Chuong 7
KY THUAT DINH VI GPS 7.1 Tong quan về hệ thống định vị toàn cầu
GPS (Global Positioning System) là một hệ thống định vị toàn cầu dựa trên công
nghệ vệ tinh Kỹ thuật cơ bản của hệ thống GPS là xác định được khoảng cách giữa máy thu và đồng thời với một vài vệ tinh Các vị trí của các vệ tỉnh được xác định trước và phát tín hiệu GPS cho người dùng Khi biết được vị trí của các vệ tỉnh trong không gian và khoảng cách giữa máy thu và các vệ tinh thì tọa độ của thiết bị thu có thể được xác định băng phương pháp tính lượng giác Sự thay đổi vị trí, cũng có thể được xác định, đó chính là vận tốc của thiết bị thu
Hinh 7.1 Tam gtic vé tinh dé dinh vi
Các ứng dụng quan trong nhất của GPS là định vị và điều hướng Sau vài thập
niên phát triên, hiện nay công nghệ GPS trở nên rất phô biễn và được ứng dụng rộng rãi trong một số lĩnh vực: như hàng không đường biển và đường bộ, xác định quỹ đạo các vệ tỉnh ở tầng thấp, định vị robot Ngồi ra GPS cịn hữu ích trong các ứng dụng thường ngày như tìm đường, trong công nghiệp, nghiên cứu và giáo dục Với nhiều người sử dụng đề xác định thời gian và vị trí sử dụng công nghệ GPS nhiều khi rất đơn giản, băng cách dùng phần mém trên máy điện thoại di động dạng như Google Map Tuy nhién để xây dựng một hệ thống như vậy đòi hỏi các kiến thức vê điện tử, công nghệ vũ trụ, khoa học về không gian trắc địa, lý thuyết tương đỗi toán học, điều khiển lọc tín hiệu như cũng như công nghệ phần mềm
Trang 2Hệ thống GPS được Mỹ phát triển với mục đích ban đầu là phục vụ quân sự nhưng về sau đã được mở rộng cho các hoạt động dân sự Bên cạnh đó, hiện nay cịn có Galileo là một hệ thông định vị toàn cầu của châu Âu và GLONASS là hệ thống của Nga Phương pháp định vị và dẫn đường gần như tương tự so với hệ thông GPS của
Mỹ Về cơ bản lý thuyết định vị thuật toán của hệ GPS có thể được sử dụng trực tiếp
cho Galileo và GLUONASS ngoài một vài đặc thù riêng Trong tương lai hệ thông định vị dẫn đường GNSS sẽ sử dụng đồng thời cả 3 hệ thông GPS GLONASS và Galileo để tận dụng lợi thế của 3 hệ thống
Hệ thống định vị toàn cầu GPS được thiết kế, xây dựng, vận hành bởi Bộ Quốc
phòng Hoa Kỳ Vệ tinh đầu tiên của hệ thống GPS được đưa lên quỹ đạo vào năm 1978 hệ thông hoạt động đầy đủ vào giữa những năm 1990,
Hệ thống GPS bao gồm 24 vệ tỉnh với sáu quỹ đạo bay, mỗi quỹ đạo có bốn vệ tinh Mỗi quỹ đạo đều nhau 60 độ và lệch nghiêng 55 độ Mỗi vệ tỉnh GPS bay với quỹ đạo gần tròn quanh một trục với chiều dài là 26 578 km và có chu kỳ là 12 giờ
Hình 7.2 Hệ thống vệ tỉnh định vị
Các vệ tinh liên tục tự định hướng để đảm bảo răng các tấm pin mặt trời hướng về phía Mặt trời, và ăng-ten thu phát hướng tới Trái đất Mỗi vệ tỉnh có bốn đồng hỗ nguyên tử và kích thước của vệ tinh bằng một chiếc xe hơi và nặng khoảng | tân Sai số của đồng hồ nguyên tử đạt cấp chính xác 10” và làm việc ở băng dai tan
10.23MHz
Các vệ tĩnh GPS được giám sát bởi 5 trạm điều khiển từ mặt đất Trạm chính đặt ở Colorado và bôn trạm khác dat tai dao Ascension, Diego Garcia Kwajalein va Hawaii
Trang 3Tat ca cdc tram duoc trang bị với đồng hồ chính xác Cesium đồng bộ dữ liệu với các vệ tỉnh hiệu chỉnh đồng hồ của các vệ tinh Mục đích của phần điều khiển là hiển thị sự hoạt động của các vệ tình, xác định quỹ đạo của chúng, xử trí các đồng hỗ nguyên tử và
truyền các thông điệp cần phổ biến lên các vệ tinh Cả năm trạm đều là các trạm giám
sát theo dõi các tín hiệu ŒPS để dùng vào việc kiểm soát các vệ tỉnh và dự đoán qui dao của chúng Công việc theo đõi được thực hiện bởi những máy thu hai tần số có trang bị
dao động ký Cesium Các thơng số khí tượng được thu thập để có thể đánh giá một cách chính xác nhất thời gian trễ trong tầng đối lưu Vị trí quan sát của các trạm này được
xác định với độ chính xác cực kỳ cao
Ba trong số các trạm này (Diego Garcia (An Dé _duong), dao Ascension
Kwajalein) co kha nang chuyển các sô liệu lên vệ tỉnh, bao gdm các lịch thiên văn mới, số liệu hiệu chỉnh đồng hồ và các số liệu thông điệp cần phát đông thời ra các lệnh điều khiển từ xa Chỉ có một trạm ở Colorado Springs là trạm điều khiển chính Từ các trạm giám sát, các số liệu theo dõi vệ tinh được truyền về trạm điều khiển chính để xử lý Công việc xử lý bao gồm việc tính lịch thiên văn của các vệ tỉnh và tính các trị hiệu
chỉnh đồng hồ của các vệ tỉnh Ngoài ra, trạm điều khiển chính còn đảm trách việc điều
khiển các số hiệu chỉnh quỹ đạo khi một vệ tỉnh nào đó đi lạc quá xa vị trí đã-được chỉ
định, trạm điều khiển chính này còn khởi động các thao diễn cần thiết để thay các vệ
tinh đã ngừng hoạt động băng các vệ tinh dự phòng Bộ phận người sử dụng bao gồm
tất cả mọi người sử dụng quân sự và dân sự Các máy thu riêng biệt theo dõi các mã
hoặc pha của sóng mang hoặc đồng thời cả hai và trong hầu hết các trường hợp đều tiếp
nhận các thông điệp Các máy thu dưới mặt đất sẽ nhận được các tín hiệu phát ra từ vệ tính Với tốc độ truyền của thông điệp được biết trước, máy thu có thể xác định được khoảng cách từ máy thu tới vệ tỉnh phát bằng cách nhân tốc độ truyền tín hiệu với khoảng thời gian chênh lệch giữa lúc phát và lúc nhận Nếu các cự ly tới 4 vệ tỉnh được
liên kết với các thơng số về qụ đạo của vệ tinh tương ứng thì máy thu có thê xác định vị toạ độ của máy Trong một sô ung dụng trong công tác trac đạc chính xác người ta con đo và ghi nhớ pha tần:Šó, của mã hoặc Sóng mang đề xử lý về sau
Mỗi vệ tỉnh GPS truyền dữ diệu trên ba tân số: LI (1575,42 MHz) L2(1227.60 MHz) và L5 (1176.45 MHz) Dải tần L1 L2 và L5 được tạo ra băng cách nhân tần số cơ
bản với các hệ số 154, 120 và 115 Các tần số sóng mang được điều biên bởi hai mã giả- ngẫu nhiên (PRN) Việc đo thời gian truyền tín hiệu từ các vệ tính đến máy thu được thực hiện thông qua mã đặc biệt trong tín hiệu truyền Mã C/A, hay còn gọi là dịch vụ
định vị tiêu chuẩn, là mã giả ngẫu nhiên được mã hóa vào tần sô song mang L1 Mã P hay còn gọi là địch vụ định vị chính xác, được mã hóa vào các tần số sóng mang LÌ, L2 và L5 cho phép loại bỏ ánh hưởng của tầng điện ly
Nguyên lý định vị vệ tỉnh GP.S
Các kỹ thuật định vị trước đây chủ yêu là dựa trên phép đo định vị tương đối Một điểm đo được xác định toạ độ theo mối quan hệ về khoảng cách với các điểm mộc đã được xác định trước Với những khoảng cách ngăn, phép định vị tương đối tỏ ra khá hiệu quả, đặc biệt là khi hai điểm có thể ngắm thơng nhau Hiện tại có nhiều kiểu định vị tương đối
khác nhau, dựa trên những khái nệm vật lý và hình học khác nhau Phép định vị tương đối là một dạng định vị cơ bản thường được dùng trong thục tế trắc địa.Tuy nhiên với những
khoảng cách lớn thì việc tiễn hành phép định vị tương đối sẽ gặp rất nhiều khó khăn 1
Trang 4Sự phát triển của hệ thống GPŠ được coi là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực
định vị trên trái đất băng cách cung cấp các số đo vị trí tuyệt đối rất chính xác Nguyên
tắc của phép đo như sau: từ vệ tỉnh A, người ta phát ra một sóng điện từ có tần sô năm
trong vùng tân số rađiô Ở nơi máy thu GPS sẽ có thiết bị đo khoảng thời gian sóng điện từ này truyền qua không gian để đến máy thu
trục Z * Ậ Cực CIO điểm P Kinh tuyên Greenwic truc Y Duong truc X
Hình 7.3 Hệ GPS trong hệ tọa độ địa tâm
Với giá trị thời gian đo được và với bước sóng biết trước, người ta có thé dé dang
tính được một cách chính xác khoảng cách ttr vé tinh phat dén vi tri cua may thu GPS
Đề thuận tiện cho việc định vi vi tri cho bất kỳ điểm nào trên trái đất, người ta sử dụng
hệ tọa độ địa tâm, tức là hệ tọa độ có gốc C trùng với trọng tâm của trái đất như trình bày ở hình 7.3
Tâm của hệ toạ độ được qui ước là tâm của trái đất Với hệ trục tọa độ Đề các một điểm được xác định nếu biết ba giá trị toạ độ: X; Y.Z Người ta qui ước mặt phăng
Z = 0 sé tuong ứng với mặt phăng xích đạo Cịn mặt phẳng Y = 0 sẽ đi qua kinh tuyến
Greenwich
Ngoài ra, người ta cũng có thể xác định vị trí của máy thu GPS trong hệ toạ độ cầu với các toạ độ về kinh tuyến, vi tuyén và cao độ Về bản chất thì hai hệ toạ độ này có vai trò như nhau và ta hồn tồn có thê chuyển đối toạ độ của một điểm trong hé toa độ này sang hệ toạ độ kia băng một công thức chuyên đối toạ độ:
IRGPSIi= R(wx wy,wzZ).RGPS¡+¿ (7.1)
Trang 5Vé tinh (X1,Y1.Z1) May thu GPS (X2,Y 2,22) C(0.0.0) Xích đạo Hình 7.4 Pháp dinh vị GPS với một vệ tỉnh
