Như chúng ta đã biết trong các bài trước, 24 vệ tinh đã được Bộ Quốc phòng Mỹ đặt trên quỹ đạo không gian để dùng vào hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và từ năm 1980 đã mở ra cho dân chúng sử dụng miễn phí. Các vệ tinh này bay vòng quanh trái đất một ngày hai lần và phát tín hiệu xuống mặt đất. Các máy thu GPS nhận những tín hiệu này và dùng phép tính để tìm ra vị trí chính xác của nó, tức là của người dùng máy. Nó so sánh thời gian tín hiệu phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được, sai biệt về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Cùng với những khoảng cách đo được từ nhiều vệ tinh khác, máy tính được vị trí của nó và hiển thị trên màn hình.
Máy phải nhận được tín hiệu từ ít nhất là ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ), và theo dõi được chuyển động. Khi nhận được tín hiệu từ vệ tinh thứ 4 thì máy có thể tính ra vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và cao độ). Nếu xác định được vị trí của người sử dụng thì máy có thể tính ra được các yếu tố khác, như tốc độ, khoảng cách tới điểm đến, thời gian của cuộc hành trình và nhiều thông tin khác nữa…
Ngày nay, các máy thu GPS rất chính xác, trung bình trong khoảng 15 mét. Các máy mới hơn, có thể tăng độ chính xác trung bình dưới 3 mét.
GPS hiện nay có ba phần chính, hai phần đầu do Bộ Quốc phòng Mỹ phát triển và bảo trì:
1. Phần không gian: Gồm 24 vệ tinh (21 hoạt động và 3 dự phòng) xoay quanh trái đất như chúng ta đã biết trong bài báo trước. Mỗi vệ tinh có gắn những hoả tiễn nhỏ để giữ chúng bay đúng quỹ đạo.
2 .Phần kiểm soát: Có 5 trạm kiểm soát đặt rải rác trên mặt đất, trong đó 4 trạm hoạt động tự động và một trạm trung tâm. Bốn trạm này nhận tín hiệu từ các vệ tinh và chuyển tới trạm trung tâm để điều chỉnh các dữ liệu, rồi gửi lại thông tin cho các vệ tinh. Ngoài ra còn một trạm trung tâm dự phòng và 6 trạm quan sát.
3. Phần sử dụng là chiếc máy nhận tín hiệu vệ tinh GPS của người dùng.
Trong phạm vi hạn hẹp của mục Kiến thức Phổ thông, chúng ta sẽ không đi sâu vào các chi tiết phức tạp, chẳng hạn như nguồn lỗi tín hiệu hoặc các sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của GPS, và nhiều điều khác nữa.
– Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng lên không gian năm 1978
– Toàn bộ 24 vệ tinh được hoàn chỉnh năm 1994
– Hoạt động tối đa của một vệ tinh là 10 năm
– Trọng lượng của một vệ tinh khoảng 1,500 kg, dài 5m (17 feet). Các tấm thu năng lượng mặt trời mở ra có độ rộng 7 met vuông.
– Công suất phát ra của vệ tinh bằng hoặc ít hơn 50 watt.