Phân biệt công nghệ định vị GPS, WiFi, LBS trên đồng hồ định vị trẻ em
10:47 - 05/06/2021
Có 3 công nghệ định vị phổ biến được tích hợp vào đồng hồ định vị trẻ em bao gồm:
- Định vị bằng vệ tinh GPS (hoặc GLONASS, Galileo, Beidou): có độ chính xác từ 5m÷50m
- Định vị bằng WiFi: có độ chính xác từ 50m÷200m
- Định vị bằng LBS (còn gọi là định vị GSM): có độ chính xác từ 100m÷1000
Sai số của các công nghệ định vị GPS, WiFi và LBS
Trên thị trường, có 3 loại đồng hồ định vị trẻ em được bán phổ biến:
|
Các loại đồng hồ định vị trẻ em myAlo được tích hợp cả 3 công nghệ định vị GPS, WiFi và LBS
Các sản phẩm đồng hồ định vị trẻ em myAlo (đồng hồ thông minh trẻ em) được tích hợp cả 3 công nghệ định vị là GPS, WiFi và LBS sẽ giúp cho việc xác định vị trí của trẻ chính xác nhất.
1) Định vị bằng vệ tinh: Hiện có 4 hệ thống định vị bằng vệ tinh đang được sử dụng trên thế giới gồm GPS, GLONASS, Galileo và Beidou, trong đó hệ thống định vị GPS được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất.
Bốn hệ thống định vị bằng vệ tinh có độ phủ lớn nhất thế giới
Hệ thống định vị bằng vệ tinh GPS:
Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của 24 vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian. GPS thực chất là một mạng lưới gồm 27 vệ tinh quay xung quanh trái đất, trong đó có 24 vệ tinh đang hoạt động và 3 vệ tinh còn lại để dự phòng nếu 1 trong 24 vệ tinh chính bị hư hỏng. Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Hệ thống này ban đầu được Mỹ phát triển cho mục đích quân sự, sau đó mở ra cho tất cả mọi người cùng sử dụng miễn phí, miễn là họ dùng một thiết bị có hỗ trợ thu sóng GPS từ các vệ tinh.
Hoạt động của hệ thống vệ tinh GPS để xác định vị trí của các thiết bị GPS trên trái đất
Mỗi vệ tinh GPS truyền ít nhất 2 tín hiệu vô tuyến công suất thấp để truyền đi thông tin về vị trí của nó cũng như thời gian hiện tại. Các tín hiệu đi theo đường truyền thẳng, nghĩa là chúng sẽ đi qua mây, kính và nhựa nhưng sẽ không đi qua hầu hết các vật thể rắn, chẳng hạn như các tòa nhà và núi.
Trong cùng một thời điểm, để tính toán vị trí 2-D của bạn (vĩ độ và kinh độ) và theo dõi chuyển động, máy thu GPS phải khóa được với tín hiệu của ít nhất 3 vệ tinh. Khi thiết bị của bạn biết được khoảng cách từ ít nhất 3 vệ tinh đến nó, máy sẽ tính toán ra vị trí hiện tại của bạn bằng một quy trình gọi là trilateration.
Hãy tưởng tượng rằng bạn đang đứng đâu đó trên Trái Đất và có 3 vệ tinh bay trên đầu bạn. Nếu bạn biết khoảng cách của bạn tới vệ tinh số 1, bạn biết rằng bạn đang đứng đâu đó trên vòng tròn màu xanh. Tương tự, bạn cũng tính khoảng cách của bạn tới vệ tinh số 2 và số 3, sau đó bạn lấy giao điểm của 3 đường tròn này thì đó chính là vị trí của bạn.
Phương pháp xác định vị trí bằng định vị Vệ tinh
Cách xác định cơ bản của phương pháp này hiểu nôm na là như vậy, còn thực tế các thiết bị GPS của bạn sẽ dùng giao điểm của các hình cầu chứ không phải hình tròn, do trong không gian sẽ là ba chiều chứ không phải là 2 chiều như trong hình học phẳng. Bạn nhìn hình dưới là hiểu ngay.
Độ chính xác của phép tính này tăng lên khi có càng nhiều vệ tinh bay trên đầu bạn, và để "chấm" được vị trí đủ chính xác thì cần 4 vệ tinh trở lên.
Để xác định được vị trí định vị bằng GPS, các thiết bị GPS trên trái đất cần kết nối và thu được tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh
Với 4 vệ tinh trở lên trong trong tầm nhìn, máy thu có thể xác định vị trí 3-D của bạn (vĩ độ, kinh độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, khoảng cách tới điểm đến và nhiều thứ khác nữa.
