If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Nếu bạn đang sử dụng bộ lọc web, vui lòng kiểm tra lại xem bộ lọc có chặn hai tên miền *.kastatic.org*.kasandbox.org hay không.

Nội dung chính

Định vị vị trí địa lý

Internet là một hệ thống mạng mang tính toàn cầu nhưng lại có khả năng giúp chúng ta tìm các dịch vụ, sản phẩm và sự kiện cụ thể diễn ra ngay gần chúng ta. Ngân hàng gần nhất ở đâu? Nhà hàng nào sẽ có dịch vụ giao hàng? Những người bạn của tôi có sống trong khu vực này hay không? Xe buýt nào sẽ đưa tôi đến địa điểm tôi muốn? Một số chương trình và ứng dụng trên Internet có thể giải đáp những câu hỏi này cho chúng ta.
Để có thể trả lời những câu hỏi đó thì một chương trình cần định vị vị trí địa lý của bạn, bằng cách xác định kinh độ và vĩ độ gần đúng của vị trí đó.
A satellite photo of an area with roads, forest, and grasslands, with a marker near a rod.
Một vị trí có vĩ độ và kinh độ là 39,33673; -87,71237.
Bây giờ, ta cùng xem những cách vị trí địa lý được xác định và ứng dụng trên Internet.

Hệ thống định vị thiết bị

Vị trí địa lý của người dùng thực chất là vị trí thiết bị của người dùng. Các thiết bị có thể bao gồm máy tính bàn, máy tính xách tay, điện thoại thông minh hay thiết bị theo dõi sức khỏe.
Có nhiều cách để định vị vị trí của một thiết bị trên phạm vi toàn cầu, từ việc sử dụng GPS - cho thông tin chính xác nhất đến sử dụng địa chỉ IP - cho thông tin ít chính xác nhất.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS)

Chính phủ Hoa Kỳ bắt đầu dự án GPS vào những năm 1970 và hiện kiểm soát khoảng 30 vệ tinh GPS quay quanh trái đất. 1
Illustration of earth with 24 GPS satellites in orbits around it.
Các vệ tinh GPS xoay quanh Trái Đất. Nguồn ảnh: NOAA
Máy thu GPS bao gồm những bộ cảm biến nhỏ có ăng-ten thu nhận tín hiệu vô tuyến từ các vệ tinh GPS. Nhìn chung, nếu một bộ cảm biến nhận được tín hiệu từ ít nhất bốn vệ tinh, máy thu có thể tính toán được vị trí của chính nó bằng một kỹ thuật gọi là phương pháp định vị ba chiều (trilateration).2
Hình minh họa máy thu thông tin GPS diễn giải tín hiệu từ 4 vệ tinh GPS quay quanh nó.
GPS hoạt động tốt nhất trong môi trường ngoài trời, khi bầu trời quang đãng. Ở môi trường này, điện thoại thông minh có thể ghi lại vị trí tọa độ chính xác với sai số khoảng 4,9 m (16 feet). GPS hoạt động kém hơn khi thiết bị ở trong nhà hoặc trong khu vực gần các tòa nhà cao tầng do bị cản trở bởi mái nhà, tường và các vật thể khác. Nhưng nhìn chung, GPS vẫn là công cụ định vị vị trí địa lý chính xác nhất.