trong đó RGPS¡¡ la toa độ của máy thu GPS 1 trong hệ toạ độ thứ nhất và RGPS¡›
là tọa độ của máy thu GPS Ì trong hệ toạ độ thứ hai R(wx wy,w2) là ma trận chuyển đổi và wx wy.wz là các góc xoay phương vị của các trục tọa độ giữa hai hệ thống Phương trình chuyên đổi này cũng đúng với trường hợp chuyên đôi của véc tơ vận tốc
Đối với mỗi vệ tinh GPS máy thu sẽ xác định được khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh
đó nhờ xác định được khoảng thời gian thông điệp được truyền đi từ vệ tỉnh đó đến máy
thu và biết trước được tốc độ truyền của thông điệp trong không gian
Như vậy nêu xác định được vị trí của vệ tình tại thời điểm tính tốn thì hoàn toàn co thé khang định là máy thu sẽ năm trên mặt câu có tâm là vệ tinh và bán kính là khoảng cách vừa tìm được
Dé xác định chính xác vị trí của một điểm trong hệ théng GPS, can str dung it nhat 4 vé tinh Diéu đó có nghĩa là một máy thu GPS khi liên lạc được với nhiều hơn 4 vệ
tinh thì có thể cho biết vị trí chính xác của máy thu đó Điêu đó được giải thích như sau:
với vệ tinh thứ nhất S1, ta biết được khoảng cách từ vệ tình này đến máy thu là rị Với
vị trí của các vệ tỉnh được xác định trước thì điều đó chứng tỏ máy thu sẽ năm trên bê mặt hình cầu có tâm là vệ tỉnh S1 và bán kính là khoảng cách rị Tiếp theo với vệ tỉnh
thứ hai S2, ta có được máy thu nằm trên mặt cầu có tâm là vệ tỉnh §2 và bán kính là
khoảng cách rạ Giao của hai bề mặt cầu này sẽ là một đường tròn và rõ ràng máy thu phải năm trên đường tròn này Hoàn toàn tương tự với vệ tỉnh thứ hai S2 và thứ ba S3
ta sẽ thu được một đường tròn thứ hai mà máy thu cũng phải năm trên đường tròn này
Trang 6Giao của hai đường tròn sẽ cho ta hai điểm, một điểm là vị trí thực của máy thu và
điểm thứ hai là một vị trí nào đó ngồi khơng gian Như vậy là chỉ cẦn đo khoảng cách
từ máy thu đến ba vệ tinh cũng đủ để xác định được vị trí của máy thu theo toạ độ X,Y,Z hoặc kinh độ, vĩ độ và cao độ Ngoài ra, ta cần phải ước đoán được sai số do độ
lệnh về thời gian giữa vệ tỉnh và máy thu Vệ tỉnh thứ tư S4 sẽ đóng vai trị hiệu chinh
sai SỐ phép đo do sai số đồng hồ của thiết bị định vị GPS này Sở dĩ có sự lệnh thời gian giữa thiết bị thu và phát tín hiệu là do hầu hết các thiết bị định vị GPS có giá thành
tương đối rẻ, cỡ xấp xỉ 100 USD, vì thế nên đồng hồ thời gian không thể là loại có độ:
chính xác cao Ví dụ tốc độ ánh sáng là 3.10° m/s, néu đồng hỗ của thiết bị nhận GPS có sai số là 0,001s hay 1Ims thì sẽ gây ra một sai số về khoảng cách là 0,001x3.10Ÿ m =
300 000 m hay 300km Tuy nhiên vì lí do là sai số thời gian của thiết bị nhận là như
nhau đỗi với tất cả các vệ tỉnh, do đó nên ta có thể căn cứ vào độ lệch khoảng cách đo với khoảng cách thực của vệ tỉnh Š4 để hiệu chỉnh sai số do đồng hồ của thiết bị nhận Như thế vệ tỉnh S4 sẽ đóng vai trị hiệu chỉnh sai số đồng hồ của thiết bị nhận GPS Băng cách ước lượng sai số này mà sai số của phép định vị GPS có thê giảm xuống dưới 10 mét Phương pháp định vị máy thu GPS nhờ theo đối đồng thời 4 vệ tĩnh được mơ tả ở hình 7.5
Vệ
Vé tinh S3
Hình 7.5 Cách định vị GPS trong không gian
Trang 7Trong trường hợp thiết bị thu GPS chỉ nhìn thấy được 3 vệ tỉnh trên bầu trời thì ta vẫn có thể xác định vị trí của thiết bị này một cách chính xác băng cách cô định cao độ của thiết bị thu này ở một giá trị xác định, ví dụ như ở cao độ mực nước biển Khi đó ba vệ tinh sẽ cho ta các giá trị kinh độ, vĩ độ và thời gian Nói chung, hiện nay số vệ tinh có mặt trên quï đạo là 24 và tại một v1 trí bất kỳ nào trên trái đất và tại một thời điểm bất kỳ nào cũng có thể nhìn thấy được ít nhất 6 vệ tỉnh
Một ưu điểm nữa của hệ thông GPS là do các vệ tỉnh ở các độ cao rất lớn (khoảng từ 20000 km đến 25000 km) so với bê mặt trái đất nên hệ thơng GPS có thể ứng dụng không chỉ cho các thiết bị trên mặt đất mà cịn có thể ứng dụng cho cả các máy bay ở độ cao trên dưới 10000 km
Câu trúc tín hiệu GPS
Mỗi vệ tỉnh đều phát đi hai tần số sóng mang được dùng cho công việc định vị là tần số 1575,42MHz và tần số 1227,60MHz Hai sóng mang này gọi là L1 và L2 rất
nhât quán và được điêu biên bởi những tín hiệu khác nhau
Mã nhiễu giả ngẫu nhiên (PRN — pseudorandom noice) thứ nhất được gọi là mã C/A (coarse/acquisite code) bao gdm một chuỗi các số cộng một và trừ một, được phát
đi ở tần số fg/10 = 1,023MHz Chuỗi này được lặp lại sau mỗi miligiây Mã nhiễu giả
ngẫu nhiên PRN thứ hai được gọi là mã P (precise code) bao gồm một chuỗi các số cộng một và trừ một khác, được phát đi ở tần số fy = 10 23MHz Chuỗi này chỉ lặp lại
sau 267 ngày Khoảng thời gian 267 ngày này được chia ra làm 38 đoạn 7 ngày Trong -38 đoạn này có một đoạn không dùng đến 5 đoạn dùng cho các trạm mặt đất đề theo dõi các tàu thuyền sử dụng, gọi là những trạm giả vệ tỉnh (Pseudolite), còn lại 32 đoạn 7 ngày dành cho những vệ tỉnh khác nhau Mã nhiễu giả ngẫu nhiên loại này được dùng
cho các mục đích dân sự
Tương tự như vậy, cho các mục đích quân sự người ta dùng mã Y là mã PRN_ tương tự như mã P và có thể dùng để thay thế mã P Tuy nhiên phương trình tạo ra mã P thì được công bố rộng rãi và khơng giữ bí mật cịn phương trình tạo ra mã Y thì được giữ bí mật Vì vậy nếu mã Y được sử dụng thì những người sử dụng GPS không được cho phép sẽ không thu được thông tin |
C4u tric géi dir ligu GPS
Một gói dữ liệu GPS (GPS navigation đata frame) chứa 1500 bịt, được chia đều thanh 5 ving (subframe) bang nhau (300 bit mỗi vùng), cứ sau 30s lại có một gói dữ
Trang 8liệu được truyén di Vang dau tiên chứa thông tin hiệu chỉnh đông hô vùng thứ 2 3 cung cấp thông tin về về quỹ đạo thông qua lich thién van (ephemeris data)
Các vùng thứ 4, 5 chứa các nội dung khác của thông điệp cân truyền đi g6m cé
lịch năm, cường độ tín hiệu của tât các các vệ tỉnh hệ sơ mơ hình trễ tâng điện ly hệ số
thoi gian UTC
, Tín hiệu LÍ
1575.42 MHz x wr ,
avo wma LU MUIUUL oe
C/A 1.023 MH —C
Tín hiệu
øssoz SUL YUL ———]
| eee 0000000Ú : ——* 10.23 MHz NL y `z oA Sóng mang L2 | ~ 1 in hiệu L2 1227.6 MHz oy a
Hình 7.0 Quá trình tạo tin hiéu GPS
Nội dung trọn vẹn của một thông điệp được chứa trong 25 gói gửi di liên tiêp Nội
oa
dung dữ liệu trong mỗi vùng được kiểm soát lỗi bằng cách sử dụng bit chẵn lẻ (parity
bits) Tat cả các vùng trong một gói đữ liệu đều chứa 2 trường TLM (telemetry word) va HOW (handover word) TUM dùng để đánh dấu điểm đầu của mỗi vùng HOW chứa thông tin về thời gian hệ thống GPS dùng xác định vị trí các vệ tinh và khoảng cách từ
thiết bị thu đến vệ tinh
Trong hình thể hiện phương pháp tạo tần số sóng mang L1 và L2 trên một vệ tỉnh
GPS Tin hiệu L1 là tín hiệu điều chế QPSK sóng pha bởi mã C/A và thông tin dẫn
đường, đồng thời mã hóa cầu phương bởi mã chính xác (mã P) và thông tin dẫn đường
Tín hiệu L2 là tín hiệu điều chế BPSK hoặc QPSK bởi một tín hiệu đơn mã C/A mã P hoặc mã P và thông tin dẫn đường, phụ thuộc vào bộ chọn
Trang 91 " fg ice | xI20 a} Mada [8B BPSK |" ' Mã hóa ˆ [—fÏx*t-4MB[F—————y bị
BPSK mm Le, DATS AOME
+} NHI wu! AR a - Mahoa -— ve BPSK Jy on : Bộ l Phen de] | + a | —Ì hạn chệ ‘ey Tao ma P — ') : ` rd ` i l Ầ
ste aah KH 207.6 02.421<, 22cce AI he ⁄†š» ‹ a 1
{x { : 7 Ke—— sen Ú TS kkcke—ki—eiieri.e Í- Y AB BG chon
E cách ¬ T ðL TA Tem LR TN i CfA ow 7 + | iy aL; —¬ ae x] $HHz ý ~ -> ˆ “ _ SUrpy
Dirtigu dan duimg Hộ tạo dữ liệu |
: nh nợ ml dân đường C3 XOR
Hình 7.7 Tín hiệu định vị gửi từ I vé tinh GPS
Mã C/A là mã giả lập nhiễu ngẫu nhiên (PRN) với xung nhịp đồng hỗ 1.023MHz
Nó dựa trên cơ sở bộ mã hóa CDMA đê truyền tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu Mỗi một vệ tỉnh có mã C/A duy nhất
Mã P là mã giả lập nhiêu ngâu nhiên với xung nhịp đông hơ 10.23Mhz Nó cũng là duy nhât với từng vệ tỉnh và được sử dụng với mục đích quân sự
Trong thời gian tới bộ quốc phòng Mỹ dự định nâng cấp hệ thống vệ tỉnh định vị Hai mươi chín vệ tỉnh mới sẽ được đưa lên quỹ đạo các vệ tinh này sẽ không chỉ gửi tín hiệu giống như hiện tại mà còn bổ sung thêm các thông tin cho phép tăng độ chính xác và tính ơn định của hệ thống định vị Bốn tín hiệu mới bao gồm 2 cho mục đích quân sự ở băng tần L1 và L2, và 2 cho dân sự tại băng tần l2 và 1 băng tần mới là L5
Trang 10Bang 7.1 Tin hiệu gửi từ vệ tinh GPS nang cap Băng tần | Li L2 LS Kénh ABC ABC 1Q Tần số 1575.42 Mhz 1227.6 Mhz 1176.45Mhz
Dạng mã hóa A,B>QPSK A,B->BPSK hoặc QPSK
; QPSK
