Hệ thống GPS trên xe hơi tuy không còn quá xa lạ với người dùng Việt Nam nhưng không phải ai cũng biết chúng hoạt động như thế nào. Trên thực tế, GPS ở Việt Nam vẫn chưa là hệ thống đầy đủ. Chỉ có ở các quốc gia mạnh về công nghệ như Mỹ, Pháp, Anh… thì GPS mới được ứng dụng một cách toàn diện. Chúng ta hãy đi vào tìm hiểu xem cơ chế hoạt động của hệ thống này như thế nào.

GPS là gì?

GPS là hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu do Bộ Quốc phòng Mỹ phát triển và được Không lực Mỹ quản lý. GPS là hệ thống định vị hoạt động toàn diện nhất trên thế giới và được sử dụng một cách miễn phí. GPS bao gồm 24-32 vệ tinh bay ở tầm trung trên quỹ đạo Trái Đất. Những vệ tinh này gửi tín hiệu sóng ngắt về thiết bị nhận GPS, cho phép xác định vị trí hiện tại, thời gian và vận tốc chuyển động.

GPS đi vào hoạt động từ năm 1960 nhưng cho mãi tới năm 1992 nó vẫn được Bộ Quốc phòng Mỹ sử dụng riêng. Từ năm 1993 trở đi, GPS mới được sử dụng cho mục đích công cộng như lập bản đồ, khảo sát vùng đất, nghiên cứu khoa học. Khả năng tham chiếu thời gian chính xác của GPS cũng được sử dụng để nghiên cứu các vụ động đất. GPS còn kết nối với nhiều mạng di động tại các quốc gia để phục vụ người dùng.

Ứng dụng cho ngành giao thông

Khi bạn đang lái xe trên đường cao tốc, hệ thống cảnh báo GPS sẽ nói cho bạn biết ở chỗ nào có tắc đường để tránh không đi qua đó. Tất nhiên, bạn có thể lập lại lộ trình đường đi để có thể đạt được hiệu quả tối ưu nhất. Công việc tưởng chừng như đơn giản nhưng đằng sau đó là vô số những vấn đề kỹ thuật mà các bên liên quan cần xử lý. Mọi việc không đơn giản như những tín hiệu đèn báo xanh, vàng hay đỏ.

Chúng ta hãy đi vào tìm hiểu mô hình thu thập dữ liệu của Bộ Giao thông vận tải Mỹ (DOT) để thấy được hệ thống này làm việc như thế nào. Dữ liệu giao thông tại Mỹ được Bộ Giao thông vận tải nước này thu thập trên 6.000 dặm đường cao tốc khắp đất nước. Ngoài DOT còn có một số công ty tư nhân đảm nhận công tác thu thập tín hiệu giao thông và cung cấp cho người dùng như Inrix. Hãng này cung cấp tới 70% lượng dữ liệu giao thông cho các tài xế có đăng ký. Đối tác của Inrix là những tên tuổi lớn trong lĩnh vực GPS như: Garmin, Mio, Navigon, TomTom, và thậm chí là các nhà mạng lớn như AT&T và Sprint.

Cơ chế hoạt động

Vậy các tín hiệu giao thông trực tiếp được thu thập như thế nào? DOT sử dụng hệ thống cáp quang gắn dưới mặt đường kết nối với các hộp cảm ứng được đặt hai bên đường. Những hộp cảm ứng này thường xuyên cần bảo dưỡng để hoạt động ổn định bởi một số chạy bằng điện, số còn lại chạy bằng năng lượng mặt trời. DOT sử dụng các bộ tín hiệu lặp để phân biệt đâu là xe hơi thông thường, đâu là xe tải nhờ vào đo tốc độ chuyển động của vành xe. Các thông tin này được hỗ trợ bởi cảnh sát giao thông và các thiết bị chuyên dụng khác của DOT

Trong khi đó, Inrix thì thu thập dữ liệu từ hàng trăm nguồn khác nhau trong một khoảng cách hàng trăm nghìn km, kể cả từ nguồn DOT. Inrix cung cấp dịch vụ cho nhiều hãng vận chuyển như taxi, vận chuyển gas, công ty sửa chữa nhà và cả những hãng vận chuyển đường dài. Những hãng này đều sử dụng dịch vụ GPS để theo dõi và kiểm tra vị trí các chuyến xe.

Hầu hết những lái xe đường dài đều gửi tín hiệu về tổng đài trong khoảng thời gian từ 6 giờ sáng tới 8 giờ tối; trong khi các hãng taxi và những hãng dịch vụ khác thì lắp đặt thiết bị GPS ngay trên đồng hồ. Inrix cung cấp thông tin giao thông và các tuyến đường cho xe nhằm giúp tài xế tránh được các điểm tắc đường. Đổi lại thiết bị GPS trên xe sẽ báo cáo tình trạng đường xá về trung tâm quản lý của Inrix. Nếu thấy cần thiết, Inrix có thể trả một khoản tiền nào đó cho tài xế (theo tháng hoặc theo năm) để họ báo cáo đầy đủ về các tuyến đường mà họ đi qua. Hiện tại Inrix quản lý tới gần 1 triệu chiếc xe sử dụng GPS.

Inrix còn sử dụng cả dữ liệu điện thoại di động từ những thiết bị có GPS. Khi hành khách trong xe yêu cầu xác định vị trí GPS từ điện thoại, tốc độ và vị trí của điện thoại sẽ được gửi về trung tâm Inrix. Hãng này còn hợp tác với Clear Channel để theo dõi các vụ tai nạn, tình trạng sửa chữa và những thông tin liên quan qua hệ thống máy bay trực thăng và những cộng tác viên trên khắp cả nước. Cả hai công ty này còn ký kết thỏa thuận chia sẻ dữ liệu giao thông với nhau.

Truyền dữ liệu theo 4 kênh

Về phần GPS của ĐTDĐ hoặc các thiết bị trợ giúp cá nhân kỹ thuật số, thông tin sẽ được gửi tới theo 1 trong 4 cách: Kênh tin nhắn giao thông – Hệ thống dữ liệu radio (RDS-TMC), GPRS, tín hiệu đài vệ tinh, và MSN Direct.

Mạng RDS-TMC của Clear Channel có quy mô lớn nhất nước Mỹ, và kiểu truyền tín hiệu FM như thế này vẫn rất phổ biến. Thông tin sẽ được truyền đi từ những trạm FM gần kề với vị trí tài xế hoặc những người sử dụng thiết bị GPS.

Trong khi đó, MSN Direct nén và giải nén dữ liệu thông qua các kênh FM. Ngoài dữ liệu về giao thông, MSN Direct còn chuyển tải các dữ liệu như thời tiết, thời gian chiếu phim, và giá khí đốt. Công nghệ này chỉ được cung cấp cho một số thiết bị định vị của Alpine, Avis, Garmin, và Pioneer.

Còn dịch vụ giao thông qua tín hiệu đài vệ tinh XM/Sirius thường được sử dụng cho những hệ thống GPS gắn kèm theo xe hơi, và hiện đang được sử dụng cho 700 nghìn chiếc xe hơi tại Mỹ.

Trong tất cả các phương pháp này thì duy chỉ có GPRS là tốt nhất bởi nó cho phép upload và download dữ liệu cá nhân. Inrix cung cấp tín hiệu giao thông cho cả các thiết bị của AT&T và Sprint, trong khi Verizon Wireless sử dụng dịch vụ của Navteq. Các dữ liệu giao thông được gửi thông qua các trạm di động gần kề.

Theo VnMedia (PCW, PCMag, LaptopMag)