Three-dimensional trilateration (Trilateration ba chiều) không khác nhiều so với loại hai chiều (two-dimensional trilateration) đã được đề cập trong bài trước. Xin trở lại những thí dụ về các vòng tròn trong bài vừa qua, thay vì những vòng tròn trên một mặt phẳng dẹt thì bây giờ là những trái cầu. Hãy tưởng tượng các đường bán kính trong những trái cầu đó đi từ tâm toả ra khắp hướng.
– Nếu nói bạn ở 19 ngàn km xa vệ tinh A trên bầu trời, thì điểm đó ở bất cứ đâu trên diện tích của một trái cầu tưởng tượng có đường bán kính 19 ngàn km:
– Nếu bạn cũng biết mình cách vệ tinh B 24 ngàn km thì ta có thể đặt trái cầu thứ nhất nằm gối vào trái cầu thứ hai lớn hơn, và hai trái cầu cắt nhau theo một vòng tròn. Bạn đang ở đâu đó trên chu vi vòng tròn này:
– Nếu biết khoảng cách đến một vệ tinh thứ ba nữa, bạn sẽ có trái cầu thứ ba, cắt vòng tròn này ở hai điểm. Bạn đang ở một trong hai điểm đó.
– Trái đất có thể tác dụng như một trái cầu thứ tư – và đo đó chỉ có một trong hai điểm vừa nói có thực trên mặt địa cầu. Như vậy, bạn loại bỏ được một điểm trong không gian để chỉ còn lại một điểm trên mặt đất, đó là vị trí của bạn.
– Trên thực tế, một máy thu GPS thường tìm ra 4 vệ tinh (hoặc nhiều hơn nữa) để tính toán chính xác vị trí của nó, tức là của người sử dụng. Để làm phép tính này, máy cần biết hai dữ kiện:
– Vị trí của ít nhất ba vệ tinh phía trên trong không gian
– Khoảng cách giữa máy và mỗi vệ tinh này.
Máy tính toán ra cả hai dữ kiện nói trên bằng cách phân tích các tín hiệu vô tuyến cao tần chuyển đến từ các vệ tinh.
Các tín hiệu vô tuyến là dạng năng lượng điện từ có nghĩa là chúng di chuyển bằng với tốc độ ánh sáng (khoảng 186,000 miles hoặc 300,000 km một giây trong khoảng chân không). Máy có thể tính ra tín hiệu phát ra từ bao xa bằng cách tính thời gian từ vệ tinh đi tới.