C->BOC(1,1) C->BOC(10,5)
Tốc độ truyền A->1.023Mhz A->1.023Mhz 1,Q->10.23Mhz
B->10.23Mhz B->10.23Mhz
C->1.023Mhz C->5.115Mhz
Công suất nhận nhỏ nhất A->-131đBm A->-134dBm 1,Q->-128dBm
B->-128dBm B->-130dBm
C->-127dBm
Hé thing GLONASS (Global Navigation Sattelite System) đã được cơ quan
Phát triển không gian (RSA) và bộ quốc phòng của Liên Xô trước đây (nay là cộng hòa Liên bang Nga) xây dựng và phát triển từ đầu những năm của thập niên 80 nhằm thay thế cho hệ thống Doppler Tsikada và phục vụ cho công tác dẫn đường cũng như công
tác nghiên cứu về trái đất (địa động học, hải đương học, trắc dia ban dé, .) Hệ thống
GLONASS có cấu trúc giống như hệ thống GPS gồm ba bộ phận:
e Hệ thống vệ tinh (phần không gian)
° Hệ thống kiểm tra và điều khiển
° Hệ thống người sử dụng
Hình 7.8 Thiết bị thu Glonass
Trang 11GLONASS number at 22 /766110} 23 af ⁄ 1 eo ) Slot number Freguency channel 7 Equator 11 an ¿ 4 fo
Plane t Plane 2 Plane 3
Hinh 7.9 Phan bé vé tinh GLONASS trén quy dao
Tất cả các thành phan của hệ thông phối hợp với nhau cho phép cung cấp các
thơng tin chính xác về vận tốc, thời gian và vị trí trong không gian 3 chiều cho người sử
dụng trên toàn thế giới Hệ thống có khả năng xác định các tọa độ ngang với độ chính xác 50-70 m (độ tin cậy 99,7%); các tọa độ đứng với độ chính xác 70 m (độ tin cậy 99, Mh); các véc-tơ thành phần của vận tốc với độ chính xác 15 cm/s (độ tin cậy 99.7%):
thời gian chính xác với độ chính xác 0,7 us (d6 tin cậy 99,7%)
Phần không gian: cho đến nay hệ thống GLONASS đã được hoạt động với day đủ 24 vệ tỉnh năm trên 3 mặt phăng quỹ đạo tròn nghiêng với nhau 120°, môi quỹ đạo bao gồm 8 vệ tinh Độ cao quỹ đạo vệ tỉnh và số lượng vệ tinh được thiết kế tối ưu phục
vụ mục tiêu là tính hiệu quả cao trong sử dụng và cho phép tại một nơi bất kỳ trên trái
đất có thể quan sát ít nhất 4 vé tinh tại mọi thời điểm Độ cao của vệ tỉnh khoảng 19.140 km, góc nghiêng của mặt phăng quỹ đạo là 64, 8” Chu kỳ của vệ tình là LIgl5ph Các
vệ tỉnh được bố trí sao cho tơi thiểu có 5 vệ tinh trong tâm nhìn của các máy thu
GLONASS trên toàn thế giới Các đặc tính của phần khơng gian hệ GLONASS được tổng kết trong bảng 7.2 so sánh với hệ théng GPS
VỊ trí của vệ tỉnh trên quỹ đạo được chỉ ra bởi sô rãnh, kênh tân sô được dùng đê xác định tân sô định danh cho các vệ tỉnh, được thê hiện trên hình 7.9
Bảng 7.2: Các đặc tính vệ tính hệ GLONASS và GPS
Thành phan trong hé GLONASS GPS
thông
Số lượng vệ tỉnh 24 24 + dự phòng
Quỹ đạo vệ tỉnh 3; cach nhau 120° 8; cach nhau 60°
Góc nghiêng quỹ đạo 64.8° 55°
Số vệ tinh trên một quỹ | 8; cách đều nhau 6; không cách đều nhau
đạo |
D6 cao vé tinh 19,140 km 20,200 km
Chu ky vé tinh IIglSph | IIg58ph
Trang 12
Hệ thống kiểm tra và điều khiển: Hệ thống GLONASS được hoạt động dưới
sự điều hành bởi Tổ hợp điều khiển mặt đất (GCC - Ground-based Control Complex), bao gồm trung tâm điều khiển hệ thống (SCC - System Control Center, Golitsyno-2)
đặt tại Moscow và các trạm theo dõi chỉ huy (CTS - Command Tracking Stations ) đặt tại nhiều nơi trên các vùng lân cận thuộc lãnh thổ Nga Các trạm CTS có nhiệm vụ giám sát trạng thái các vệ tỉnh GLONASS trong tâm nhìn và thu nhận thơng tin từ vệ
tinh Thông tin từ các CTS sẽ được xử lý tại SCC để xác định tình trạng đồng hồ và quỹ đạo của vệ tinh Sau đó thơng tin này sẽ được SCC gửi lên các vệ tính (các dữ liệu
chuẩn hóa được nạp lên các vệ tỉnh 2 lần trong một ngày) Mỗi vệ tỉnh được trang bị
một gương phản xạ laser để hiệu chỉnh định kỳ việc đo khoảng cách từ các CTS đến
các vé tinh
Việc đồng bộ hoá các đồng hồ trên các vệ tỉnh GLONASS là hết sức quan trọng cho hoạt động của hệ thống Tại GCC có trang bị đồng hồ nguyên tử hydro như là đồng
hồ chuẩn cho cả hệ thống Đồng hồ nguyên tử trên các vệ tinh là đồng hé cesium
Hệ thống người sử dụng: bao gồm tất cả các thiết bi thu nhận tín hiệu từ hệ
thống vệ tỉnh Các thiết bị này có khả năng thu nhận và xử lý đồng thời các tín hiệu từ tối thiểu 4 vệ tỉnh, thơng qua tính tốn thời gian và vận tốc để tính tốn được vị trí chính xác Tương tự như GPS, hệ thống GLONASS dành cho cả mục đích quân sự và dân sự
Tín hiệu vệ tỉnh: các vệ tinh GLONASS phat quang bá các tín hiệu trên 2 băng
con của băng tần L: Lị (~1.6 GHz) va L (~1.2 GHz) Các sóng mang được điều chế bởi hai mã nhị phân là mã C/A (C/A-code ), mã P (P-code) và bởi chính bản thân dữ liệu
Tín hiệu truyền trong băng tần Lị được điều chế bởi cả hai loại mã nhị phân trên, trong khi tín hiệu trong băng tần Lạ chỉ dùng mã P Mã C/A được điều biến bởi đồng hồ tần số 0,511MHz được gọi là tín hiệu có độ chính xác tiêu chuẩn Mã P được điều chế với
đồng hồ tần số 5,11MHz gọi là tín hiệu có độ chính xác cao được dùng cho các mục
đích quân sự [ICD,1995] Để phục vụ cho mục đích dân sự người ta sử dụng dải tần số
Lị Dải tần số Lạ phục vụ cho mục đích quân sự Các vệ tỉnh của hệ thống GLONASS
cung cấp hai loại tín hiệu dẫn đường trên cả hai băng tần Lị và Lạ
Các vệ tỉnh GLONASS sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo tần số (FDMA- Frequency Division Multiple Access) Mỗi vệ tỉnh truyền các tín hiệu trên băng tan Ly,
Lạ ở các tần số khác nhau kết quả là một máy thu GLONASS có thể nhận được nhiều
tín hiệu với tần số khác nhau từ các vệ tỉnh Tất cả các vệ tỉnh GLONASS đều dùng chung một mã điều chế, đây là điểm khác biệt khi so sánh với hệ thông GPS Các vệ
tỉnh GPS sử dụng kỹ thuật đa truy nhập theo mã (CDMA - Code Division Multiple
Access), mỗi sóng mang trên vệ tỉnh GPS được điều chế với một mã khác nhau và tất cả
các vệ tỉnh GPS đều dùng chung tần số trên cả hai băng tần Lị và Lạ
Trang 13Biing 7.3: Bang tóm lược các đặc tính cơ bản
Thanh phan trong |
Cho cac kénh ttr 0,1, ,24 mark GLONASS GPS hệ thông LI: 1602 1615.5 MHz, - Tần số sóng mang L2: 1246 1256.5 MHz, EI: 1579.42 MHz, L2: 1227.60 MHz
C/A-code trén bang L1, P-code trên băng LI và L2, C/A-code trén bang L1
Mã P-code trên băng LI và L2, ¬¬ ` tte
Lon pn ` - | Các vệ tinh dùng mã khác Tât cả các vệ tỉnh dùng chung mã nhau ©
.Kỹ thuật đa tuy nhập FDMA CDMA
Tân sô mã C/A-code: 0.511 MHz,
P-code: 5.11 MHz
C/A-code: 1.023 MHz P-code: 10.23 MHz
Thời na chênh lông — UTC(SU) UTC(USNO) _
Sửa lỗi đông hô vệ | Sai số đông hô (clock offset), độ Sai sô đồng hồ, độ dịch tinh dịch tân sô (frequency offset) tân sô, nhịp tân sô
Cập nhật thông số — quỹ dao
30 phút một lần, vị tri vé tinh, van
tốc vệ tinh, gia tốc vệ tinh 60 phút một lân, điêu chỉnh theo các phần tứ
Keplerian
Hệ tọa độ tham chiếu cho GLONASS là hệ tọa độ địa tâm PZ-90 VỚI các tham số như sau: bán kính trục lớn a= 6.378.136m; f= 1/298.2578395303 với sai số về tâm trái đất ø = +0.5m
Các tần số sóng mang quy định cho mỗi vệ tỉnh GLONASS được tính theo công thức:
+n.Af,
Fi, = ta + HAI;
Với n là sô tân sô (kênh tân sô, n = 0,],
GLONASS trên hai băng tần L¡ và Lạ tương ứng:
fy, =1602MHz ; Af, = 562,5kHz cho bang tan L
for =1246MEZ ; Af, = 437,5kHz cho bang tan Lz
.24) của tín hiệu trên hệ
(7.2)
Với kênh tương ứng n = 0 chi dung cho muc dich kiém tra
[ATE
Al GPS sotetes ita Lì = 1402, 6525 lis = 10d: 8125
ont recur long d2 42 Me
Hình 7.10 Phân bố tân số trong
HTGTTM - ITS
GLONASS sofalites 60ch havé Gg UNKQUe oF an antpodal
2EC.GLONASS LL CLs loa MHZ + (nx 0.5525) b M
ls Perth
TRUONG BAI Hag GAG THONG VAN TAI
Xà EDN Hie PON ESS
614436
thông
Trang 14Tất cả các tần số của tín hiệu GLONASS được thành lập từ một bộ phát trên vệ tinh Quan hệ về mặt toán học giữa tân số trên hai băng tân L¡ và Lạ được thể hiện trong
fi, 7
biéu thirc; 2 = —
J 1,
Hé thong GLONASS sir dung kỹ thuật đa truy nhâp theo tần số FDMA Mỗi vệ tỉnh khác nhau phải dùng các kênh tần số khác nhau và có thể truyền tín hiệu định vị
trên sóng mang ở cá 2 dải tần Lị và Lạ Hai vệ tỉnh GLONASS có thể truyền tín hiệu
trên cùng một tần số sóng mang nêu ở vào vị trí đối điểm trong quỹ đạo vệ tinh (để tránh bi giao thoa, chồng lần tín hiệu cho các máy thu GLONASS)
\ \ \ | 1 \ \ \
Hình 7.11 Hai vệ tính GLONASS ở vị trí đối điểm trên quỹ đạo
Tín hiệu định vi trên hai băng tần Lị và Lạ được điều chế sử dụng khóa dịch pha
-lưỡng cực BPSK Sóng mang trong băng tần Lị¡ và Lạ đều được điều biến bằng các bộ cộng Modul 2 Với băng tần L¡ thì tín hiệu vào bộ điều chế bao gồm: mã giả ngẫu nhiên
(pseudo random - PR), các dữ liệu về thông điệp định vị Với băng tần Lạ các tín hiệu