Như vậy, để đưa ra vị trí chính xác, các thiết bị GPS cần kết nối tới ít nhất là 4 vệ tinh. Đó là lý do vì sao đôi khi để tìm ra vị trí chính xác của bạn, hệ thống GPS lại mất nhiều thời gian tới vậy. Đây cũng là lý do vì sao, khi ở trong nhà hoặc ở khu vực đô thị có nhiều tòa nhà cao tầng che khuất, bạn sẽ bị mất sóng GPS, vì khi đó thiết bị di động của bạn chỉ có thể thu được tín hiệu của 1 hoặc 2 vệ tinh, song 2 vệ tinh vẫn là không đủ để xác định vị trí định vị bằng GPS.
Công nghệ định vị GPS cho phép xác định vị trí của đồng hồ khi người đeo ở ngoài trời
Hệ thống GPS cho phép người dùng bất kỳ ở mọi nơi trên trái đất đều có thể sử dụng một số chức năng của GPS một cách miễn phí. Do vậy, các bạn có thể sử dụng định vị trên các thiết bị thu GPS để xác định vị trí của mình một cách chính xác và miễn phí hoàn toàn.
Với những loại đồng hồ định vị trẻ em (đồng hồ thông minh trẻ em) được trang bị chip GPS, nó sẽ hoạt động như một đầu thu GPS và đồng hồ sẽ thu các dữ liệu từ vệ tinh GPS trên bầu trời gửi tới. Khi người đeo đồng hồ ở ngoài trời, không bị che chắn bởi các tòa nhà, thì đồng hồ sẽ kết nối được với các vệ tinh GPS để xác định vị trí. Đây là phương thức định vị cho kết quả có độ chính xác cao nhất, sai số thông thường từ 5-50m.
Các hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh khác như GLONASS, Galileo, Beidou:
Để giảm sự phụ thuộc vào GPS vì các lý do quân sự, chính trị và an ninh, nhiều quốc gia đã thiết lập các hệ thống định vị vệ tinh tương tự GPS, như GLONASS, Galileo, Beidou
- GLONASS là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Liên bang Nga, dùng cho cả mục đích dân sự lẫn quân sự, tương tự như GPS (NAVSTAR) của Hoa Kỳ hay Galileo của Liên minh châu Âu.
- Galileo là một hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) được xây dựng bởi Liên minh châu Âu. Hệ thống định vị Galileo được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Ý Galileo Galilei nhằm tưởng nhớ những đóng góp của ông. Galileo khác với GPS của Hoa Kỳ và GLONASS của Liên bang Nga ở chỗ nó là một hệ thống định vị được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụng, phi quân sự.
- Beidou (Bắc Đẩu) là hệ thống định vị do Trung Quốc phát triển, phủ khắp ở châu Á và tây Thái Bình Dương. Các nhà thiết kế chính của hệ thống định vị Bắc Đẩu là Tôn Gia Đống. Bắc Đẩu tương thích với hệ thống định vị GPS của Mỹ, hệ thống Galileo của châu Âu và hệ thống GLONASS của Nga. Nó cho phép người sử dụng định vị chính xác trong phạm vi 10 m, đo tốc độ từ 200 cm/giây trở lên và cung cấp thông tin về thời gian với sai số chỉ là 2 phần trăm triệu giây. Một báo cáo do giới chức Trung Quốc công bố cho thấy dịch vụ của Bắc Đẩu đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực giao thông, đánh bắt hải sản trên biển, dự báo thời tiết, giám sát các công trình thủy điện, giảm nhẹ thiên tai.
2) Định vị bằng WiFi:
Công nghệ định vị WiFi sẽ xác định vị trí của đồng hồ dựa vào thông tin vị trí của trạm phát WiFi mà đồng hồ định vị trẻ em nhận diện được
Khi đồng hồ nằm trong vùng phủ sóng của một trạm phát WiFi, nó sẽ ghi nhận được thông tin của trạm phát WiFi đó (địa chỉ MAC của router WiFi). Do tầm phủ sóng của WiFi tương đối nhỏ (chỉ trong bán kính khoảng 100m-200m) nên đồng hồ cho vị trí định vị có độ chính xác tương đối cao, tốc độ trả kết quả nhanh gần như ngay lập tức, bán kính sai số khoảng 50-200m.
Tuy nhiên, ở những nơi mạng Internet kém thì có thể không sử dụng được chế độ định vị này. Chế độ định vị bằng WiFi chỉ thực sự tốt tại các thành phố hoặc khu vực đông dân cư có độ phủ sóng WiFi dày đặc, lúc đó đồng hồ sẽ được định vị khá chính xác ngay cả khi ở trong nhà.
