Báo cáo nhóm 5 nghiên cứu tìm hiểu về cấu trúc dữ liệu và giao thức cho các hệ thống dẫn đường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG 🕮 BÁO CÁO NHÓM 5: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIAO THỨC CHO CÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG Giảng viên hướng dẫn: ĐỖ XUÂN THU STT Sinh viên thực Họ tên Mã sinh viên Đỗ Thành An(T) 70DCDT21037 Nguyễn Tuấn Anh 70DCDT21004 Nguyễn Thị Minh Lý 70DCDT21034 Trần Đoàn Quang Huy 70DCDT21052 Lớp : 70DCDT21 NỘI - 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ MỤC LỤC Danh sách hình ảnh: Danh sách bảng CHƯƠNG I CẤU TRÚC DỮ LIỆU .5 1.1 Tổng quan 1.1.1 Cấu trúc liệu gì? .5 1.1.2 Đặc điểm cấu trúc liệu: 1.1.3 Các thuật ngữ 1.1.4 Ưu điểm .6 1.1.5 Một số thao tác thực .7 1.1.6 Tầm quan trọng cấu trúc liệu lập trình 1.2.Giao thức cho hệ thống dẫn đường 1.2.1.Chức hệ thống thiết bị dẫn đường 1.2.2.Các phương pháp dẫn đường hàng không .8 1.2.3.Phân lọai thiết bị dẫn đường mặt đất CHƯƠNG II CÁC KIỂU CẤU TRÚC DỮ LIỆU .10 2.1 CẤU TRÚC DỮ LIỆU KIỂU MẢNG (ARRAY) 10 2.2 DANH SÁCH LIÊN KẾT .11 2.2.1 Khái niệm 11 2.2.2 Các thao tác danh sách liên kết 13 2.2.3 Một số dạng khác danh sách liên kết .14 2.3 NGĂN XẾP (STACK) .15 2.3.1 Khái niệm 15 2.3.2 Cài đặt ngăn xếp mảng 17 2.3.3 Cài đặt ngăn xếp danh sách liên kết 18 2.3.4 Một số ứng dụng ngăn xếp .19 2.4 HÀNG ĐỢI (QUEUE) 20 2.4.1 Khái niệm 20 2.4.2 Cài đặt hàng đợi mảng 20 2.4.3 Cài đặt hàng đợi danh sách liên kết 21 2.5 CẤU TRÚC DỮ LIỆU KIỂU CÂY .21 2.5.1 khái niệm 21 2.5.2 Cài đặt 23 2.5.3 Duyệt 24 2.5.4 Cây nhị phân .25 2.6 ĐỒ THỊ 26 2.6.1 Các khái niệm .26 2.6.2 Biểu diễn đồ thị 28 2.6.3 Duyệt đồ thị .30 2.7 SẮP XẾP VÀ TÌM KIẾM 32 2.7.1 Bài toán xếp 32 2.7.2 Các dải thuật xắp xếp đơn giản 33 2.7.3 Quick sort 34 2.7.4 Heap sort 35 2.7.5 merge sort (sắp xếp trộn) 36 2.7.6 Bài tốn tìm kiếm .36 2.7.7 Tìm kiếm 37 2.7.8 Tìm kiếm nhị phân 37 CHƯƠNG III GIAO THỨC CHO CÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG .38 3.1 Dẫn đường hàng không 38 3.1.1 Đài dẫn đường vô hướng (NBD) 38 3.1.2 VOR 43 3.1.3 Đài đo cự ly .44 3.1.4 Hệ thống hướng dẫn hạ cánh xác (ILS) .48 3.1.5 Nhược điểm hệ thống dẫn đường .52 3.1.6 Hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu ( GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM - GNSS ) 52 3.2 Hệ Thống Trên Biển .62 3.2.1 Hệ Thống Nhận Dạng Tự Động (AIS) 62 3.2.2 RADAR 65 3.2.3.Hê thống dẫn đường vệ tinh vi sai 71 Phân công công việc .74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 Danh sách hình ảnh: Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Danh sách liên kết Danh sách liên kết vòng Danh sách liên kết kép Cài đặt ngăn xếp mảng Cài đặt ngăn xếp danh sách liên kết Cài đặt hàng đợi mảng Cài đặt ngăn xếp danh sách liên kết Cây Biểu diễn mảng nút cha Cài đặt danh sách nút Cây nhị phân Cây nhị phân đầy đủ Cây nhị phân tìm kiếm Đồ thị có hướng Đồ thị vơ hướng Đồ thị có trọng số Biểu diễn đồ thị có hướng ma trận kề Duyệt đồ thị theo chiều sâu Duyệt đồ thị theo chiều rộng Quick sort Ví dụ nhị phân tìm kiếm Đài NDB sử dụng phục vụ hạ cánh Đài NDB