Nhiều thập kỷ nay, nhiều người chơi trò mạo hiểm đều là những người yêu thích sử dụng đồng hồ đeo tay thể thao ngoài trời Garmin GPS. Garmin cung cấp các kiểu loại đồng hồ GPS hoặc lắp đặt thiết bị cầm tay sử dụng bền, đáp ứng nhu cầu của mọi hoạt động, từ bàn phím truyền thống đến màn hình cảm ứng, từ kích cỡ nhỏ gọn cầm tay đến thiết bị hiển thị kích cỡ lớn, loại nào cũng có. Là một thương hiệu dẫn đầu về kỹ thuật dẫn đường, Garmin đều thêm vào Multi-band Gnss (hoặc gọi là kỹ thuật đa băng tần) trong các loại đồng hồ thể thao ngoài trời mới nhất. Kỹ thuật đa băng tần cung cấp định vị càng chính xác hơn, khỏe hơn và tốt hơn so với kỹ thuật dẫn đường thế hệ trước. Điều này cho thấy rằng trong môi trường nhiều thử thách như giữa tường chắn hoặc trong thung lũng mà tín hiệu dễ bị vọng lại hoặc dưới bóng cây hoặc trong rừng tín hiệu dễ bị chắn thì người dùng càng có được định vị chính xác và khả năng theo dõi tốt hơn.
Chúng tôi mời kỹ sư Garmin Jared Bancroft giải thích rõ hơn và giới thiệu trải nghiệm vệ tinh này và lợi ích của việc sử dụng vệ tinh đa băng tần.
Hỏi: Garmin vì sao quyết định thêm chức năng kỹ thuật đa băng tần vào đồng hồ thể thao ngoài trời?
Đáp: Lúc đầu khi xây dựng, GPS sử dụng hai tần số – L1 và L2. L1 sử dụng miễn phí công khai, cũng là tần số dân dụng chính. Tần số thứ hai (L2) được giữ lại dành cho bên quân đội, chỉ có thể thông qua việc sử dụng khóa được mã hóa. GPS bắt đầu sử dụng 40 năm trở lại đây, nhóm người dùng GPS phát hiện ra rằng họ có thể hiện đại hóa tín hiệu vệ tinh, tăng độ chính xác cho mục đích sử dụng vệ tinh dân dụng, đồng thời vẫn có thể đáp ứng nhu cầu của bên quân đội. Vì vậy, sau này, GPS thêm vào một tần số (L5) và từ năm 2009 bắt đầu phóng vệ tinh có thể truyền tần số này. Tần số L5 hiện đại hóa có đặc tính tín hiệu tốt hơn L1, hai tần số cùng sử dụng có thể đem lại độ chính xác định vị chưa từng có trước đây. Khi sử dụng tín hiệu L5, máy thu nhận tín hiệu có thể thông qua phương thức tiên tiến hơn phán đoán tín hiệu nào sai số tương đối ít, nhờ đó tăng độ chính xác định vị.
Hỏi: Tại sao Garmin không sử dụng kỹ thuật đa băng tần khi cài đặt trước đây? Tại sao bây giờ mới có?
Đáp: Không quân Mỹ phụ trách duy trì hệ thống vệ tinh. Tất cả vệ tinh cuối cùng đều bị sự cố cần phải thay mới. Mỗi khi có sự cố vệ tinh, không quân sẽ không trực tiếp phóng một vệ tinh mới mà sử dụng vệ tinh dự trữ hiện có, thông qua phương thức này để duy trì hệ thống vệ tinh hoàn chỉnh khi gặp sự cố vệ tinh. Vệ tinh cũ cuối cùng đều bị mất hiệu lực bị di chuyển sang một quỹ đạo khác, thay thế bởi vệ tinh mới.
Mặc dù vệ tinh L5 từ năm 2009 bắt đầu phóng vào không gian nhưng nếu trong hệ thống vệ tinh cần thêm vệ tinh mới, cũng phải mất thời gian vài năm. Vệ tinh hiện đại hóa mới này lần lượt thêm vào, cũng dần dần phát huy tác dụng của nó. Cho dù đến hôm nay, bộ phận vệ tinh GPS không thể truyền tín hiệu L5, do đó cần phải tiếp tục nâng cấp sau khi hết kì hạn phục vụ. Đến tháng 3 năm 2021, khoảng 52% vệ tinh GPS có tần số L5. Chúng ta ước tính đến năm 2023 sẽ có khoảng 71% vệ tinh GPS có công năng L5 (tất nhiên điều này còn cần xem tiến độ của không quân).
Hỏi: Sử dụng đa băng tần có lợi ích thế nào đối với độ chính xác GPS của người sử dụng?