đưa vào bộ điều chế gồm mã giả ngẫu nhiên PR Tất cả các thành phần trên đều sử dụng
bộ dao động tạo tần số/thời gian tiêu chuẩn
Một đặc điểm hết sức quan trọng là trong hệ GLONASS tọa độ của một điểm luôn
luôn được xác định với SA=100% (SA: Selective Ability), với GPS nếu khơng có sự
đồng ý của Bộ Quốc phòng Mỹ thì SÁT 23% khi đó sai số trung phương vị trí điểm
trong định vị tuyệt đối là +25m |
a ng
Trang 15Bang Z4 So sánh một số đặc tính của hệ thống GPS va GLONASS:
Thông số Chỉ tiết _GLONASS GPS
Số lượng vệ tỉnh 21 +3 (du phong) | 21+3(dự phòng)
Số quỹ đạo vệ tỉnh 3 6
Vệ tỉnh Độ nghiêng quỹ đạo vệ | 64,8° - 55° tinh
Ban kinh quy dao (km) 25.510 26.560
Tần số đồng hồ cơ bản 5,0 MHz 10,23 MHz
Kỹ thuật đa truy nhập FDMA CDMA
Tần số sóng mang: L¡ | 1598,0625 1575,42 (MHz) 1609.3125 Tần số sóng mang: L¿ | 1242/9375 1227,6 Tin hiéu (MHz) 1251,6875 Tốc dé ma hoa: C/A | 0,511 1,023 (MHz) Tốc độ mã hóa:P(MHz) | 5,11 10,23
D6 dai ma C/A (chips) 511 1.023
Độ dài mã P (chips) 511x100 6,187104x10'ˆ
Thời gian (phút) 2,5 12,5
Dung lượng (bit) 7.500 37.500
Dung lượng dự phòng | ~620 ~2.750
(bit)
Thời gian Word (giây) 2.0 0.6
Mã C/A Dung lượng Word (bit) 100 30
Số lượng từ trong một | 15 50
khung
Kỹ thuật xác định vệ tính
Tham chiếu thời gian UTC (SU) UTC (USNO)
Tham chiếu vị trí PZ-90 - WGS84
Kha nang kết họp định vị giữa GLONASS và GPS
Ngoài những điểm khác nhau giữa hai hệ GLONASS và GPS vừa nêu trên, nói chung nguyên lý làm việc của hai hệ rất giỗng nhau Việc kết hợp hai hệ phục vụ cho công tác định vị , quan trắc chuyển dịch lớp vỏ Trái đất (đòi hỏi độ chính xác cao) và
dẫn đuờng là việc làm hết sức thực tiễn Sự kết hợp hai hệ này cho phép số lượng vệ
tỉnh tại một thời điểm đo tăng lên gấp hai lần, do vậy độ chính xác sẽ được nâng cao
Trang 16Với số lượng vệ tỉnh là 48§ sự kết hợp hai hệ này cho phép tại một thời điểm bất kỳ tại một nơi trên trái đất có thê thu nhận được tín hiệu từ ít nhất 11 vệ tỉnh Khi đó cơng tác quan trắc địa động học trở nên đễ dàng và chính xác hơn
Khi kết hợp hai hệ này lại với nhau các vấn để sau cần phải quan tâm:
e© Sự khác nhau vê câu trúc tín hiệu giữa hai hệ
e Sự khác nhau về hệ tọa độ tham chiếu PZ-90 và WGS-§4 được sử dụng vào việc tính tốn lich vé tinh
e Chuyển đổi thang thời gian giữa GLONASS và GPS
Vấn đề đầu tiên được giải quyết khi công nghệ hiện đại chế tạo các linh kiện điện tử thu nhận tín hiệu vệ tinh ngày nay cho phép tính được sự khác nhau về tín hiệu giữa
hai hệ thông Sự khác nhau về hệ tọa độ tham chiếu ảnh hướng nhiều đến kết quả quan trắc Việc xác định chính xác các tham số chuyên đổi giữa hai hệ cho phép giảm thiêu sai số này Theo kết quả nghiên cứu của phịng thí nghiệm Lineoln, MIT[5] thì các tham số này như sau:
* 0 —1,9.10°° 0 tí
y =| 2,5m |+|1,9.10” | 0} (7.3)
WGS-84 0 0 0 l || w 7-90
Với: x, Y, Z là giá trị tọa độ trong hệ WGS-84;
7.2 Phương pháp xác định khoảng cách từ vệ tỉnh tới máy thu
Sóng điện từ truyền từ vệ tỉnh tới máy thu có thể được biểu diễn như sau:
y= Ácos(øíf — kx + 0) (7.4)
trong đó
A - biên độ của tín hiệu,
œ - vận tốc góc của tín hiệu, œ = 2x;
k - số chu kỳ pha truyền trên một đơn vị độ dài, k tỷ lệ nghịch với chiều dài
bước sóng,
k = 2m/2.(^ là chiều dài bước sóng), |
t - thời gian trun của sóng tính từ lúc được phát ra khỏi vệ tỉnh,
Ò - trị số lệch pha
Chú ý là trong các môi trường khác nhau thì sóng truyền đi với các bước sóng khác nhau
Có hai cách đê xác định khoảng cách giữa vệ tình và máy thu Nêu biết trước tôc
độ truyễn v của sóng và thời điểm chính xác sóng được truyên đi từ vệ tinh thì ta có thê dùng công thức sau đây:
Trang 17x = vAl (7.5) Với x là khoảng cách giữa vệ tỉnh và máy thu, v là tốc độ truyền của sóng và At là thời gian sóng truyễn từ vệ tỉnh đến máy thu
Phương pháp thứ hai là xác định khoảng cách dựa vào số lượng chu kỳ pha tín hiệu trong thời gian truyền từ vệ tinh đến máy thu Có thể biết được số lượng chu kỳ _ pha bằng cách trộn tần số tín hiệu đến với một tần số đã biết Ta có thể xác định được khoảng cách trên đường truyền sóng tại một thời điểm bắt kỳ như sau:
Do số lượng chu kỳ pha:
n= kx = (2z/Â)x | (7.6)
nén suy ra: na
_ 4 7.7
t= (7.7)
Đối với phương pháp thứ hai này, yêu cầu phải biết chính xác tần số của tín hiệu do vệ tỉnh gửi đi và phải tìm được chính xác số lượng chu kỳ pha của tín hiệu trên đường truyền sóng Ở phương pháp thứ nhất, với một sai lệch do không đồng bộ giữa đồng hồ thời gian bên máy phát đặt trên vệ tính và động hồ bên máy thu sẽ dẫn đến một giá trị sai số rất lớn Đó là vì trong mơi trường tự do sóng radio truyền đi với vận toc ánh sáng c và chỉ với một sai số nhỏ về thời gian truyền cỡ lIs cũng sẽ gây ra sai số là 300m Với phương pháp thứ hai, yêu cầu các bộ dao động trong các máy phát và máy thu phải đồng bộ hoàn toàn về tần số và pha Khi đó số đo khoảng cách được tính bằng hiệu sơ giữa pha tín hiệu đến và pha của bộ dao động có trong máy thu Hiệu pha dùng dé tinh khoang cách bao gồm cả số lượng chẵn tròn và số lẻ chu kỳ pha trong khoảng từ 0° đến 3602 Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể đo trực tiếp được số lẻ của hiệu pha và như
thế là chưa đủ Chúng ta cần phải dùng một phương pháp nào đó đê có thê tìm được chính xác số nguyên lần các chu kỳ pha này Khó khăn chính là ở tính nhập nhăng của số lượng chu kỳ
Với mỗi máy thu GPS, về cơ bản chỉ có thể thực hiện hai loại số đo: số đo giả cự
ly và số đo chu kỳ pha sóng mang
Phương pháp đo giả cự ly (pseudo-ranpe) là phương pháp xác định thời gian
truyền song bang cách so sánh một bản sao của mã ở máy thu và một mã khác nhận được từ vệ tinh Số đo giả cự ly là tích của tốc độ truyền sóng và giá trị biển đổi thời
gian cần thiết Trên lý thuyết, giá trị biến đổi thời gian là giá trị chênh lệch giữa thời
gian nhận được nhận được tín hiệu (đo bằng hệ thời gian của máy thụ) và thời gian phát
tín hiệu (đo băng hệ thời gian của vệ tinh) Trong thực tế hai hệ thời gian này không đồng nhất và gây nên sai số vào giá trị đo giả cự ly Vì thế nên các số đo thời trễ sai lệch
nảy được nói đến như là những số đo giả cự ly
Người ta dùng một bộ dò tương quan, điều khiên băng một vòng lặp khoá thời trễ đê tìm sơ đo giả cự ly Bộ dị này có nhiệm vụ so hàng tương quan giữa bản sao của mã tạo ra từ máy thu và mã thực đên từ vệ tinh
Trang 18-Vì vậy số-đo giả cự ly chính là giá trị thời trễ cần phải bổ sung vào thời điểm của đồng hồ của máy thu dé dam bảo bản sao mã trong máy thu và mã nhận được từ vệ tỉnh - là tương quan với nhau
M#s T|ƒ] [|ƒL [Lƒ1TfL đn T][T[L
Mã tạo ra trong ! |
may tt UW ULULS Lu
At 1
Hinh 7.13 Thoi gian truyén thông tin bằng phương pháp do frong quan Một qui tắc dựa trên kinh nghiệm dùng để tính độ chính xác của các gia tri do gia cự ly là lấy 1% của đoạn thời gian giữa hai thời điểm bắt đầu của hai mã liên tiếp Đối với mã P, đoạn thời gian này là 0,1ks tức là độ chính xác thời gian là Ins Với độ chính xác thời gian này thì ta có thể tính được độ chính xác về khoảng cách đo là 30cm Đối với mã C/A có đoạn thời gian này là ls thì độ chính xác vê khoảng cách đo sẽ là 3m
Bởi vì thực tế khơng có khả năng giữ cho hai dong hồ trên vệ tinh và máy thu đồng bộ một cách hoàn hảo về mặt vật lý nên người ta thường phải thực hiện bằng phương pháp tốn học Nói chung, mỗi đồng hồ sẽ chạy theo một tốc độ riêng và giữ thời gian riêng Mặc dù vậy, nêu biết trước được môi quan hệ giữa hai gôc thời gian (được xác định bằng đồng hồ) thì người ta vẫn co thể nói chúng là đồng bộ với nhau Đương nhiên, khó khăn chính là ở chỗ xác định mối quan hệ giữa hai gôc thời gian này .Hệ GPS làm việc dựa trên cơ sở giả thiết là tất cả các đồng hồ vệ tinh GPS la đồng bộ Điều này có thể đạt được bằng cách đo một cách chính xác các trị số chênh lệch thời
gian giữa các đồng hồ vệ tinh được đếm giờ bởi những bộ điều khiển được đặt tại các
trạm điều khiển mặt đất của hệ GPS, đồng thời kết hợp các số hiệu chỉnh toán học nhận được vào trong thông điệp vệ tỉnh phát tới máy thu của người sử dụng Vì vậy, người sử dụng có thể giả thiết mọi cự ly GPS, được đo đồng thời băng các máy thu GPS, là liên quan đến cùng một đồng hỗ
Phương pháp đo số chu kỳ sóng mang (carrier beat phase) là : phương pháp đo dựa trên pha của tín hiệu sóng đư rớt lại khi sóng mang từ vệ tinh truyền đến máy thu (đã bị - ảnh hưởng của dịch chuyên Doppler) khác pha với sóng do máy thu tạo ra Giá trị này