sử dụng phục vụ dẫn đường Xác định hướng đài NDB Sử dụng hai đài NDB Xác định góc phương vị đài VOR Mạng VOR/DME Việt Nam Đo cự ly xiên chế độ En-route Nguyên lý đo cự ly Nguyên lý đo cự ly theo giản đồ thời gian Cấu hình hệ thống ILS với hai đài chuẩn Qũi đạo vệ tinh GLONASS Giải thích khái niệm AIS Chức AIS Radar Giám sát hệ thống radar Quét tín hiệu radar Hệ thống radar Cấu trúc DGPS Nguyên lí hoạt động DGPS Danh sách bảng Bảng 3.1 Bảng 3.2 Các hệ thống ILS Việt Nam Đặc tính tín hiệu GNSS MỞ ĐẦU Cấu trúc liệu giải thuật môn học sinh viên ngành Công nghệ thông tin Các cấu trúc liệu giải thuật xem yếu tố quan trọng lập trình, câu nói tiếng Niklaus Wirth: Chương trình = Cấu trúc liệu + Giải thuật (Programs = Data Structures + Algorithms) Nắm vững cấu trúc liệu giải thuật sở để sinh viên tiếp cận với việc thiết kế xây dựng phần mềm sử dụng cơng cụ lập trình đại Cấu trúc liệu xem phương pháp lưu trữ liệu máy tính nhằm sử dụng cách có hiệu liệu Và để sử dụng liệu cách hiệu cần phải có thuật tốn áp dụng liệu Do vậy, cấu trúc liệu giải thuật yếu tố khơng thể tách rời có liên quan chặt chẽ với Việc lựa chọn cấu trúc liệu ảnh hưởng lớn tới việc lựa chọn áp dụng giải thuật Ngày nay, giới thông tin ngày phát triển cách đa dạng phong phú Nhu cầu thông tin liên lạc sống tăng số lượng chất lượng, đòi hỏi dịch vụ ngành viễn thông mở rộng.Trong năm gần thông tin vệ tinh giới có bước tiến vượt bậc đáp ứng nhu cầu đời sống, đưa người nhanh chóng tiếp cận với tiến khoa học kỹ thuật.Nhằm đáp ứng cho mục đích dẫn đường xác định vị trí cách xác, nhanh chóng thuận tiện, số quốc gia tổ chức quốc tế giới xây dựng nên hệ thống định vị dẫn đƣờng có độ xác cao để thay cho phương pháp định vị dẫn đường truyền thống như: NAVSTAR -GPS, GLONASS, INMARSAT, GALILEO Cơng nghệ định vị tồn cầu NAVSTARn-GPS(Navigation Satellities Time and Ranging-GlobalPositioning System)là hệ thống định vị tồn cầu Bộ Quốc Phịng Mỹ xây dựng phát triển vào năm 1973 hoàn thiện vào năm 1994 Công nghệ GPS bắt đầu giới thiệu ứng dụng vào Việt Nam từ năm 1990 chủ yếu để phục vụ cho công việc quan trắc đồ.Những năm gần hệ thống GPS Việt Nam áp dụng vào quản lý,giám sát phương tiện giao thông, đặc biệt ứng dụng công nghệ GPS vào phương tiện kĩ thuật cao như: máy bay tàu thủy Tạo bước tiến vượt bậc cho việc phát triển ứng dụng GPS cho hệ thống dẫn đờng tự động CHƯƠNG I CẤU TRÚC DỮ LIỆU 1.1 Tổng quan Cấu trúc liệu nhóm phần tử liệu, cung cấp cách thức lưu trữ tổ chức liệu máy tính cách hiệu để liệu sử dụng tốt Một số ví dụ cấu trúc liệu bao gồm mảng, danh sách liên kết, ngăn xếp, hàng đợi Khái niệm sử dụng rộng rãi hầu hết mặt khoa học máy tính, gồm hệ điều hành, thiết kế trình biên dịch, trí tuệ nhân tạo số lĩnh vực khác Trong học này, tìm hiểu khái niệm số thuật ngữ khác liên quan đến cấu trúc liệu 1.1.1 Cấu trúc liệu gì? Cấu trúc liệu cách thức thu thập tổ chức liệu cho thực thao tác với liệu cách hiệu Giao diện (Interface): Giao diện đại diện cho tập hợp thao tác mà cấu trúc hỗ trợ Triển khai (Implementation): Việc triển khai nhằm cung cấp định nghĩa thuật toán Dữ liệu (Data): Dữ liệu