Các hệ thống vệ tinh thông dụng hiện nay

Hiện nay, có 6 hệ thống vệ tinh thông dụng được sử dụng rộng rãi trên thế giới, bao gồm: GPS (Global Positioning System) của Hoa Kỳ, GLONASS (Global Navigation Satellite System) của Nga, Galileo của Liên minh Châu Âu, BeiDou của Trung Quốc, QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) của Nhật Bản, IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) của Ấn Độ được các quốc gia phát triển nhằm mục đích cung cấp khả năng định vị, điều hướng chính xác cho khu vực hay trên toàn cầu. Trong bài viết này cũng đi tìm hiểu về các hệ thống vệ tinh thông dụng nói trên.

1. Mục đich sử dụng của các hệ thống vệ tinh

Các hệ thống vệ tinh này được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm:

+ Định vị, dẫn đường, và định giờ (PNT): Đây là chức năng chính của các hệ thống vệ tinh. Người dùng có thể sử dụng các thiết bị GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, hoặc IRNSS để xác định vị trí, hướng di chuyển, và thời gian của mình trên Trái Đất.

+ Truyền thông (Communications): Các vệ tinh thông tin có thể được sử dụng để truyền tải dữ liệu, thoại, và hình ảnh.

+ Quan sát Trái Đất (Earth observation): Các vệ tinh quan sát Trái Đất có thể được sử dụng để theo dõi các hiện tượng thời tiết, môi trường, và biến đổi khí hậu.

+ Ứng dụng quân sự (Military applications): Các hệ thống vệ tinh được sử dụng cho nhiều mục đích quân sự, bao gồm định vị, dẫn đường, và trinh sát.

2. Đặc điểm nổi bật của từng hệ thống vệ tinh

–  Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh GPS

GPS là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu đầu tiên và phổ biến nhất hiện nay. Hệ thống này bao gồm 24 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. GPS được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm định vị, dẫn đường, và định giờ. Hệ thống vệ tinh GPS có những đặc điểm nổi bật như:

+ Hệ thống GPS hiện có 31 vệ tinh đang hoạt động trên 77 vệ tinh được phóng lên quỹ đạo.

+ Các vệ tinh trong hệ thống GPS bay ở độ cao trung bình xấp xỉ 20.200 km quanh Trái Đất.

+ Hệ thống GPS bao gồm 29 trạm điều khiển, phủ rộng trên khắp thế giới (1 trạm điều khiển chính, 1 trạm điều khiển chính thay thế, 11 ăng-ten chỉ huy và điều khiển và 16 vị trí giám sát).

+ Vệ tinh GPS hoạt động trên dải băng tần L1, L2 và L5, cung cấp độ chính xác cao.

– Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh GLONASS

GLONASS là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Nga. Hệ thống này bao gồm 24 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. GLONASS có độ chính xác cao hơn GPS ở một số khu vực. Hệ thống vệ tinh GLONASS có những đặc điểm nổi bật như:

+ Hệ thống định vị dưới mặt đất chủ yếu được đặt tại Nga, Cuba, Brazil và Nam Cực.

+ GLONASS được phủ sóng trên khắp lãnh thổ nước Nga vào năm 2010 và đến tháng 10/2011, hệ thống này cung cấp độ phủ rộng trên toàn cầu.

+ Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GLONASS có 24 vệ tinh, hoạt động trên 3 dải tần số G1 (1589.0625 MHz đến 1605.375 MHz), G3 (1242.9375 MHz đến 1248.625 MHz) và G3 (1201 MHz).

+ Hệ thống phát triển, cải tiến qua 5 phiên bản theo từng thời kỳ: GLONASS, GLONASS-M, GLONASS-k, GLONASS-K2 và GLONASS-KM.

+ GLONASS cung cấp độ chính xác cao với độ lệch tối đa 10 mét và độ chính xác tối đa 2 mét.

– Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh Galileo

Galileo là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Liên minh Châu Âu. Hệ thống này bao gồm 30 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. Galileo được thiết kế để cung cấp độ chính xác cao và khả năng chống nhiễu tốt. Hệ thống vệ tinh Galileo có những đặc điểm nổi bật như:

+ Galileo bao gồm 30 vệ tinh đang hoạt động (bao gồm cả các vệ tinh chính lẫn vệ tinh hỗ trợ) và bay ở độ cao 23,222 kilomet so với mực nước biển.