có thể tìm thấy từ kênh tương quan hoặc kênh cầu phương Kênh cầu phương thực hiện phép bình phương tín hiệu để nhận được hàm tuần hoàn thứ hai của sóng mang khơng
chứa các nội dung điều biến của mã
Kênh cầu phương sóng mang được tính như sau:
y? = A’ cos*(at +g) = 0 54 + cos(2ø + 20) ] (8)
Vi A(t) 4 chudi lién tuc cdc tri sé +1 va -1 thé hién ndi dung của mã nen A(ty ln ln có giá trị bằng 1, do đó nội dung của mã bị loại bỏ Khi đó tín hiệu yˆ chỉ cịn lại sóng mang nhưng có tần số lớn gấp đôi tần số ban đầu
Bởi vì chiều dài bước sóng của sóng mang ngắn hơn nhiều lần chiều dài bước sóng của bất kỳ mã nào nên độ chính xác của giá trị đo số chu kỳ pha của sóng mang cao hơn nhiêu so với kết quả nhận được từ phương pháp đo giả cự ly Đối với sóng
Trang 19mang L1 cua hé thong GPS, chiều dài bước sóng khoảng 20cm Nếu cho răng các số đo chu kỳ pha có thể đạt độ chính xác 1% bước sóng thì độ chính xác về khoảng cách có
thê đến 2mm
Tuy có độ chính xác cao như trên nhưng phương pháp đo số chu kỳ pha sóng
mang có hai nhược điểm chính, đều liên quan đến vấn đề không xác định của chu kỳ Rất khó xác định chính xác số lượng số nguyên lần chu kỳ sóng mang truyền đi từ
vệ tinh đến máy thu Có một cách giải quyết là dựa vào những số đo được coi là có cùng một trị số không xác định về số lượng chu kỳ sóng mang được truyền
7.3 Các phép định vị được thực hiện bằng máy thu GPS
Hệ GPS có thể dùng để định vị các vật thể tĩnh tại hoặc các vật thê chuyên động Khi định vị các vật thẻ tĩnh thì ta gọi đó là phép định vị tĩnh Tương tự, ta có phép định vị động dùng cho các vật thé chuyên động Trong cả hai cách này, dù kết qua van chi la khoảng cách nhưng trên thực tế, do ăng ten tĩnh hoặc chuyển động nên dẫn đến những khác nhau rất lớn
Nếu ăng ten cỗ định, chúng ta có thể quan trắc nhiều cự ly đến những vệ tình khác nhau Việc làm này cho phép ta có các số đo dư thừa, giải nghiệm tông quát (theo phép bình phương nhỏ nhất) từ nhiều số đo và nhận được vị trí cân được xác định với độ chính xác cao hơn Khi ăng ten chuyên động, chúng ta chỉ có thể nhận được những chỉ định tức thời dưới điều kiện khơng có sô đo dư thừa (thông thường chỉ có 4 cự ly được quan trắc đồng thời hoặc gần như đồng thời)
Trong trường hợp định vị tĩnh, chúng ta có thể nhận được hoặc là một kết quả
theo thời gian thực, trong đó mỗi trị quan trắc mới đều được xử lý sao cho có thé cải
thiện được giá trị toạ độ vị trí đã được xác định trước đó, hoặc là các trị quan trắc có thể được xử lý sau khi đã kết thúc giai đoạn thu thập đữ liệu Việc xử lý các giá trị sau khi đo được gọi là xử lý hậu kỳ và cho ta các nghiệm xử lý hậu kỳ (postprocessed solution)
Trong phép định vị động, người ta thường tìm kiếm nghiệm theo thời gian thực Nhưng nghiệm này chỉ bao gơm một vị trí tại một thời điểm Một chuỗi kết quả của các giá trị vị trí (lộ trình rời rạc của phương tiện) cũng có thể được xử lý hậu kỳ băng cách sử dụng một trong những thuật toán đường cong trơn hiện có
Sai số của các phép định vị tĩnh và động tuỳ theo máy thu Một số máy thu có thể
đạt đến độ chính xác định vị dưới 10m Tuy nhiên để đạt được độ chính xác định vị cao
hơn, đến dưới Im thì người ta có thể dùng phép định vị tương đối
Phép định vị tương đối: Khi địi hỏi có độ chính xác cao thì cần sử dụng phép định vị tương đối, được trình bày ở hình 7.12 Như vậy thay vì quan tâm đến các giá trị toạ độ của máy thu ta sẽ nhận được giá trị độ lệch toạ độ tương đối giữa hai máy thu
Trong kiểu đo này, hai ăng ten cùng hai máy thu tương ứng được đặt tại hai đầu
của một đường đáy cần quan trắc và phải làm việc đồng thời Sở dĩ có thể đạt được độ
chính xác cao trong kiểu đo này là vì một sé sai sơ tích luỹ trong các cự ly quan trắc
đồng thời thường đồng nhất với nhau hoặc tối thiêu cũng tương tự nhau tại hai đầu của
đường đáy Các sai sơ này có thể được loại trừ hoặc ít nhất cũng giảm thiểu một cách
đáng kể khi xác định trị số định vị tương đi
Một kiểu định vị tương đối khác là kiểu định vị tương đối dạng bán động Kiểu định vị này là sử dụng một máy thu tĩnh và một máy di động đo ở khu vực xung quanh
Trang 20Nếu không xuất hiện trị số trượt chu kỳ trong các máy thu thì có thể liên tục bảo đảm độ chính xác tốt hơn một chu kỳ (20cm) của tín hiệu pha sóng mang trong các giá
trị định vị tương đôi giữa máy thu tĩnh và máy thu di động Ý nghĩa của kiểu định vị này là các ứng dụng định vị động có thể lợi dụng độ chính xác cao hơn nhiều của số đo pha
sóng mang thay vì bị hạn chế trong độ chính xác của số đo mã và mở ra một phạm vi rộng lớn hơn cho việc ứng dụng phép định vị GPS chính xác bao gồm việc sắp xếp lại
công việc đo đạc và lập tam giác ảnh hàng không dùng đến những điểm khống chế mặt đất là hai lĩnh vực đang được nghiên cứu hiện nay
Máy thu 2 Máy thu |
Hình 7.12 Phép định vị tương đối với hai may thu GPS
Hình 7.13 Phép định vị nhiêu máy thu
Trang 21Một cách khác để cải thiện độ chính xác định vị là phép định vị nhiều máy thu được bố trí dưới dạng một mạng lưới định vị như hình trên Nói chung, một mạng lưới
ln có cường độ cấu hình mạnh hơn về mặt hình học so với một đường đáy đơn độc vì có độ dư thừa số đo cao hơn Các đường đáy kết nối trong mạng lưới cần phải thoả mãn những điều kiện được xác định bằng phương pháp hình học Các giá trị đo dư thừa được dùng để điều khiển ảnh hưởng của những sai số khác nhau, ngẫu nhiên cũng như hệ thống, tiềm ẩn trong các giá trị quan trắc được Ngay cả khi chỉ có hai máy thu cũng
nên liên kết các đường đáy thiết kế thành một mạng lưới đề cải thiện được độ chính
xác vị trí điểm Khi triển khai nhiều máy thu, sẽ có một số vấn đề nảy sinh Đó là các van dé vé cách thức dịch chuyển các máy thu và liên quan đến các giai đoạn quan trắc trên từng trạm đo riêng biệt Giải pháp sẽ là tối ưu hoá thời gian quan trắc để đạt độ
chính xác tốt nhất
Phép định vị động tương đối: còn gọi là phép định vị động vi sai Nguyên tắc của phép định vị này là dùng một ăng ten tĩnh tại làm điểm tham chiếu Sau đó máy thu: có ăng ten tĩnh tại theo đõi những vệ tỉnh giống như những vệ tỉnh đang được máy thu có ăng ten chuyển động theo dõi Giả thiết đã biết chính xác vị trí của máy thu tĩnh tại và
trang thái hoạt động của đồng hô Nhưng sở dĩ vẫn có những sai lệch giữa cự ly tới mỗi vệ tỉnh và những cự ly tính được từ vị trí biết trước của máy thu tĩnh tại và đồng hồ (tức là sai số khép độ dài) và từ đó có những biến đổi trông thấy trong vị trí của máy thu tĩnh
_tại là do có những biến động tức thời trong thông tin qui dao, trong thoi gian trễ khi đi qua tầng khí quyền và trong hoạt động của đồng hồ Nguyên tắc định vị động tương đối
được trình bày ở hình dưới Người ta truyền khoảng chênh vị trí hoặc sai-số khép độ dài tới máy thu chuyển động thông qua việc nối thông tin liên lạc theo thời gian thực Kết quả cho thấy các giá trị toạ độ nhận được chính xác hơn và việc bổ sung số hiệu chỉnh
cũng dễ dàng hơn khi dùng sai số khép độ dài thay cho khoảng chênh vị trí Số hiệu
chỉnh thời gian thực đã nâng cao cả độ chính xác và độ tin cậy của phép định vị động
Hình 7.14 Phép định vị động trơng đối
Trang 22Máy thu tĩnh tại có thể coi như một giả vệ tỉnh (pseudolite) đặt cố định tại một
điểm để truyền tín hiệu và thông điệp đã được mã hoá băng cùng một cách giống như
những tín hiệu và thông điệp đã được truyền qua vệ tỉnh Cách làm này có lợi điểm là đã cho thêm được một tín hiệu đo từ một vị trí chuẩn trên mặt đất nhưng lại yêu cầu phải thiết lập được đường truyễn tín hiệu giữa hai máy thu
7.4, Cau triic may thu GPS
May thu GPS la phan cứng dùng để theo dõi vệ tinh thu nhận các tín hiệu vệ tỉnh
đã được miêu tả ở phần trên Cấu trúc cơ bản của một máy thu GPS được trình bảy như sơ đồ ở hình 7.15 bao gồm:
e — Ăng ten và bộ tiền khuyếch đại e Phan nhan tan số vô tuyến RF e Bộ vixử lý
se Bộ nhớ
e Cổng giao diện hoặc khối điều khiển và hiển thị
e Nguồn nuôi
Ăng ten và bộ tiền khuếch đại: các ăng ten dùng cho máy thu GPS thuộc loại chùm sóng rộng, vì vậy không cần phải hướng tới nguồn tín hiệu giống như các đĩa ăng ten thu sóng vệ tình Các ăng ten này tương đối chắc chắn và có thể đặt trên chân chạc ba hoặc lắp trên các phương tiện: giao thơng hoặc tích hợp trong các thiết bi cẦm tay với
_ kích thước chỉ hơi lớn hơn ăng ten của điện thoại đi động Vi trí thực sự được xác định
