu vị trí cột thu phát sóng để hỗ trợ (assist) vị trí địa lý của người dùng. Nhà mạng điện thoại của bạn biết được bạn đang ở đâu khi chiếc điện thoại "ping" tới cột thu phát sóng. Khi bạn có thể thấy được 3 cột thu phát đó hay nhiều hơn, nhà mạng có thể lập lưới tam giác cho vị trí của bạn. Mức độ chính xác phụ thuộc vào độ mạnh của tín hiệu giữa điện thoại và cột thu phát sóng, nhưng thông thường, nó đủ mạnh để sử dụng cho dữ liệu vị trí.

Phần mềm trên điện thoại nạp dữ liệu vị trí cột thu phát sóng cho bộ thu tín hiệu GPS, cho phép nó chuyển đổi định kỳ giữa dữ liệu GPS và vị trí cột thu phát sóng để tính được vị trí gần đúng nhất (sai số khoảng 50m) theo thời gian thực.

Khi nào điện thoại của bạn nhận được tính hiệu từ vệ tinh GPS, vị trí địa lý thực của bạn sẽ được điều chỉnh: chúng ta đều thấy biểu tượng đinh ghim trên bản đồ, để cho biết bạn đang ở đâu, nhưng sau đó, nó sẽ điều chỉnh lại vị trí của mình chính xác hơn.

AGPS gửi dữ liệu ra khỏi điện thoại của bạn, nhưng dữ liệu này vốn đã được gửi đi khi nó kết nối tới các cột thu phát sóng trong vùng. Bạn sẽ không bị tính cước đối với việc này nhưng bạn sẽ cần dữ liệu di động để sử dụng AGPS.

Vậy công nghệ nào tốt hơn?

Câu trả lời đã rất rõ ràng ngay trước mắt: AGPS, một giải pháp tốt hơn hẳn. Chúng ta muốn điện thoại của mình định vị được theo thời gian thực, và không tiêu tốn quá nhiều năng lượng cho nó, cũng như có thể làm mới mỗi khi phần mềm cần mà không phải chờ bắt được tín hiệu GPS. AGPS có thể không chính xác như GPS, nhưng nó đủ tốt cho hầu hết nhu cầu sử dụng thông thường và nó có thể tinh chỉnh với dữ liệu GPS thực mỗi khi làm mới để có được sai số thấp nhất.

Như đã đề cập ở trên, AGPS cần kết nối dữ liệu. Điều đó có nghĩa, trong một số trường hợp GPS sẽ được ưu tiên hơn. Bất cứ khi nào bạn không có kết nối dữ liệu, bạn sẽ không thể sử dụng AGPS. Điều tương tự cũng xảy ra khi bạn không có đủ cột thu phát sóng để kết nối với điện thoại (tối thiểu phải có 3 cột).

Theo Vnreview