Nhiệm vụ chính của
chòm sao GPS là phát sóng tín hiệu chứa vị trí của từng vệ tinh và dấu thời gian chính xác, tạo điều kiện cho hàng tỷ thiết bị thu GPS toàn cầu xác định được vị trí của mình một cách độc lập, không cần tới mạng viễn thông hay internet. Việc định vị được thực hiện chính xác bằng hệ tọa độ địa tâm (Earth-centered coordinate system) so với trung tâm Trái Đất, sau đó chuyển đổi thành vĩ độ (latitude), kinh độ (longitude) và độ cao (altitude) theo tiêu chuẩn quốc tế WGS-84. Thông tin chính xác này, gồm toạ độ không gian và thời gian được mã hóa và phát sóng đều đặn từ mỗi vệ tinh xuống mặt đất để các thiết bị thu GPS xử lý.

Vệ tinh trong chòm sao GPS trên quỹ đạo
Nói kĩ hơn thì bên trong các vệ tinh này là những đồng hồ nguyên tử cực kỳ chính xác, phần lớn dùng công nghệ Cesium hoặc Rubidium, cho độ sai lệch của các đồng hồ này chỉ ở mức 1 phần tỷ giây/ngày. Vai trò của chúng là đảm bảo mỗi tín hiệu vệ tinh phát ra đều gắn với “giờ chuẩn tuyệt đối”. Khi thiết bị thu GPS nhận tín hiệu đồng thời từ nhiều vệ tinh, nó sử dụng thời gian này để tính toán chính xác khoảng cách tới từng vệ tinh.
Ngoài ra, vì sóng điện từ di chuyển với vận tốc ánh sáng, chỉ cần thời gian chênh lệch vài nanosecond cũng đã làm sai lệch vị trí tính toán hàng mét, nên đồng hồ nguyên tử càng chính xác thì vị trí càng đúng. Đồng hồ nguyên tử còn giúp đồng bộ hóa toàn bộ hệ thống vệ tinh, hỗ trợ các hoạt động cần chính xác về thời gian như tài chính, viễn thông và khoa học trên toàn cầu.
![[IMG]](https://photo2.tinhte.vn/data/attachment-files/2025/10/8861775_gps-6.jpg)
Các thành phần của một hệ thống GPS
Với các vệ tinh GPS, thành phần của một hệ thống GPS bao gồm:- Chòm sao vệ tinh: GPS luôn duy trì tối thiểu 24 vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo ở độ cao khoảng 20.000 km, với một số vệ tinh dự phòng để đảm bảo liên tục phủ sóng toàn cầu.
- Tín hiệu vệ tinh: Mỗi vệ tinh định kỳ phát tín hiệu chứa thông tin về thời gian chính xác nhờ đồng hồ nguyên tử gắn trên vệ tinh và vị trí quỹ đạo của mình.
- Tín hiệu thu nhận
- Đồng hồ nguyên tử: đóng vai trò đảm bảo đo lường thời gian với độ chính xác tới từng phần tỷ giây
- Thiết bị thu GPS: Các thiết bị như smartphone, xe ô tô, máy định vị đều có ăng-ten và mạch điện nhận – xử lý tín hiệu từ nhiều vệ tinh cùng lúc.