là trung tâm pha của ăng ten
Nguồn
Ang ten và bộ nuôi
tiên khuyêch đại
Phân nhận Bộ vi xử Công giao diện
tân sô vô lý hoặc khôi điêu
tuyên RE khiên và hiên thị
Bộ nhớ
Hình 7.15 Sơ đồ khối máy thu GPS
Trang 24Phan nhan tần số vô tuyên RF: bao gồm các vi mạch điện tử xử lý tin hiệu kết hợp với các mạch số hoá và mạch tương tự Máy thu có thê dùng các kỹ thuật xử lý tín hiệu khác nhau Các kỹ thuật này có thể kể ra như sau:
e Tương quan mã
e Pha và tần số mã
e Cầu phương tín hiệu sóng mang
Phần tần số vơ tuyến RF bao gồm các kênh sử dụng một trong ba kỹ thuật nói trên dé theo đõi một tín hiệu GPS nhận được Số lượng các kênh biến đổi tuỳ theo các yêu cầu theo dõi đồng thời bao nhiêu vệ tỉnh
Bộ điều khiến: là phần cho phép người điều hành can thiệp vào bộ vi xu iy Kich thước và kiểu dáng của bộ điều khiển ở các loại máy thu khác nhau cũng rất khác nhau,
bắt đầu từ kiểu thiết bị cầm tay đến những kiểu thiết bị có màn hình giao diện đa năng Bộ nhớ: là phần lưu giữ các trị số quan trắc và các thơng tin hữu ích khác được
tách ra từ những thông điệp vệ tỉnh thu được
Tính năng Chip GPS và cấu trúc bên trong
Trong sơ đồ dưới đây mô tả cấu trúc tông quát của Chip GSC3fØ/Lpx thuộc họ
-_ SiRFstarlI Ẫ | hates } no mang hpt „, (pioml)
‘Le -—=[1-== -r===- py, Seriel Date _ —
——: um _—t BFFRs iL, => nN † | Term |Qọ| — Poee ?lo©
về | 3ikF sla B | Remet es Đan ˆ
| L_——
RF ot Date » Baseband ECLK
) accra |-—? $71 ta | fen | = [naman ous] | |
1 _ rh ]
¬ ADDRESS BUS Sd tion al Mem cry
_ (Opti)
Hình 7.17 Cấu trúc tổng quat ctia Chip GSC3f/Lpx
Trong đó bao gồm phần khuyếch đại tần số cao RF phần sử lý tín.hiệu BaseBand Chip GSC3f/Lpx tich hop 4MB bộ nhớ FLASH, Chịp được đóng vỏ dạng BGA
140 chân có tích hợp cả phân sơ và RF
Chip GSP3f/Lpx là bộ xử lý tín hiếu số gồm các tính năng chính sau: - Định dạng tín hiệu GPS và thời gian
Cải thiện độ nhậy thu sóng Cải thiện độ chính xác định vi
Giảm công suât tiêu thụ năng lượng
Trang 25
RET Crore! (*PÚLL ALWAYS ŒP TÔ 144 16v: #Ð Pave) 12V COf£LDO “c2 | BBLOO EXTBUE uP OR INTERFACE
Hinh 7.18 So dé khéi chite nang ctia từng khối bên trong Chíp
GSP3f/LP duoc ché tao trén cong nghệ CMOS 0.065 pm No duge tich hop voi mật độ cao công nghệ hệ thống trên Chip SoC bao gồm:
Bộ xử tín hiệu GPS Phần mềm hỗ trợ định vị CPU ARM7TDMI 16Kx32 SRAM 8K x32 boot ROM SKB bộ đệm lệnh (cache) 2 bộ UART Đồng hồ thời gian thực Điều khiên ngắt
Các hàm điều khiển vào ra GPIO
Khối giao tiết BUS
Bộ tạo nguồn chuẩn bên trong
Điện áp làm việc của Chip dải rộng từ 2.4 đến 3.6V, cầu trúc của nó thuận tiện
trong các ứng dụng:
Dẫn đường cho xe ô tô
Thiết bị GPS cầm tay
Thiết bị điện tử tích hợp GPS
- Phu kién cho máy tính hoặc trong ngành viễn thông
Trang 26GSC3f/LPx tich hop CPU, bộ nhớ, bộ xử lý tín hiệu số DSP và UART Với một
_ hệ thống cấu hình tối thiểu, bộ thu chỉ cần 1 chip đơn GSC3f/LPx, chương trình phần
mềm nạp trong Flash của người sử dụng Chip GSC3f/LPx có thể sử dụng cho các ứng dụng đa dạng từ giám sát hành trình đến dẫn đường Thiết bị ngoại vi như bộ nhớ mở
rông có thê dễ dàng kết nỗi với Chip Tuy nhiên Chip GSC3f/LPx được thiết kế để sứ
dụng độc lập không cần nhiều các thiết bị ngoài, đây là một ưu diễm lớn của Chip này
Điều này cho phép nhà sản xuất module GPS phát triển sản phẩm với IP lõi dựa trên bộ xử lý của riêng mình và sự lựa chọn kiến trúc phân chia Việc liên kết với GSC3f/LPx
từ các thiết bị ngoại vi đơn giản, bộ nhớ trực tiếptruy cập Bộ nhớ bên ngồi có thể là
RAM 16-bit, hoặc ROM
Bộ xử lý ARM7TDMI
Hệ nhúng ARM7TDMI sử dụng cau tric RISC (ARM) ho 32-bit, cung cấp hiệu suất cao và điện năng tiêu thụ rất thấp Tần số dao động xung nhịp của vị xử lý là
49/101MHz -
UART |
Chip GSC3f/LPx tích hợp đầy đủ hai cổng nối tiếp mà thường được sử dụng cho GPS truyền nhận và kiểm soát dữ liệu nối tiếp đầu ra
Cả hai bộ UART hoạt động theo chế độ song cơng có bộ điệm dữ liệu vào ra 16-
byte FIFO Tốc độ truyền có thê lựa chọn từ 1.200 bps đến 115,2 kB / giây
Đồng hồ thời gian thực RTC
Đồng hồ thời gian thực RTC chính xác cao được sử dụng để theo dõi GPS và chức năng định vị Trong Chip co khối quản lý điện năng, cho phép vi xử lý hoạt động với năng lượng rất thấp ở chế độ chờ
Ngắt
Hàm điều khiển bộ định thời và ngắt được tích hợp bên trong Chip GSC3f/LPx
bao gồm các dạng sau:
Ngắt bộ định thời
Ngắt bộ xử lý DSP và SPI
Ngắt của 2 kênh UART
Ngắt ngoài
Khong gian dia chi Chip GSC3//LP
Không gian dia chi Chip GSC3//LP duoc chia thanh cac thanh phan sau:
Trang 27Khối giao tiếp BUS (BIU)
Điều khiển ngắt
Khối đồng hồ thời gian thực
Khối UART
Khôi truyền dữ liệu SPI
Khối phụ trợ (cau hinh, watchdog, reset, GPIO)
Chip GSC3f/LPx có các ưu điểm nổi bật như sau so với các Chip GPS của các
hãng khác:
Số kênh thu tín hiệu 20 kênh
Độ nhậy đầu thu cao -158dB, cho phép thu trong điều kiện bị che chắn
Công nghệ chuyển đổi TTFF vô cùng nhanh với mức tín hiệu thấp
Dẫn đường thời gian thực trên hệ LBS (các dịch vụ ứng dụng công nghệ định vị)
Thời gian ngắt quãng thấp khi nạp chương trình người sử dụng vào Chịp
H6 tro cac chuan SBAS (WAAS, MSAS, and EGNOS)
Tiêu thụ nguồn năng lượng thấp (nhỏ hơn 100mW ở chế độ đầy tải, 25mW ở chế độ Trickle-Power)
Sử dụng vi xử lý tốc độ cao ARM7TDMI cho phép người dùng trực tiếp lập trình Các thiết bị phụ trợ bên ngoài được giảm ở mức tối đa
Thiết bị thu GPS bao gồm các bộ phận chính sau:
Khối thu tín hiệu cao tần và kết nối anten Phu thuộc vào loại anten dạng thụ
động hoặc anten tích cực mà có thê có hoặc không câp nguồn ra anten Tín
hiệu từ anten có tân sô mang là 1575.42 MHz
Chip xtr ly cao tan RF Band có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ 20 kênh vệ tỉnh thực hiện việc tách dữ liệu và tính tốn tọa độ, tơc độ, hướng của bộ thu.Phân này
duoc Sirf dic trén 1 Chip ASIC chuyén dung |
Chip xtr ly ARM 7 (BaseBand) lấy dữ liệu từ RF Band qua đường truyền SPI,
Chip xử lý này người dừng có thê lập các firmware theo muc dich sử dụng Khối giao tiếp: Thực hiện các giao tiếp với nguồi sử dụng như cổng USB, UART
Khôi công vào ra: Cho phép người lập trình điều khiển trực tiếp các công vào ra theo yêu cầu từng bài toán |
Khối nguồn: Cấp các nguồn én đinh cho các khối RFBand, BaseBand, Anten tích cực, phân đông hồ thời gian thực
Trang 28VdAIN_BATTERY Vere BATTERY RF | Enb REG BR | nEnb REG TCXO n a FIFU z| oi n z ¬ E Ss} Ol § x F POR Š| 8 i) 3) ¢ S| 2 4 > t > > y RTC | RTC_CLK RTC CTR SRESET_N Osc BBRAM CLKACQ R F RFRST.N Baseband EIT SPl_4 7
Hình 7.19 Sơ đỗ khối thiết bj
ˆ_ Giao thức dành cho máy thu GPS
NMEA là chuẩn giao thức được sử dụng phổ biến nhất trong các máy thu GPS
hiện nay được phát triển bởi Hiệp hội Điện tử hàng hải quốc tế (National Marine
Electronics Association) Dén nay NMEA cé 4 phién ban, d6 la NMEA 1.5, NMEA 2.0, NMEA 2.3 va NMEA 3.01 Giao dién truyén thông của máy thu GPS duoc định
nghĩa trong NMEA là chuẩn RS-232, tốc độ truyền dữ liệu phổ biến là 4800 baud một sé may thu GPS hiện đại có thể truyền dữ liệu với tốc độ 9600 baud Các thông điệp gửi
đi từ máy thu GPS có độ dài tối đa là 82 ký tự mã ASCII và được gọi là các câu (sentence) Số lượng thông điệp là khác nhau đối với mỗi phiên bản giao thức Một máy thu GPS có thể gửi đi khoảng 26 loại thông điệp khác nhau Các loại thông điệp được phân biệt với nhau băng 5 ký tự dầu tiên ngay sau dấu $
Ví dụ 1: Thơng điệp GPGGA - Cung cấp thơng tin về vị trí trong không gian 3 chiêu
"Nội dung nhận được từ máy thu GPS:
$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08, ,545.4,M, ,, ,*47, trong do: |
GPGGA: Loại thông điệp = Global Positioning System Fix Data 123519: Thời gian gửi thông điệp = 12:35:19 UTC
4807.038,N: Vĩ độ = 48 deg 07.038'N 01131.000,E: Kinh độ = II deg 31.000'E
1: Chất lượng số liệu:
Trang 290= Không hợp lệ
1 = Tính được từ tín hiệu vệ tinh 7 = Nhập băng tay
8 = Chế độ mô phỏng
08: Số vệ tỉnh quan sát được = 8
545.4.M: Độ cao so với mặt biển = 545,4 mét
#47: Dữ liệu kiểm soát lỗi bằng phương pháp bit chẵn lẻ = 47
Ví dụ 2: Thông điệp GPRMC - Cung cấp thông tin về vị trí, tốc độ chuyển động và thời gian
Nội dung nhận được từ may thu GPS:
$GPRMC,123519,A,4807.038,N,01 131.000,E,022.4, 230394, *6^,
trong do:
GPRMC Loai théng diép = Recommended Minimum kiéu C
123519: Thời gian gửi = 12:35:19 ƯTC