định nghĩa giá trị tập hợp giá trị, ví dụ tên sinh viên 1.1.2 Đặc điểm cấu trúc liệu: • Tính đắn: Việc triển khai cấu trúc liệu phải triển khai giao diện • Độ phức tạp thời gian: Thời gian chạy thời gian thực thi phải đạt mức thấp • Độ phức tạp khơng gian: Việc sử dụng nhớ cho việc thao tác với cấu trúc liệu phải 1.1.3 Các thuật ngữ • Dữ liệu (Data): Dữ liệu tập hợp giá trị lưu trữ Ví dụ tên sinh viên liệu • Phần tử liệu (Data Item): Phần tử liệu liên quan đến đơn vị giá trị định • Phần tử tập hợp (Group Item): Nhiều phần tử liệu chia thành phần tử gọi phần tử tập hợp, ví dụ, tên sinh viên bao gồm họ, tên đệm tên • Phần tử sở (Elementary Item): Các phần tử liệu phân tách gọi phần tử sở • Thuộc tính thực thể (Attribute Entity): Thực thể đối tượng có chứa thuộc tính mà gán giá trị • Tập hợp thực thể (Entity Set): Các thực thể có thuộc tính giống tạo thành tập hợp thực thể • Trường (Field): Trường đơn vị thông tin đại diện cho thuộc tính thực thể • Bản ghi (Record): Bản ghi tập hợp giá trị định, ví dụ, nói thực thể sinh viên, tên, địa chỉ, khóa học điểm nhóm lại với để tạo thành ghi cho sinh viên 1.1.4 Ưu điểm • Hiệu quả: Hiệu chương trình phụ thuộc vào lựa chọn cấu trúc liệu Giả sử số toán cần phải sử dụng cấu trúc liệu mảng nhằm tối ưu hóa, việc lựa chọn sử dụng danh sách liên kết gây tới khơng hiệu thực chương trình • Khả tái sử dụng: Cấu trúc liệu sử dụng lại, điều đồng nghĩa với việc sau cấu trúc liệu cụ thể triển khai, sử dụng nơi khác • Tính trừu tượng: Cấu trúc liệu cung cấp mức độ trừu tượng Chương trình sử dụng cấu trúc liệu thông qua giao diện không sâu vào chi tiết triển khai 1.1.5 Một số thao tác thực Duyệt phần tử: Mọi cấu trúc chứa tập hợp phần tử liệu Thao tác duyệt phần tử cho phép truy cập phần tử để thực số thao tác cụ thể tìm kiếm xếp Chèn phần tử: Là trình thêm phần tử vị trí Xóa phần tử: Là q trình thực thao tác xóa phần tử vị trí ngẫu nhiên Tìm kiếm phần tử: Là việc thực thao tác tìm kiếm vị trí phần tử vị trí Sắp xếp phần tử: Chúng ta thực xếp liệu theo thứ tự cụ thể cấu trúc định Có nhiều giải thuật sử dụng để thực xếp xếp chèn, xếp lựa chọn, xếp bọt số giải thuật khác 1.1.6 Tầm quan trọng cấu trúc liệu lập trình Ngày nay, để phục vụ nhiều nhu cầu khác ngày phức tạp người ứng dụng theo phức tạp theo Chính điều khiến lượng liệu ngày lớn đa dạng Nó gây nhiều bất lợi cho lập trình viên như: Việc tìm kiếm liệu trở nên khó khăn số lượng liệu tăng Việc tìm kiếm liệu nhỏ hàng triệu, chí hàng trăm triệu liệu nhiều thời gian công sức ... dàng cấu trúc liệu Với việc liệu tổ chức có hệ thống, có thứ tự giúp nhanh chóng tìm thấy phần tử thực tìm kiếm chúng 1.2 .Giao thức cho hệ thống dẫn đường 1.2.1.Chức hệ thống thiết bị dẫn đường Hệ. .. học này, tìm hiểu khái niệm số thuật ngữ khác liên quan đến cấu trúc liệu 1.1.1 Cấu trúc liệu gì? Cấu trúc liệu cách thức thu thập tổ chức liệu cho thực thao tác với liệu cách hiệu Giao diện... hệ thống dẫn đờng tự động CHƯƠNG I CẤU TRÚC DỮ LIỆU 1.1 Tổng quan Cấu trúc liệu nhóm phần tử liệu, cung cấp cách thức lưu trữ tổ chức liệu máy tính cách hiệu để liệu sử dụng tốt Một số ví dụ cấu