Hệ thống định vị Wi-Fi

Định vị Wi-Fi là một phương pháp định vị hiệu quả ở các khu vực đô thị đông đúc, có mạng Wi-Fi bao phủ (điều này gần như ngược lại với điều kiện hoạt động của GPS).
Định vị Wi-Fi được thực hiện như sau. Đầu tiên, một thiết bị có ăng-ten Wi-Fi có thể quét các điểm truy cập Wi-Fi và đo cường độ tín hiệu của từng mạng.
Kết quả thông tin sẽ hiển thị giống như bảng dưới đây. Lưu ý rằng cường độ tín hiệu luôn âm, vì vậy số gần 0 nhất là mạnh nhất.
BSSIDĐịa chỉ MACCường độ tín hiệu (RSSI)
NETGEAR09A3:F3:5D:2A:A3:1B-59
NETGEAR09-5GA3:F3:5D:2A:A3:1B-72
Sonic-b34653:19:DA:E0:57:3A-79
EmdutosE3:84:14:BC:BC:FF-84
Baskind Bunch52:8D:5E:29:E7:5A-85
Sonic-9472-5G4C:4C:DB:91:1A:1A-88
xfinitywifiF8:59:F4:FC:C5:F1-93
Sau khi nhận được những thông tin trên, thiết bị có thể sử dụng phương pháp định vị ba chiều. Thiết bị sẽ xác định vị trí của từng điểm truy cập bằng cách tra cứu những điểm truy cập này trong cơ sở dữ liệu vị trí Wi-Fi hoặc trong bộ nhớ đệm (nhỏ hơn) lưu trữ thông tin về vị trí có trong thiết bị. Sau đó, thiết bị ước tính vị trí của chính nó dựa trên vị trí và cường độ tín hiệu của các điểm truy cập.
A diagram of Wi-Fi trilateration. Three wireless access points are shown with three circles of varying sizes centered on each point. A line goes from the access point in the center to the edge of the circle and is labeled D1, D2, and D3, respectively. There is a small highlighted area in the center where all three circles overlap.
Phương pháp định vị ba chiều dựa trên ba điểm truy cập có cường độ tín hiệu khác nhau. Mỗi vòng tròn thể hiện một phạm vi khoảng cách gần đúng dựa trên cường độ tín hiệu. Thiết bị được định vị ở khu vực trung tâm nơi ba vòng tròn giao nhau.
Một phương pháp khác có độ chính xác cao hơn đó là định vị theo "dấu vân tay" (fingerprinting). Tuy nhiên, phương pháp này chỉ có thể thực hiện được nếu bản đồ dấu vân tay đã được tạo trước đó. Để tạo bản đồ, một thiết bị di động sẽ tạo ra dấu vân tay cho nhiều điểm tham chiếu trong một khu vực cụ thể. Mỗi dấu vân tay đại diện cho một danh sách các mạng lân cận và cường độ tín hiệu của chúng, giống như bảng ở trên, cùng với một cặp tọa độ địa lý.
A floor plan for the White House second floor, showing long hallways and multiple rooms. Three access points are located in three separate rooms. Many circles, representing fingerprints, fill the halls and rooms.
Bản đồ dấu vân tay giả tưởng cho tầng hai của Nhà Trắng, với ba điểm truy cập không dây và 46 dấu vân tay. Nguồn ảnh: ZooFari
Khi một thiết bị di động xuất hiện trong một khu vực và cần định vị vị trí của chính nó, thiết bị đó có thể gửi dấu vân tay đến máy chủ với bản đồ sóng radio và máy chủ sẽ sử dụng thuật toán để tính toán dấu vân tay gần nhất và ước tính tọa độ tương ứng.
Phương pháp này đặc biệt chính xác khi sử dụng trong nhà, đặc biệt là khi có bản đồ vân tay dày đặc. Tuy nhiên, nó vẫn chưa được sử dụng phổ biến do phụ thuộc vào việc xây dựng bản đồ vân tay.

Phương pháp định vị ba chiều bằng tháp phát sóng

Theo luật pháp Hoa Kỳ, điện thoại di động bắt buộc phải báo cáo vị trí gần đúng của chính thiết bị trong trường hợp gọi số khẩn cấp 911 để các dịch vụ khẩn cấp có thể tiếp cận người gọi một cách nhanh chóng. Nếu điện thoại di động không thể sử dụng GPS để định vị, nó có thể sử dụng phương pháp định vị ba chiều qua các tháp phát sóng di động.
Tháp phát sóng di động là yếu tố then chốt để vận hành mạng di động. Mỗi tháp sẽ bao gồm ba bộ ăng-ten phát tín hiệu theo các hướng được xếp theo hình tam giác:
Đỉnh của cột phát sóng là bộ trúc ăng-ten xếp theo hình tam giác.
Tháp phát sóng di động có thể ước tính khoảng cách giữa tháp và điện thoại bằng cách đo thời gian và cường độ của tín hiệu đi và về. Khoảng cách có thể được tính toán chính xác hơn nếu tháp phát sóng xác định được bộ ăng-ten nào trong ba bộ ăng-ten đã gửi đi tín hiệu. Nếu vị trí cần định vị là một khu vực lớn, sử dụng một tháp phát sóng là đủ để xác định vị trí này. Tuy nhiên, nếu như ta có nhiều tháp phát sóng, thì phạm vi định vị có thể được thu hẹp lại và kết quả sẽ cụ thể hơn.
An animation of cell tower trilateration.
Phương pháp định vị ba chiều dựa trên ba tháp phát sóng. Các khu vực được đánh dấu đại diện cho ăng-ten của mỗi tháp đang gửi tín hiệu đến điện thoại di động. Khu vực màu đỏ ở trung tâm là vị trí gần đúng của điện thoại.