A: Trạng thái thông diệp: A=active hoặc V=Void 4807.038,N: Vĩ độ = 48 deg 07.038'N
011531.000,E: Kinh độ = 11 deg 31.000'E
022.4: Tốc độ chuyển dong, tinh bang don vi knots 230394: Ngày gửi = 23 — 03 - 1994
*6A Dữ liệu kiểm soát lỗi bang phương pháp bit chẵn lẻ = 6A 7.5 Các nguyên nhân gây sai sô bộ thu GPS:
Các nguyên nhân gây sai số của hệ thống GPS và cách giải quyết Nói chung có thể phân chia sai số đo GPS thành các loại như sau:
s* Do độ lệch của vệ tinh, s* Do độ lệch của các trạm đo,
s* Do phương pháp đo
Nguyên nhân sai số đo độ lệch của vệ tỉnh bao gém sai lệch trong lịch thiên văn của vệ tinh và sai lệch trong mô hình đơng hơ vệ tỉnh được cung câp trong các thơng điệp phát sóng Sai lệch trong lịch thiên văn của vệ tính nghĩa là vệ tình khơng ở đúng vị trí do thơng điệp dữ liệu phát sóng được truyên đi Sai lệch trong mô hình đơng hơ vệ tinh tức là độ lệch của các đồng hô vệ tinh, kê cả các độ lệch mô hình thơng điệp phát
sóng khơng hồn tồn đơng bộ với thời gian GPS
G2 Go
Trang 30Nguyên nhân gây sai sô do độ lệch của các tram do bao gôm sai lệch dong hô may thu va sai s6 toa d6 của các diém moc định vi trong các phép dinh vi vi sai
Nguyên nhân sai số do phương pháp đo bao gồm những sai lệch trong việc phát tín hiệu, sai lệch của kiểu đo (như sai số do trị nhập nhằng trong các giá trị đo
pha sóng mang)
Đề giảm thiêu những nguyên nhân gây sai SỐ này, nguyên tắc cần thực hiện là phải tiễn hành lập mơ hình các sai số với các đối số như thời gian, vị trí, nhiệt độ
Ngồi ra, độ chính xác của toạ độ và thời gian thu nhận qua hệ GPS còn phụ thuộc vào một số yếu tố ngoài Hai trọng số đó là cường độ hình của câu hình vệ tinh được sử
dụng và các sai sô ảnh hưởng tới chính các sô đo cộng với tàn dư của các sai lệch
sau khi các ảnh hưởng chính đã được mơ hình hố Sau đây là một số nguyen nhan gây sai số
Sai lệch đồng hồ khi đo thời gian
Các số đo GPS liên quan mật thiết với các phép đo thời gian chính xác Các vệ tỉnh GPS sẽ truyền đi thời gian bắt đầu phát thông điệp đã được mã hoá riêng của chúng Máy thu đo thời gian chính xác khi thu mỗi tín hiệu, vì vậy, ngừơi ta có thể tính được số đo của cự ly tới vệ tỉnh nhờ thời gian trôi qua kể từ lúc phát sóng đến lúc thu sóng tín hiệu vệ tinh Nhưng điều này được thực hiện theo giả thiết là cả hai đồng hồ vệ tinh va đồng hồ máy thu là chạy cùng theo một mốc thời gian Bất kỳ giá trị chênh lệch về thời gian giữa hai đồng hồ cũng sẽ tạo ra sai số cự ly do người sử dụng Ví dụ như chỉ với độ lệch ! micrô giây giữa hai đồng hồ cũng sẽ tạo ra một sai số cự ly là 300m
Các vệ tỉnh được trang bị cả hai loại chuẩn tân số nguyén tu rubidium va cesium
Môi trường không gian rất tốt với đồng hồ nhưng đồng hồ được chạy một cách tự nhiên
và lệch ra khỏi hệ thống thời gian GPS tiêu chuẩn Tổng số thời gian lệch được yêu cầu dưới l micrô giây Tổng số thời gian sai lệch thường được xác định khá chính xác và
được chứa trong thông điệp phát sóng dưới dạng các hệ số của một đa thức:
dt =a, +a,(t-t,)+a,(t-t))’ (7.9)
trong do to là thời diém thoi gian tham chiéu, ag la hang sé chénh léch thoi gian cua đồng hỗ vệ tỉnh, a là hệ số chênh lệch tần số thành phần và a; là hệ số trôi giat tần số thành phần Tính đồng bộ giữa các đồng hô vệ tỉnh được giữ trong khoảng 20 nano giây bằng cách hiệu chỉnh thời gian phát sóng cịn thời gian GPS thì được đồng bộ với thời
gian UTC trong khoảng 100 nano giây Hiện nay, đa phần các máy thu GPS đều được
trang bị các đồng hồ tỉnh thể thạch anh chất lượng cao với độ chính xác Jén toi 1 phan
10! và đo đó sai lệch đo nguyên nhân đồng hỗ cũng được giảm thiểu đi khá nhiều
Sai léch qui dao vé tinh
Các sai lệch về lich thiên văn của vệ tỉnh là một vẫn đê gây khó khăn nhất Những
sai số lịch thiên văn địi hỏi phải có một ước lượng chính xác hơn về qui dao vé tinh
Quá trình chỉnh lý lịch thiên văn thường gặp khó khăn do thiếu hiểu biết về các lực tác _động lên vệ tính (do khơng thể đo trực tiếp và đây đủ) Hiện nay, nếu sử dụng các số
liệu quĩ đạo do các lịch thiên văn phát sóng cung câp thì vị trí lệch tôi đa của vệ tinh
khỏi quï đạo là khoảng 5 đến 10m
Trang 31
Biện pháp chính để giải quyết sai lệch quï đạo vệ tỉnh là xây dựng mơ hình mơi trường quanh vệ tỉnh với các tham số có mức ảnh hưởng lớn để xác định các sai lệch
của lịch thiên văn
Các số liệu về quĩ đạo chính xác rất cần thiết cho việc tính tốn các giá trị quan
trắc do máy thu nhận được để tìm ra toạ độ vị trí của người sử dụng Trong trường hợp tính tốn vị trí một điểm, ta sẽ thấy ngay là bất cứ một sai số trong lịch thiên văn nào cũng sẽ làm gia tăng sai số về khoảng cách tương đương và sẽ làm sai lệch các kết quả vị trí điểm cuối cùng
Đối với phép định vị tương đối, ảnh hưởng của sai lệch về quĩ đạo vệ tỉnh đến vị trí toạ độ cuối cùng có thể được giảm nhẹ bởi vì với một khoảng cách giữa hai điểm thường luôn nhỏ hơn nhiều lần so với khoảng cách từ các điêm này đến vệ tỉnh theo lý
thuyết đường đáy ngắn, ta có thể bỏ qua sai số quĩ đạo vệ tinh Công thức để tính véc tơ sail sO db cua véc tơ đường day ð dưới dạng một hàm của các véc tơ sai sé dr; tal vi tri
vé tinh i được dùng đề xác định ð là:
db e,p, =b>_ dr — (710)
trong đó:
- khoảng cách tới vệ tỉnh thứ ,
e; - véc to don vi toi vé tinh thứ 1
Qua công thức trên ta thấy, db không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của 9, b va dr ma
còn phụ thuộc vào hướng của các véc tơ này Nghiệm của đường đáy phụ thuộc vào các
số đo nhận được từ nhiều vệ tỉnh trong một khoảng thời gian nhất định cũng khác nhau
Công thức xác định ảnh hưởng của sai số vị trí vệ tỉnh đ¿ tới nghiệm này như sau:
dbe, p, = bdr, , (7.11)
Ta có thể sử dụng một công thức kinh nghiệm trong định vị điểm và định vị tương đối Qui tắc kinh nghiệm được nêu ra là một cận trên của sai số đường đáy //db// được coi như là một hàm của sai số lịch thiên văn quĩ đạo vệ tính Rõ ràng sai s6 qui dao anh hưởng đến những đường đáy có độ dài một vài chục kilômét Nhung với những đường
đáy lớn hơn, khoảng một vài trăm kilômét thì ảnh hưởng sai số này có thê tăng lên và
không thể bỏ qua được
Bang 7.5 Tra sai số đường đáy theo sai so vi tri VỆ tỉnh
Độ chính xác tương | Sai số vị trí của Chiêu dài Sai số đường
đối vệ tỉnh đường đáy đáy
Trang 32Các tính tốn thực sự về vị trí GPS địi hói phải có thơng tin vé qui dao chính xác một số công việc khác liên quan đến việc sử dụng GPS cũng đòi hỏi các tri thức về vị trí của vệ tinh nhưng với độ chính xác thấp hơn nhiều, có thé chỉ cần trong phạm vị mội: vài trăm kilômét Một công việc loại này chính là thu tín hiệu vệ tinh
Nếu không biết thơng tin gì về vé tinh thi cần phải tiến hành thao tác khởi động lạnh Đó là việc máy thu sẽ theo dõi tất cả không gian co thé dé tìm các vệ tỉnh Công việc này liên quan đến việc lựa chọn từng mã trong sô 32 mã C/A có thể có và khi dự định chốt tại một tín hiệu bất kỳ trong số những tín hiệu vệ tỉnh thì phải lướt qua tat ca các tần số đã bị dịch chuyền Doppler có thê có đối với mỗi tín hiệu Thời gian tìm kiếm này sẽ được rút bớt đi nhiều nếu máy thu biết trước có thể nhìn thấy được nhũng vệ tỉnh nào đề hạn chế số lượng theo dõi xuống chỉ cịn vài mã trong sơ 32 mã C/A này Trong trường hợp đã biết trước vị trí của vệ tỉnh thì người ta có thể dự đoán được trị dịch chuyển Doppler của nó, do đó hạn chế được dải tần trong phạm vi cần phải theo dõi Băng cách này có thể rút ngắn thời gian theo dõi xuống chỉ còn vài phút
Một khi đã thu được tín hiệu vệ tỉnh thì thơng điệp của vệ tính sẽ cung cấp cho máy thu vị trí gần đúng của tất cả các vệ tỉnh GPS khác, nhờ đó có thé thu được tín hiệu của chúng một cách nhanh chóng
Người ta gọi những toạ độ vệ tinh gần đúng được dùng để lập kế hoạch và hỗ trợ máy thu là những thông báo vệ tinh Để phục vụ các mục đích lập kế hoạch, người ta CÓ thể có nhiều phương pháp trình bày sơ đồ hữu ích khác nhau:
Sơ đồ tuyến tính về cao đổ và phương vị của từng vệ tinh theo thời gian ứng với một vị trí được biết trước
s% Sơ đồ cực về cao độ và phương vị của từng vệ tỉnh quan sát được tại một vị
trí được chỉ định dưới dạng hàm theo thời gian
s Sơ đồ lộ trình thể hiện trên bản đỗ đường đi của các giao điểm của bề mặt
trái đât với bán kính địa tâm hướng tới vệ tỉnh
s* Sơ đồ quan sát theo thời gian trong ngày của một số vệ tỉnh được nhìn thây từ một điểm chỉ định hoặc của một khoảng thời gian mà mỗi vệ tỉnh đều có thể được nhìn thấy từ một vị trí chỉ định
