TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

Đại Học Kinh Tế Quốc Dân Bộ Môn Công Nghệ Thông Tin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO ĐỀ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

Giáo viên hướng dẫn: ThS Tống Minh Ngọc

Sinh Viên : Dư Đình Minh,Đỗ Ngọc Đại

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

Hệ :Chính Quy

Lớp: Công nghệ thông tin 48A

Hà Nội,26/5/2009

Đại Học Kinh Tế Quốc Dân Bộ Môn Công Nghệ Thông Tin

Lời nói đầu

Từ xa xưa con người đã mong muốn khám phá ra những chân trời mới,vì thế

bằng nhiều cách họ đã sáng tạo ra các biện pháp tìm đường khác nhau nhằm thỏa

mãn mong ước của mình.

Nhưng chỉ từ năm 1978 khi quân đội Mỹ sáng tạo ra biện pháp tìm đường ưu

việt nhất thông qua các vệ tinh quay xung quanh trái đất thì kỷ nguyên tìm đường

qua vệ tinh(GPS) và các ứng dụng của nó mới thực sự mang lại tiện ích và là một

phần không thế thiếu trong cuộc sống của con người như ngày nay.

Ở Việt Nam,việc ứng dụng GPS vào các lĩnh vực khác nhau cũng đang đựoc

khai thác một cách khá triệt để.Để tìm hiểu một cách sâu sắc hơn về lịch sử cũng

như ứng dụng và kỹ thuật của công nghệ này tôi xin được đưa ra một đề tài nghiên

cứu về GPS cùng một số giải pháp ứng dụng GPS trong tương lai như sau.

Đại Học Kinh Tế Quốc Dân Bộ Môn Công Nghệ Thông Tin

I.Sơ lược về lịch sử các phương pháp dẫn đường thông dụng

I.1.Dẫn đường là gì? Sơ lược lịch sử xác định vị trí

Lịch sử dẫn đường và xác định vị trí tàu gắn liền với lịch sử dẫn thuyền thám

hiểm trên biển trong nhiều thập kỉ trước khi các phương tiện bay trên không như

máy bay và vũ trụ ra đời.

Từ thời tiền sử, con người đã tìm cách để xác định xem mình đang ở đâu và đi

đến một đích nào đó và trở về bằng cách nào. Những hiểu biết về vị trí thường

mang tính sống còn và có sức mạnh kinh tế trong xã hội. Con người thời săn bắn

kiếm thức ăn thường đánh dấu lối đi của mình để có thể trở về hang động nơi ở của

mình. Sau đó họ làm ra bản đồ, và phát triển thành hệ thống mạng vĩ tuyến (vị trí

trên trái đất đo từ đường xích đạo về phía cực bắc và phía cực nam) và kinh tuyến

(vị trí trên trái đất đo từ đường kinh tuyến gốc sang phía đông hoặc sang phía tây).

Đường kinh tuyến gốc sử dụng trên thế giới là đường kinh tuyến đi qua Đài quan

sát Hoàng gia (Royal Observatory) ở Greenwich, Anh Quốc.

Khi con người di chuyển từ vùng này đến vùng khác bằng thuyền chạy trên biển,

những người đi biển thuở ban đầu đi dọc theo bờ biển để tránh bị lạc. Sau đó họ biết

cách ghi hướng đi của họ theo các vì sao trên trời họ sẽ đi ra biển xa hơn. Những

người Phoenicians cổ đại đã sử dụng Sao Bắc Cực (North Polar) dẫn đường để thực

hiện chuyến đi từ Egypt và Crete. Theo Homer, nữ thần Athena đã nói với Odysseus

khi điều khiển con tàu Navis trong chuyến đi từ Đảo Calypso rằng “hãy để chòm

sao Đại Hùng phía bên trái mạn thuyền”. Thật không may, những vì sao chỉ có thể

nhìn được vào ban đêm và khi có thời tiết đẹp trời trong sáng. Con người cũng đã

biết dùng những ngọn đèn biển - những ngọn hải đăng (lighthouses) – lấy ánh sáng

để dẫn đường, giúp những người đi biển vào ban đêm và cảnh báo nguy hiểm.

Đại Học Kinh Tế Quốc Dân Bộ Môn Công Nghệ Thông Tin

Tiếp theo, trong lịch sử ngành hàng hải (marine navigation) người ta sử dụng la

bàn từ (magnetic compass) và sextant. Kim la bàn luôn chỉ hướng cực bắc, và cho

chúng ta biết “hướng mũi tàu” (heading) chúng ta đang đi. Bản đồ của người đi biển

thời kì thám hiểm thường vẽ hướng đi giữa các cảng chính và những nhà hàng hải

giữ khư khư những bản đồ đó cho riêng mình.Sextant sử dụng những chiếc gương

có thể điều chỉnh được đo góc độ chính xác của các vì sao, mặt trăng và mặt trời

trên đường chân trời. Từ những góc đo này và sử dụng cuốn sách Lịch thiên văn

hàng hải (The Nautical Almanac) chứa đựng các thông tin vị trí của mặt trời, mặt

trăng và các ngôi sao người ta có thể xác định được vĩ độ trong thời tiết đẹp, vào cả

ban ngày lẫn ban đêm. Tuy nhiên những người đi biển không thể xác định được

kinh độ. Ngày nay nếu nhìn vào những tấm hải đồ rất cũ, chúng ta đôi khi có thể

thấy vĩ độ của bờ biển rất chính xác nhưng kinh độ có khi sai lệch đến hàng trăm

hải lý.Đây là một vấn đề rất nghiêm trọng trong thế kỷ thứ 17 mà chính phủ Anh

Quốc đã phải thành lập lên một Ban đặc biệt xác định kinh độ. Ban này đã tập hợp

nhiều nhà khoa học nổi tiếng để tìm cách tính kinh độ. Ban này đưa ra phần thưởng

20.000 bảng Anh, tương đương với số tiến ngày nay khoảng 32.000 đô la Mỹ,

nhưng thời đó món tiền này có lẽ có giá trị hơn rất nhiều, cho những người nào có

thể tìm được cách xác định kinh độ với sai số trong vòng 30 hải lý.

Phần thưởng đã mang lại thành công. Câu trả lời là phải biết được chính xác thời

gian khi đo độ cao bằng sextant. Ví dụ, theo Lịch thiên văn Greenwich dự đoán rằng

mặt trời lên cao nhất (vào thiên đỉnh người quan sát) vào lúc chính ngọ (buổi trưa),

tức là 12 giờ trưa. Nếu có một đồng hồ trên tàu, khi rời cảng (nước Anh), làm đồng

bộ thời gian của đồng hồ này với thời gian Greenwich. Tàu chạy về phía tây. Ví dụ,

lúc 2 giờ chiều trong ngày, khi sử dụng sextant đo độ cao của mặt trời thì lúc đó vị

trí mặt trời sẽ tương đương với thời gian 2 giờ phía tây của Greenwich. Như chúng

ta đã biết, ngày nay lấy kinh tuyến gốc là Greenwich, kinh độ được tính 180 độ theo

phía đông, và 180 độ theo phía tây tương ứng với 12 múi giờ phía đông và 12 múi

giờ phía tây. Biết được giờ đo chúng ta sẽ tính được kinh độ.