GPS L5 là gì và nó cải thiện độ chính xác của GPS như thế nào?

Trong nhiều năm, các thiết bị công nghệ dân dụng đều sử dụng máy thu GPS một tần số để xác định vị trí. Nhưng điều đó đang thay đổi khi các thiết bị mới hơn bắt đầu hỗ trợ thêm tần số GPS thứ hai được gọi là L5. Đây là mọi thứ bạn cần biết về loại tần số mới này.

Tín hiệu GPS

Mặc dù ban đầu được thiết kế cho quân đội Mỹ, GPS nhanh chóng chiếm vai trò quan trọng và trở thành công nghệ không thể thiếu, trong nhiều ứng dụng công nghệ, từ điều hướng từng chặng đến chia sẻ vị trí người dùng để vận chuyển hàng hóa. Tuy nhiên, smartphone, thiết bị điều hướng trong ôtô hay đồng hồ thông minh sẽ sớm sử dụng tần số kế thừa của L1.

L1 đã được sử dụng một cách rộng rãi và nó đã giúp biến đổi thế giới một cách đáng kể. Nhưng tần số này dễ bị lỗi đa đường, xảy ra khi tín hiệu GPS bị phản xạ ngược lại bởi các tòa nhà, mặt đất hoặc những vật thể dày trước khi đến máy thu. Việc xác định tọa độ trên máy thu GPS dựa vào cách đo khoảng cách tới ít nhất 3 vệ tinh, do đó những phản xạ ngược này ảnh hưởng đến tính chính xác của phép đo. Các tín hiệu L1 cũng không phải loại tần số vượt qua vật cản vật lý.

Vì vậy, chính phủ Mỹ đã tiến hành một chương trình hiện đại hóa GPS để bắt kịp với sự thay đổi của thời đại và công nghệ tiên tiến. Là một phần của nỗ lực hiện đại hóa này, nó cung cấp ba tín hiệu GPS mới cho mục đích dân dụng: L2, L5 và L1C.

L1C vẫn đang trong giai đoạn phát triển và không cung cấp dữ liệu điều hướng, nhưng các tín hiệu L2 và L5 đang ở các giai đoạn tiền hoạt động khác nhau, với nhiều vệ tinh truyền tín hiệu L2 hơn L5 kể từ tháng 6 năm 2022. Chính phủ Mỹ đặt mục tiêu tăng cường độ chính xác khi xác định vị trí của các tín hiệu GPS trên.

Trong khi cả tín hiệu L2 và L5 đều mạnh hơn tín hiệu L1 và có nhiều băng thông hơn, L5 là tốt nhất trong số ba tín hiệu ở hầu hết mọi thứ, bao gồm cả việc xử lý nhiễu và lỗi đa đường. Ngoài ra, L2 được cho là được sử dụng với tín hiệu L1 để tăng độ chính xác của nó.

L5 bắt đầu phát sóng trên các vệ tinh được hỗ trợ vào năm 2014 và tính đến tháng 6 năm 2022, nó được truyền bởi 17 vệ tinh GPS. Vì bất kỳ tín hiệu GPS nào được phát bởi ít hơn 18-24 vệ tinh được coi là sử dụng hạn chế, nên L5 sẽ cần thêm ít nhất một lần phóng vệ tinh nữa để đạt chuẩn. Một số nguồn tin cho biết sẽ có 24 vệ tinh L5 được phóng vào vũ trụ trước năm 2027.

Tại sao L5 lại quan trọng?

Như đã đề cập, L5 là tín hiệu GPS tiên tiến nhất hiện có cho mục đích dân dụng. Mặc dù nó chủ yếu dành cho các ứng dụng quan trọng trong cuộc sống và hiệu suất cao, chẳng hạn như giúp máy bay điều hướng, nhưng nó có sẵn cho tất cả mọi người, chẳng hạn như tín hiệu L1. Vì vậy, các nhà sản xuất thiết bị tiêu dùng phổ biến trên thị trường như điện thoại thông minh, thiết bị theo dõi thể dục, hệ thống định vị trong ô tô và đồng hồ thông minh đang tích hợp nó vào thiết bị của họ để mang lại trải nghiệm GPS tốt nhất có thể.

Một trong những lợi thế chính mà tín hiệu L5 sở hữu là nó sử dụng tần số vô tuyến 1176,45MHz, được dành cho điều hướng hàng không trên toàn thế giới. Do đó, bạn không phải lo lắng về sự nhiễu sóng từ bất kỳ lưu lượng sóng vô tuyến nào khác ở tần số này, chẳng hạn như chương trình phát sóng truyền hình, radar và bất kỳ công cụ hỗ trợ điều hướng trên mặt đất nào.

