GPS đã trở thành nền tảng định vị toàn cầu trong suốt nhiều thập kỷ. Ảnh: Pexels.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đang đối mặt với những thách thức lớn khi các thiết bị gây nhiễu và giả mạo tín hiệu ngày càng phổ biến. Điều này buộc nhiều ngành công nghiệp quan trọng như hàng không, vận tải biển, viễn thông và quân sự phải tìm kiếm các phương thức định vị thay thế.

Bên cạnh đó, các khu vực mất tín hiệu GPS trên toàn cầu cũng xuất hiện ngày càng nhiều. Những thiết bị gây nhiễu nhỏ gọn, giá rẻ có thể làm gián đoạn tín hiệu định vị vốn rất yếu phát ra từ vệ tinh cách Trái đất khoảng 12.000 dặm (19.312 km).

GPS không còn chính xác

Ban đầu, các thiết bị gây nhiễu này chủ yếu được triển khai để chống lại máy bay không người lái hoặc vũ khí dẫn đường. Tuy nhiên, phạm vi ảnh hưởng của chúng ngày càng mở rộng, tác động trực tiếp đến hoạt động dân sự.

Ami Daniel, CEO công ty tin tức hàng hải Windward, cho biết “việc vô hiệu hóa GPS” đang góp phần khiến khu vực Trung Đông trở nên nguy hiểm hơn trong bối cảnh căng thẳng chiến sự giữa Mỹ và Iran.

Tại Bắc Âu, một số chuyến bay đã phải quay đầu vì tín hiệu GPS bị gây nhiễu gần sân bay. Trong một trường hợp khác, máy bay chở Chủ tịch Ủy ban châu Âu (EC) buộc phải chuyển hướng hạ cánh tại sân bay khác.

Nhiều thiết bị gây nhiễu giá rẻ ảnh hưởng đến hệ thống định vị GPS. Ảnh: WSJ.

Trong lĩnh vực quân sự, tác động còn rõ rệt hơn. Theo lời khai bằng văn bản gửi Quốc hội Mỹ, tỷ lệ bắn trúng của một loại vũ khí dẫn đường bằng vệ tinh của Mỹ tại Ukraine đã giảm từ 70% xuống chỉ còn 6% sau khi Nga triển khai gây nhiễu GPS trên diện rộng. Ngoài gây nhiễu, một số quốc gia còn sử dụng kỹ thuật giả mạo tín hiệu, phát sóng dữ liệu GPS giả để đánh lừa thiết bị thu.

Những vấn đề này khiến hệ thống GPS, được Mỹ xây dựng từ thời kỳ chạy đua không gian trong thế kỷ 20, bộc lộ nhiều hạn chế. Dù vẫn có độ chính xác cao, công nghệ này phụ thuộc vào tín hiệu vệ tinh yếu và dễ bị can thiệp.

Trong bối cảnh đó, các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ đang phát triển nhiều phương án thay thế.

Giải pháp thay thế

Một trong những hướng đi lâu đời là hệ thống dẫn đường quán tính. Công nghệ này sử dụng con quay hồi chuyển để đo gia tốc và tính toán vị trí dựa trên chuyển động. Trước khi GPS ra đời, Bộ Quốc phòng Mỹ đã sử dụng phương pháp này để đảm bảo tên lửa đạn đạo có thể xác định mục tiêu.

Các phiên bản hiện đại thay thế con quay cơ học bằng hệ thống quang học. Chúng gần như không thể bị gây nhiễu, song do chi phí rất cao nên chủ yếu được sử dụng trong quân sự và vận tải chuyên dụng.

Hệ thống dẫn đường quán tính sử dụng con quay hồi chuyển là hướng đi mới thay thế cho GPS. Ảnh: Hack the Moon.

Mario Paniccia, CEO Anello Photonics đang tìm cách thu nhỏ công nghệ này thành các vi mạch giá rẻ. Công ty đã phát triển một hệ thống dẫn đường quán tính dạng khối lập phương chỉ khoảng 2,5 cm, tiêu thụ rất ít điện năng và có thể sử dụng trên máy bay không người lái.

Một hướng tiếp cận khác là khai thác từ trường Trái Đất. Dưới bề mặt hành tinh tồn tại nhiều dị thường từ tính do cấu trúc địa chất. Bằng cách đo các biến đổi này và đối chiếu với bản đồ từ trường, thiết bị có thể xác định vị trí ngay cả khi không có GPS.

Ngoài ra, định vị bằng hình ảnh cũng đang thu hút sự chú ý của cộng đồng. Công nghệ này so sánh hình ảnh từ camera với bản đồ địa hình để xác định vị trí. Dù đã được sử dụng từ nhiều thập kỷ trước, những tiến bộ về AI và xử lý dữ liệu đã giúp hệ thống trở nên hiệu quả hơn.

Tuy vậy, GPS vẫn chưa thể bị thay thế hoàn toàn. Nhiều chuyên gia cho rằng tương lai của định vị sẽ là sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau.

Tác giả: Minh Hoàng

Nguồn tin: znews.vn