+ Hệ thống vệ tinh Galileo phủ rộng trên khắp toàn cầu.

+ Cung cấp dịch vụ định vị chính xác cao, với độ lệch tối đa 4 mét và độ chính xác tối đa khoảng 1 mét.

+ Khả năng tương thích với các hệ thống định vị GNSS khác.

+ Ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực.

+ Hệ thống vệ tinh toàn cầu Galileo được thiết kế với tính năng bảo mật, đảm bảo an ninh và ngăn chặn sự tấn công, cũng như sử dụng sai mục đích.

– Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh BeiDou:

BeiDou là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Trung Quốc. Hệ thống này bao gồm 35 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. BeiDou đang được phát triển và mở rộng để cung cấp dịch vụ toàn cầu. Hệ thống vệ tinh BeiDou có những đặc điểm nổi bật như:

+ Hệ thống cung cấp khả năng định vị với độ chính xác cao, với độ lệch tối đa khoảng 10 mét và độ chính xác tối đa khoảng 2,5 mét.

+ BeiDou có đến 35 vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo (5 vệ tinh BeiDou-G trên quỹ đạo địa tĩnh, 27 vệ tinh BeiDou-M trên quỹ đạo Trái Đất trung bình và 4 vệ tinh BeiDou-I trên quỹ đạo nghiêng không đồng bộ địa lý).

+ Hệ thống vệ tinh BeiDou cung cấp dịch vụ định vị phủ rộng trên khắp toàn cầu.

+ Khả năng tích hợp cùng các hệ thống GNSS khác giúp BeiDou cải thiện độ chính xác và tin cậy khi định vị.

+ BeiDou là hệ thống vệ tinh được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực từ quân sự, định vị phương tiện đến khai thác mỏ, và nhiều ứng dụng khác…

– Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh QZSS:

QZSS là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Nhật Bản. Hệ thống này bao gồm 4 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. QZSS được thiết kế để cung cấp dịch vụ định vị chính xác cho khu vực châu Á – Thái Bình Dương. Hệ thống vệ tinh QZSS có những đặc điểm nổi bật như:

+ Hệ thống QZSS bao gồm 4 vệ tinh, phủ rộng trên khu vực Châu Á – Thái Bình Dương.

+ QZSS có thể phát tín hiệu bổ trợ, giúp nâng cao độ chính xác cho kết quả định vị.

+ Vào bất cứ thời điểm nào cũng sẽ có ít nhất một vệ tinh thuộc hệ thống vệ tinh QZSS bay trên bầu trời Nhật Bản.

+ Hệ thống vệ tinh QZSS có thể tích hợp với các hệ thống GNSS khác, giúp cải thiện độ chính xác và tin cậy của định vị.

– Đặc điểm nổi bật của hệ thống vệ tinh IRNSS/NavIC:

IRNSS là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Ấn Độ. Hệ thống này bao gồm 7 vệ tinh được đặt trên quỹ đạo Trái Đất. IRNSS được thiết kế để cung cấp dịch vụ định vị chính xác cho khu vực Nam Á. Hệ thống vệ tinh IRNSS có những đặc điểm nổi bật như:

+ Hệ thống vệ tinh IRNSS/NavIC bao gồm bảy vệ tinh định vị, phủ rộng trên khắp lãnh thổ Ấn Độ và khu vực các nước Châu Á lân cận.

+ IRNSS/NavIC hoạt động ổn định do dùng tần số kép S-band và L-band để truyền thông tin, dữ liệu định vị.

+ Hiện đang cung cấp hai dịch vụ chính: SPS (Standard Position System – Dịch vụ định vị tiêu chuẩn) và RS (Dịch vụ bị hạn chế hay ủy quyền).

+ Hệ thống IRNSS/NavIC cung cấp độ chính xác vị trí tuyệt đối hơn 10m trong khu vực phạm vi biên giới Ấn Độ và tốt hơn 20m tại Ấn Độ Dương, cũng như vùng khu vực xung quanh Ấn Độ kéo dài khoảng 1500km.

Việc sử dụng nhiều hệ thống vệ tinh cùng lúc sẽ giúp cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của định vị. Hiện nay, nhiều thiết bị GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, và IRNSS có thể sử dụng đồng thời các hệ thống vệ tinh này để cung cấp dịch vụ định vị chính xác hơn.