Với dữ liệu từ L5, thiết bị của bạn có thể tiếp cận những công nghệ tiên tiến hơn để xác định tần số nào có ít lỗi nhất, nhờ vậy giúp định vị chính xác hơn. Nó đặc biệt hữu ích trong những khu vực có thể nhận được tín hiệu GPS, nhưng lại có nhiều vật cản gây giảm sút chất lượng. Trong những trường hợp như vậy, L5 nhờ vào băng tần tăng lên, có thể cung cấp thêm thông tin có ích trong việc xác định phản xạ xuất hiện trong vùng của máy thu GPS.

Ngoài ra, tín hiệu L5 mạnh hơn dẫn đến khả năng phủ sóng tốt hơn trong môi trường đô thị dày đặc và giúp thiết bị xác định vị trí nhanh hơn. Cuối cùng, tần số thấp hơn của nó giúp tăng cường khả năng thu sóng để sử dụng trong nhà.

Thiết bị nào sử dụng tín hiệu L5?

Các nhà sản xuất thiết bị đã bắt đầu sử dụng tín hiệu L5 như một phần của GPS tần số kép cùng với tín hiệu L1. Xiaomi Mi 8 là điện thoại thông minh đầu tiên được hỗ trợ L5 vào năm 2018, nhưng kể từ đó, nhiều thiết bị có cùng tính năng đã đổ bộ vào thị trường. Một số thiết bị phổ biến mà chúng tôi biết có khả năng nhận tín hiệu GPS L5 bao gồm Apple Watch Ultra, thiết bị theo dõi GPS cầm tay GPSMAP 65, 65s và 66sr của Garmin, điện thoại Google Pixel 4, 5 và 6-series và Samsung Galaxy S22 Plus, S21 Plus và S21 Ultra.

Thật không may, việc nhận được một danh sách với tất cả các thiết bị có khả năng nhận tín hiệu GPS L5 là không thể. Nhưng cơ sở dữ liệu mở này trên Google Trang tính, chứa thông tin từ ứng dụng GPSTest Android, dường như bao gồm hầu hết các điện thoại Android hỗ trợ tín hiệu L5.

Ngoài ra, nếu bạn tò mò liệu điện thoại Android của mình có hỗ trợ hay không, Huawei khuyên bạn nên sử dụng GNSSLogger của Google. Bạn có thể sử dụng ứng dụng để thu thập dữ liệu của hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) và xác định sự hiện diện của tín hiệu L5. Ứng dụng GPSTest được đề cập trước đó cũng thường được đề xuất như một trong những tùy chọn để kiểm tra xem thiết bị Android của bạn có hỗ trợ L5 hay không.

Một tùy chọn khác là liên hệ với nhà sản xuất thiết bị để tìm hiểu xem một thiết bị cụ thể có hỗ trợ tín hiệu L5 hay không.

Hãy nhớ rằng tín hiệu L5 yêu cầu phần cứng mới và sẽ không hoạt động trên các thiết bị cũ hơn chỉ tương thích với tín hiệu L1.

Tín hiệu L5 không chỉ có ở GPS

GNSS - không phải là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu độc nhất sử dụng tín hiệu L5. BeiDou của Trung Quốc, Galileo của EU, IRNSS của Ấn Độ và QZSS của Nhật Bản cũng truyền tín hiệu ở tần số L5. Thêm vào đó, Glonass của Nga cũng có kế hoạch phóng vệ tinh có khả năng phát tín hiệu L5 vào năm 2025.

Các tín hiệu L5 từ các hệ thống vệ tinh này có thể được sử dụng bởi nhiều máy thu GPS được sử dụng bởi các thiết bị cấp tiêu dùng. Những máy thu đa GNSS này có thể cung cấp độ chính xác vị trí tốt hơn những máy chỉ sử dụng GPS.

Cải thiện độ chính xác của vị trí

ín hiệu L5 là một cải tiến sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho thiết bị công nghệ trong tương lai. Nó có thể nâng cao đáng kể độ chính xác của vị trí trên thiết bị của bạn, giúp khóa vị trí nhanh hơn và thậm chí hoạt động tốt hơn ở những nơi mà băng tần L1 cũ thường gặp khó khăn. Ở thời điểm hiện tại, chính phủ Mỹ vẫn chưa đặt đủ số lượng vệ tinh để chính thức đưa tín hiệu L5 vào hoạt động, vì vậy sẽ mất ít nhất vài năm nữa để chúng ta có thể biết chính xác những lợi ích mà tín hiệu L có thể mang lại.

Theo How To Geek