Định vị dựa trên địa chỉ IP

Bất cứ khi nào một thiết bị gửi dữ liệu qua Internet, địa chỉ IP cũng sẽ được gửi kèm theo. Mặc dù địa chỉ IP không đại diện cho một vị trí cụ thể như địa chỉ nhận thư tín, nhưng từ địa chỉ IP, ta có thể xác định được một khu vực địa lý.
Các cơ sở dữ liệu định vị vị trí địa lý theo địa chỉ IP chứa hàng triệu dòng lưu trữ địa chỉ IP với các khu vực địa lý tương ứng. Các công ty xây dựng các cơ sở dữ liệu đó dựa trên nhiều nguồn thông tin, chẳng hạn như thông tin đăng ký địa chỉ IP khu vực, vị trí do người dùng gửi trên trang web, dữ liệu từ nhà cung cấp dịch vụ Internet và thông tin ước tính dựa trên các tuyến mạng.
Để giúp bạn hiểu rõ hơn về độ chính xác của việc định vị vị trí sử dụng địa chỉ IP, tôi đã tra cứu địa chỉ IP của chính mình trong ba cơ sở dữ liệu định vị vị trí theo địa chỉ IP khác nhau. Kết quả như sau:
Đất nướcBangThành phốVĩ độKinh độ
USACaliforniaCorona33.8753-117.5664
USACaliforniaRichmond37.9358-122.3478
USACaliforniaSanta Clara37.3541-121.955
Tất cả các cơ sở dữ liệu đều định vị đúng tên quốc gia và tiểu bang. Các thông tin này có lẽ là đủ cho một số công ty với những mục đích cụ thể. Tuy nhiên, khu vực được định vị ở đây trải rộng khắp gần 765 km (475 dặm)! 😬
Định vị vị trí địa lý dựa trên IP là phương án có tính chính xác thấp nhất. Ngoài ra, nếu người dùng đang truy cập Internet thông qua VPN (Mạng riêng ảo), ta sẽ không thể định vị được vị trí của họ, do IP thực của họ được ẩn đi và IP của VPN có thể xuất hiện ở một lục địa hoàn toàn khác.

Các chương trình và ứng dụng truy cập vào vị trí địa lý

Việc thiết bị của bạn có thể định vị vị trí địa lý không đồng nghĩa với việc các ứng dụng và phần mềm chạy trên thiết bị cũng có thể nắm được thông tin này.
Trong phần này, ta hãy cùng tìm hiểu các cách mà các trang web và ứng dụng di động có thể tìm ra vị trí của người dùng.

Yêu cầu quyền truy cập

Các trang web có thể sử dụng API định vị vị trí địa lý được tích hợp sẵn trên trình duyệt để định vị vị trí hiện tại. Trình duyệt sẽ tính toán vị trí bằng cách sử dụng những phương pháp được đề cập ở trên và trả về kết quả chính xác nhất.
Tuy nhiên, để có thể tiến hành định vị, trình duyệt cần sự đồng ý của người dùng. Dưới đây là giao diện một trang web đang gửi yêu cầu định vị vị trí cho người dùng trong trình duyệt Chrome, người dùng có thể chọn "Chặn" (Block) hoặc "Cho phép" (Allow):
Screenshot of web browser URL address bar and pop-up notification. Notification says "m.ymca.net wants to know your location" with buttons for "Block" and "Allow".
Các ứng dụng cho thiết bị di động trên cả hai nền tàng Android và iPhone nhìn chung cũng cần có sự đồng ý của người dùng để có quyền truy cập vị trí hiện tại. Thậm chí, một số ứng dụng sẽ hỏi người dùng xem họ có cho phép ứng dụng liên tục thu thập vị trí của người dùng ngay cả khi họ không sử dụng ứng dụng đó không.
Dưới đây là một ví dụ về yêu cầu quyền truy cập của một ứng dụng trên điện thoại Android. Ứng dụng này đưa ra yêu cầu và người dùng có thể chọn "Cho phép mọi lúc" (Allow all the time), "Chỉ cho phép khi sử dụng ứng dụng" (Allow only while using the app) hoặc "Từ chối" (Deny):
A pop-up with the text "Allow Radar to access this device's location?" and three buttons:
  • "Cho phép mọi lúc"
  • "Cho phép khi sử dụng ứng dụng"
  • "Từ chối"

