Vài năm nữa, công nghệ GPS sẽ không còn như hiện tại

Thiết bị định vị sử dụng GPS. Ảnh: Garmin.

Từ khi được chính phủ Mỹ cho phép sử dụng dân sự năm 1980, Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống. Nó xuất hiện trên mỗi chiếc xe hơi, điện thoại thông minh, đồng hồ... giúp dẫn đường, theo dõi vị trí một cách chính xác.

GPS vẫn đang được cải tiến, phát triển. Với 2 vệ tinh đã phóng và 8 vệ tinh đang trong giai đoạn phát triển, thế hệ GPS III dự kiến chính thức triển khai trong năm 2023 với nhiều nâng cấp đáng giá.

Chi phí cho tổng dự án GPS III có thể lên đến 5,5 tỷ USD. Khác với những vệ tinh đời đầu có tuổi thọ 7,5 năm, vệ tinh GPS III có thể tồn tại trong 15 năm, dài hơn 25% các vệ tinh GPS đang được sử dụng. Chúng cũng được thiết kế tương thích với các công nghệ mới nhất.

Thế hệ GPS II hiện tại có độ chính xác chênh lệch từ 5 đến 10 mét, và GPS III sẽ còn chính xác hơn. Cụ thể, độ chính xác của GPS III là 1-3 mét, gấp 3 lần so với GPS II. Tín hiệu mạnh hơn cũng giúp GPS III ít bị nhiễu.

Điều đó có nghĩa smartphone, đồng hồ và những thiết bị điều hướng sẽ định vị bạn chính xác hơn, không còn tình trạng chỉ sai đường do 2 con hẻm nhỏ nằm kế nhau nữa.

Không chỉ tăng độ chính xác, GPS III còn giúp mở rộng công nghệ đến nhiều người hơn. Chìa khóa ở đây chính là tín hiệu L1C tương thích với các GNSS (Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu) trên thế giới.

L1C có cùng tần số với hệ thống định vị Galileo (châu Âu), QZSS (Nhật Bản) và Beidou (Trung Quốc). Khả năng tương thích này giúp các thiết bị GPS nhận dữ liệu vị trí từ nhiều hệ thống định vị khác nhau cùng lúc để cho kết quả ngay lập tức.

Về mặt quân sự, chính phủ Mỹ đang thiết lập các trạm chỉ huy mới có thể điều khiển cả vệ tinh GPS II và GPS III. Hệ thống Điều khiển hoạt động GPS thế hệ mới (Next Generation GPS Operational Control System) đang được chế tạo bởi hãng Raytheon, dự kiến triển khai trong cuối 2022 hoặc 2023. Lockheed cũng đang nâng cấp các trạm chỉ huy hiện có để kết nối với vệ tinh GPS III.

Trên quỹ đạo, GPS III sẽ truyền tín hiệu M-code mã hóa giúp thông tin được bảo mật tốt hơn, khả năng chống nhiễu gấp 8 lần.

Đây là cột mốc mới trong quá trình triển khai GPS III sau nhiều năm trì hoãn. Vệ tinh GPS III đầu tiên - Vespucci, được phóng vào tháng 12/2018, tiếp theo là Magellan vào tháng 8/2019. Dự kiến sau khi thử nghiệm thành công, vệ tinh GPS III thứ 3 sẽ bắt đầu hành trình vào tháng 1/2020 bằng tên lửa SpaceX Falcon 9.

Lockheed đang tiếp tục phát triển những vệ tinh GPS III tiếp theo, với hy vọng phóng đủ 10 vệ tinh lên quỹ đạo đến năm 2023.

Sau GPS III, Lockheed còn có kế hoạch phát triển 22 vệ tinh GPS III Follow-On (GPS IIIF). Dự kiến khởi động vào năm 2026, những vệ tinh này có thêm một ăng-ten để truyền 2 tín hiệu riêng biệt, tín hiệu toàn cầu như hiện tại và tín hiệu khu vực cụ thể từ ăng-ten "định hướng". Trong trường hợp xung đột, tín hiệu toàn cầu sẽ tắt để tín hiệu khu vực hoạt động.