LBS là viết tắt của cum từ Location Based Service, đây là dịch vụ cung cấp thông tin về vị trí hoạt động dựa trên sự kết hợp thông tin của các hệ thống khác như Hệ thống Thông tin Địa lý – GIS, Hệ thống định vị toàn cầu GPS và Mạng viễn thông.
Công nghệ định vị LBS sẽ xác định vị trí của đồng hồ định vị trẻ em dựa vào thông tin vị trí của trạm phát sóng BTS của mạng di động
LBS là một phần mềm được cài sẵn vào các thiết bị như đồng hồ, điện thoại hoặc các thiết bị định vị cá nhân. Định vị LBS (còn gọi là định vị GSM) sẽ dựa vào vị trí của các trạm phát sóng (BTS) của mạng di động, các trạm này đặt cố định trên mặt đất, người ta xây dựng 1 bản đồ vị trí các trạm này. Khi sử dụng, nó sẽ lấy các dữ liệu về vị trí thông qua sóng GMS để giúp người dùng xác định được vị trí và hành trình di chuyển của thiết bị và hiển thị thông tin đó trên nền bản đồ số bất kỳ. Thường là hệ thống bản đồ Google Map.
Tuy nhiên, vì trạm thu phát sóng của nhà mạng di động có mặt khắp mọi nơi nên công nghệ LBS có thể giúp xác định vị trí khi chủ thể trong phòng kín, nhà cao tầng, kể cả tầng hầm chung cư - những nơi có vật cản phía trên mà cách theo dõi bằng GPS và WiFi không làm được.
- Độ chính xác: Công nghệ định vị bằng GPS cho độ chính xác cao nhất, sau đó đến công nghệ định vị bằng WiFi, sai số lớn nhất là công nghệ định vị bằng LBS. Tuy nhiên, định vị GPS chỉ có kết quả tốt khi ở ngoài trời và bắt đủ sóng vệ tinh.
- Khu vực hoạt động:
- Định vị GPS chỉ hoạt động được ở ngoài trời, là những vùng thoáng đãng, không bị che khuất bởi nhà cao tầng hoặc các vật cản lớn cứng rắn.
- Định vị WiFi dựa vào trạm phát WiFi nên chỉ phù hợp ở những nơi dân cư đông đúc với nhiều trạm phát WiFi.
- Định vị LBS xác định vị trí dựa vào dữ liệu được truyền qua sóng GSM vì vậy nó có thể hoạt động ở những khu vực như trong phòng kín, tầng hầm. Vì vậy số lượng trạm phát sóng BTS của nhà mạng càng nhiều thì độ chính xác càng cao. Tại Việt Nam, Viettel là nhà mạng có số lượng cột thu phát sóng lớn nhất, do đó nếu sử dụng SIM của Viettel cho đồng hồ định vị thì khi định vị bằng LBS sẽ cho sai số ở mức thấp hơn so với việc dùng SIM của các nhà mạng khác (vấn đề này còn tùy thuộc vào thực tế khu vực bạn sinh sống) - Tốc độ xác định vị trí: Công nghệ GPS sẽ mất vài phút sau khi khởi động hoặc 10-30 giây khi đang hoạt động để có thể xác định được vị trí, còn công nghệ LBS và WiFi thì chỉ cần vài giây
- Giá thành: Do tích hợp thêm chip GPS nên giá thành các đồng hồ GPS thường cao hơn ít nhất khoảng 150,000 đồng đến 250,000 đồng với cùng 1 mẫu chỉ sử dụng công nghệ LBS. Các phiên bản tích hợp thên công nghệ định vị bằng WiFi thường bao gồm cả công nghệ định vị GPS và có mức giá cao nhất.
- Thời lượng pin: Đồng hồ sử dụng công nghệ định vị GPS sẽ tiêu hao năng lượng nhiều hơn nên thường nhanh hết pin hơn so với cùng mẫu chỉ sử dụng công nghệ định vị bằng LBS. Vì vậy, để đảm bảo thời gian sử dụng cho đồng hồ được kéo dài thì các loại đồng hồ sử dụng cả 3 công nghệ định vị GPS, LBS và WiFi thường được thiết kế Pin có dung lượng lớn hơn.
Chúng tôi hy vọng rằng, bài viết này sẽ giúp quý vị phụ huynh hiểu rõ hơn về các công nghệ định vị của đồng hồ định vị trẻ em (đồng hồ thông minh trẻ em), cách thức hoạt động cũng như độ chính xác của nó.