Định vị dựa trên địa chỉ IP

Khi người dùng truy cập một trang web, trình duyệt của họ sẽ gửi yêu cầu HTTP đến máy chủ web trong đó chứa trong một gói IP ghi địa chỉ IP của người gửi.
Như đã thảo luận ở phần trên, máy chủ web có thể sử dụng phương pháp định vị địa chỉ IP để xác định vị trí gần đúng của người dùng.
Mặc dù định vị vị trí địa lý IP không chính xác lắm, nhưng phương pháp này cũng cung cấp một vài manh mối về vị trí của người dùng. Trang web có thể sử dụng vị trí gần đúng để cá nhân hóa trải nghiệm, chèn quảng cáo hướng tới khách hàng trong khu vực đó hoặc đơn giản là hiểu rõ hơn về thông tin nhân khẩu học của khách hàng.

Thông tin từ người dùng

Trong một vài trường hợp, các trang web và ứng dụng sẽ trực tiếp hỏi người dùng về vị trí của họ.
Ví dụ: người dùng có thể tự nhập địa chỉ và trang web có thể sử dụng công cụ mã hóa vị trí địa lý để chuyển đổi địa chỉ đó thành vĩ độ và kinh độ.
Dưới đây là công cụ định vị cửa hàng giúp hiển thị các cửa hàng gần nhất sử dụng mã bưu chính của người dùng:
Screenshot from ampleharvest.org, with an input field, search box, and map. The input field has the zip code 13078 and the map shows markers around Syracuse, New York.
Các trang web cũng có thể định vị vị trí từ ảnh do người dùng tải lên bằng cách xem metadata (dữ liệu mô tả dữ liệu khác) của từng tệp ảnh. Nhiều người dùng không biết rằng rất nhiều điện thoại ngày nay tự động lưu trữ thông tin về vị trí trong tệp ảnh, vì vậy các thư viện ảnh trực tuyến ngày nay đã trở thành một kho dữ liệu công khai chứa các vị trí của người dùng.

Lợi ích và rủi ro

Nhờ tính năng định vị vị trí địa lý, chúng ta có thể tìm thấy điện thoại bị mất, tìm ra một quán cà phê gần nhà để thỏa mãn cơn thèm cà phê hay ghi lại hành trình đạp xe xuyên quốc gia ấn tượng của mình. Các cơ quan thực thi pháp luật cũng có thể xác định vị trí của những kẻ phạm tội và gửi xe cứu thương đến vị trí của người cần được cấp cứu.
Tuy nhiên, vị trí địa lý cũng là thông tin cá nhân mà việc công khai các thông tin cá nhân thì luôn tiềm ẩn rủi ro:
  • Nhiều kẻ đã và đang sử dụng dữ liệu định vị vị trí công khai để theo dõi một người khác. 3
  • Một số cơ quan thực thi pháp luật đã bị cáo buộc sử dụng thông tin vị trí địa lý không chính xác để buộc tội sai một người nào đó. 4
  • Các trang web có thể tiến hành kiểm duyệt thông tin dựa trên phỏng đoán về vị trí địa lý của người dùng.
🤔 Bạn nghĩ các hạn chế khác của việc cho phép các thiết bị, mạng và chương trình truy cập vị trí địa lý của chúng ta là gì?

🙋🏽🙋🏻‍♀️🙋🏿‍♂️Bạn có câu hỏi nào về chủ đề này không? Chúng tôi rất sẵn sàng hỗ trợ bạn — hãy để lại câu hỏi ở mục câu hỏi phía dưới nhé!

Tham gia cuộc thảo luận?

Chưa có bài đăng nào.
Bạn có hiểu Tiếng Anh không? Bấm vào đây để thấy thêm các thảo luận trên trang Khan Academy Tiếng Anh.