Đáp: Khi tín hiệu GPS vẫn có thể thu nhận nhưng bị giảm mạnh, ví dụ trời mưa nhiều tầng mây dầy, trong thành phố nhiều tòa nhà cao tầng, kỹ thuật đa băng tần có thể phát huy ưu thế chính của nó. Trong một số trường hợp, thiết bị thu phát bắt buộc phải phân biệt đâu là tín hiệu phản xạ, đâu là tín hiệu khoảng cách tầm nhìn trực tuyến. Trong quá trình định vị, tín hiệu phản xạ sẽ gây ra khoảng cách vệ tinh không chính xác. Khi vệ tinh dùng dữ liệu khoảng cách không chính xác này, định vị sẽ nhảy, cách xa tuyến đường hoặc hoàn toàn mất độ chính xác, vì vậy lúc này số liệu đã không còn phù hợp nữa. Trong trường hợp này, L15 có thể cung cấp độ chính xác và tính liên tục tốt hơn L1 truyền thống. Tất nhiên, khi sử dụng GPS không thể chính xác tuyệt đối hoàn toàn, tín hiệu vệ tinh không thể thu nhận trong mọi môi trường, nhưng xét tổng thể thì L5 có thể mang lại kết quả nâng cấp đáng hài lòng.
Hỏi: Khi nào có thể cần dùng kỹ thuật định vị đa băng tần?
Đáp: Khi bạn cần độ chính xác định vị cao, L5 trở thành một điều kiện bắt buộc. L5 còn có một tác dụng mà mọi người ít nhắc đến, đó chính là độ tin cậy. Độ tin cậy chính là con số chính xác màn hình hiển thị máy thu nhận cung cấp cho bạn, là mức độ đáng tin cậy trong toán học. Chúng ta thường nghĩ độ chính xác chính sai số so với giá trị đúng. Theo đó, nếu máy thu nhận thực sự biết sai số so với giá trị đúng, nó trực tiếp nói cho bạn là được rồi. Trên thực tế, máy thu nhận lợi dụng tính thống nhất của kết quả đo để hiển thị độ chính xác định vị.
Tính thống nhất đo lường vệ tinh chính là đại diện cho độ tin cậy. Nếu tất cả kết quả đo lường đều phù hợp, bạn sẽ chắc chắn biết phương án giải quyết độ tin cậy trong tay. Nếu kết quả đo lường không phù hợp, bạn có thể sẽ không tự tin với độ chính xác định vị cài đặt. Thông thường, giữa tính chính xác và độ tin cậy buộc phải có sự cân bằng. Nếu có được tính tin cậy càng cao (hay gọi là độ tin cậy), bạn thường phải cài đặt chỉ tiêu độ chính xác tương đối thấp. Những thao tác này sẽ không thay đổi tọa độ máy thu nhận tính toán mà chỉ thay đổi độ tin cậy của máy thu nhận đối với những tọa độ này.
Chúng ta có thể lấy một máy bay vượt qua biển làm ví dụ: Độ chính xác của máy thu nhận có thể là 3 cm. nhưng quan trọng hơn là cần biết độ tin cậy của con số 3 cm là bao nhiêu. Trong khi bay, độ tin cậy của dữ liệu định vị thường quan trọng hơn độ chính xác. Do đó nếu độ tin cậy thấp thì nghĩa là khả năng sử dụng dữ liệu có rủi ro cao, khi lái có thể sử dụng tin tức dẫn đường thay thế. Nếu độ tin cậy cao, lái xe có thể quyết định độ chính xác có đạt được yêu cầu nhiệm vụ hay không (hạ cánh hoặc dẫn đường trong không trung…).
Có đa băng tần rồi bạn càng có được nhiều tin tức hơn, trong khi sử dụng thực tế thường mang lại độ tin cậy càng cao. So với trước đây, bạn có thể càng tin vào phương án giải quyết trong tay bạn.
Độ tin cậy dẫn đường trong thời tiết khắc nghiệt là yêu cầu của nhiều người tiêu dùng quan tâm.
Hỏi: Điều này cho thấy Garmin cài đặt không đủ chính xác phải không?
Đáp: Cài đặt GPS Garmin là một trong những sản phẩm dẫn đường chính xác nhất trên thị trường. Thêm kỹ thuật đa băng tần chỉ là một kiểu nâng cấp. Hệ thống vệ tinh dẫn đường khác cũng có L5. Hệ thống định vị vệ tinh Galileo châu Âu và hệ thống định vị vệ tinh Bắc Đẩu Trung Quốc đều có tín hiệu L5 tương tự. Cứ như vậy, cài đặt có thể lợi dụng hệ thống nhiều vệ tinh nâng cao tính chính xác và độ tin cậy. Để có được định vị tốt nhất, chúng tôi khuyến nghị người dùng khi tìm độ chính xác cao nhất sử dụng tất cả hệ thống vệ tinh mà sản phẩm hỗ trợ, bao gồm cả GPS, GLONNASS và Galieo.
Các sản phẩm có hỗ trợ định vị Multi-band Gnss của Garmin hiện nay có: đồng hồ đeo tay GPS thể thao phức hợp ngoài trời series fēnix 7, đồng hồ đeo tay thông minh GPS toàn cầu EPIX.