s* So đồ suy giảm độ chính xác theo thời gian trong ngày, thê hiện sự thay đối
cường độ hình học của chịm vệ tinh GPS nhìn thấy Sai số đo trị nhập nhằng của pha sóng mang
Các số đo pha sóng mang cho khả năng có thể có những thơng tin chính xác cao nhất về cự ly từ máy thu tới vệ tỉnh Tuy nhiên trong đó có một vấn đề cần giải quyết đó là trị nhập nhằng của chu kỳ Việc xác định một cách chính xác số lượng đúng chu
kỳ của sóng mang được sử dụng trong phép đo pha là một việc cực kỳ khó Các máy thu
GPS có thể cung cấp các sô đo pha với độ chính xác tích hợp khoảng chung | đên 3
mm, với độ chính xác tơng thê của các số đo này vào khoảng I đến 4 cm Tuy nhiên,
việc có thể đạt độ chính xác định vị của các số đo pha sóng mang còn tuỳ thuộc vào khả năng có giải được trị nhập nhăng chu kỳ hay không
Trang 33
Ngoài ra, vẫn đề này còn bị phức tạp vì thêm sự có mặt thường trực của trị sé trượt chu kỳ Một khi các giá trị trượt của chu kỳ đã được phát hiện và được hiệu chỉnh
trước khi ước lượng các tham số cudi cung thi thơng thường có thể ước lượng được trỊ
nhập nhằng chu kỳ cùng các tham số chưa biết còn lại
_ Nhờ đã biết trước về phương trình tạo ra mã điều biến giả ngẫu nhiên nên người ta
có thể loại trừ giá trị nhập nhang nay bang kỹ thuật dựa trên cơ sở tổ hợp hiệp đồng giữa
các số đo giả cự ly và số đo pha sóng mang hướng tới cùng một vệ tinh Kết quả, giá trị | ước lượng trị nhập nhằng trung bình năm trong khoảng 1 đến 3 chủ kỳ
Ảnh hưởng cửa cấu hình vệ tinh đến sai số |
— Theo số lượng vệ tỉnh phân: bố trên các quĩ đạo hiện nay thì tại bất kỳ một vị trí nào trên trái đất và tại bất kỳ thời điểm nào ta cũng có thể quan sát thấy ít nhất là 6 vệ tinh Vấn đề được đặt ra là làm thế ñão đề chọn lựa những vệ tỉnh tốt nhất cho việc định vị điểm Theo lý thuyết thì người tả sẽ phải chọn các vệ tính này sao cho có thể nhận được độ chính xác định vị điểm của máy thu là cao nhất Một giá trị đo thường được dùng để đo lường mức độ chính xác có khả năng đạt được trên vị trí điểm là hệ số độ suy giảm về độ chính xác DOP thích hợp: Vì vậy vấn đề lựa chọn vệ tinh được qui về vẫn để tìm kiếm những vệ tinh cho giá trị DOP nhỏ nhất
Công dụng phổ biến nhất của hệ thông GPS là để định vị điểm trong không gian bốn chiều (kinh độ, vĩ độ, cao độ và thời gian) Khi đó giá trị DOP thích hợp nhất là độ suy giảm về độ chính xác hình học GDOP Thực tế cho thấy rằng GDOP của các máy thu có khả năng theo dối 4 vệ tinh cùng lúc có liên quan tới thê tích V của tứ diện tạo
bởi các véc tơ đơn vị từ máy thu tới 4 vệ tỉnh Giá trị GDOP tỷ lệ nghịch với thể tích V, vì vậy các vệ tinh phải được lựa chọn sao cho có V cực đại tức là có GDOP cực tiểu Điều này đã cung cập một thuật toán đơn giản để lựa chọn những vệ tỉnh tốt nhất trong
số các vệ tinh đang được theo dõi Thuật toán này đơn giản tới mức có thể lập một chương trình tính cài đặt bên trong phân mềm của máy thu
Tuy vậy, đối với các máy thu có thể theo dõi nhiều hơn 4 vệ tinh đồng thời nhưng vẫn ít hơn số vệ tinh nhìn thấy được thì người ta lại khơng dùng chương trình tính này
Tương tự như vậy, nếu GDOP không phải là giá trị thích hợp nhất đối với một ứng dụng GPS nào đó ví dụ như chỉ cần định vị trong mặt phăng không gian hai chiều thì một lần nữa thuật toán đơn giản này cũng không nhất thiết mang lại sự lựa chọn vệ tỉnh tốt nhất Cuỗi cùng đối với phép định vị tương đối và những ứng dụng đo đạc lưới trac dia thi
van dé lua chon vé tinh lai còn phức tạp hơn nhiều Người ta đã phát hiện ra rang trong trường hợp đường đáy ngắn, việc lựa chọn vệ tỉnh tối ưu để định vị tương đối cũng tức là những vệ tỉnh tối ưu để định vị tuyệt đối vị trí điểm Tuy nhiên, đối với các đường đáy dài khoảng trên 5000km thì điều này khơng cịn đúng nữa
Việc lựa chọn vệ tỉnh tối ưu thay đổi theo thời gian vì vệ tinh luôn luôn mọc và
lặn, do đó hình tứ diện không gian tạo bởi các vệ tỉnh này luôn thay đổi hình đáng Vấn đề chiến lược là phải chuyên đổi vệ tỉnh mỗi khi có một sự lựa chọn tối ưu mới xuất
hiện Tuy nhiên, cịn có chỉ tiêu khác có thé quan trọng hơn, ví dụ như là cần phải đảm
bảo theo dõi những vệ tinh giống nhau trong những giai đoạn thời gian dài hơn
Trang 34Hình 7.20 Cấu hình vệ tỉnh tốt
Trong trường hợp này, bài toán lựa chọn vệ tỉnh sẽ khá phức tạp Một ví dụ chỉ ra
sự lựa chọn câu hình vệ tính tơt như mơ tả ở hình 7.22 và câu hình vệ tinh tôi như mô tả
ở hình 7.23
Hình 7.21 Cấu hình vệ tính tơi
7.6 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
Hệ Thông tin địa lý (GI§) là một bộ cơng cụ trên máy tính để lập bản đồ và phân
tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở
đữ liệu thông thường (nhu cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ
Trang 35
Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tỉn khác và khiến cho
GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược)
Các thành phần của GIS
GIS được kết hợp bởi năm thành phần chính: phân cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và các thủ tục
Phần cứng
Phần cứng là hệ thông máy tính: trên đó phần mềm GIS hoạt động Ngày nay, phân mềm GIS có khá năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm
đên các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kêt mạng
È3 Mozitla F[refos
fie Ede Weu - [Sytrcy to¿+msds kỳ ee
Couicates- = Yahoo! Mal / son 8 TL Teatpsifboxnev.comsnd xị+;:
3 ay mmee :
ST D ee ee ee 2 te Hess
— “tia BOBsa 6
at _= cac we ae re „ oa fer meee se tet corre eee Suet g
Ỉ\ 2 “> Trang chủ _ Bà Bàn đó - © Đảo cáo @ Thông tỉn nguời dùng Œ Thoát ; Km 2D
° we
S “2C sườn 2 % ä > — _ - : Mỹ Taườ ng
„` s6, $ % ậ ` GÐĐRưPnym + h ` CÁ sf ad Lo CÀ an x seh reteemneernmmctten cmt mi
| Bap] Balel ta * ~ Ransi arg 98, 7 Tarbes ` _— ~ 4 # Giảm sat trực tuyên
B3? 71 woudl 1Ê6 Cau Quy Ơ _ “f ; ì ạ Theo dói lỏ tịinh fs 2.16 2€ 1e Zt iy + “ oe - # ˆ ý Then bà Hồ ti
£2 #š5s%a & wo 3 „` Ở ¡4 hanbộl@Eính
: 2 ` ` # ỹ oa a
yO $ ae: f Pi, & iTerce vi [ Timbiémae |
aa £ ~ ¥ su vế ầ miec-ere-vz=mE
: ° ¢- vais 24 : , vo ` "+ ° _ dems
tị ite an eof Dey ele
Lh Nas Clie ety to Giản 9à L$ VN „Java s Bien vố a Theta cap
vy H Ì xử dữ TT z tưng t4 G lò e3 ` 02 t2 39,20.2/ C se Pe » wit ar : ’ X$+ Vy we - : xe = Tớc đủ nà i MI 3 LE FO £ , iH " xo 1929 Bsx one l tested % aes 18 10:31 O2 ; tt vọ, Z 7 SL “4 12217G12 đ “ee, ~~ * eA l Ạ if
ah re, nga _" ca
on S yp
sc) 8 85:5 78.10 it - ` mai 2.2.3
“ Bae ue
- a hey ` >: Gra ` iy wen ted \ tạ +, ` tay,
9 vân 1
cong ait sư
fi Nee et : Urges sity SF 7 “tan v4 uf Sơn ;ayzeto3 a 3 Vấn 4 & 4: gắt we ‹ : ® ge ef f 2 emer Nai: %y N ộ
đ t, Ơ, > PP ‘ ‘ Hysptal of % 7 wc ¿ Me sabe a asym Ơ 2
% 4 2; J g too, Pesatms ô
ge #œ « s.jsatoa K22 Aèu Bar wat
oe 3ì" Ệ $ ee rang * Verag FOr e
w a, 2 Oe Vert Nan ‡ ` H "53 t4 †h,
& ZV ay i = ảnh
we? bey ho Viwwsed =
x ‘Be i ier) #2 j 6 hae tài f4
+ * es 4 ˆ
xa~a Ca vàn” an 2 3, Choe Leg «2B i “ug & hà
yee “tạ th B as acl “e , ~“ % Nhà CF Neatics Cri ky 2 Se? # ˆ - » x vals when eae * + ` pany ` a a ; & | 4 £ ⁄ 4 G2 134, - - : 4 5 % fog % % tx sa 125% ayy ae “ £ j % + 4%» ` , : Dates & we Be c9 Xt mà Nà Huệ ie oo , ; ~ wet ly ‘
FCvf®cD Ey “xy we 3 N A & PBs Lo heyy mete
b St a > ề, wy £ nàn
Goagle 4s ¬ eh a "` ẶằẶằAÁ ẽ
re pea — SON i R run ae EN es ~ E== k= aaa CE a
EU eee Ce Bee ea oe aa ans _ CFE ec
Hình 7.22 Bản đồ số Google Map Phần mềm
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cân thiết để lưu giữ, phân
tích và hiển thị thông tin địa lý Các thành phân chính trong phần mềm GIS là: “* Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý
“* Hé quan tri co so dt ligu (DBMS)
“¢ Céng cu hé trợ hỏi đáp, phân tích và hién thi địa lý
s* Giao diện đồ hoạ người-máy (GU]) để truy cập các công cụ dễ dàng
Trang 36Dữ liệu
Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu Các đữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp đữ liệu thương mại Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn đữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tô chức lưu giữ và quản lý đữ liệu
Con người
Công nghệ GI5 sẽ bị hạn chế néu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dung GIS trong thyc tế Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thông, hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc
Thủ tục
Một hệ GIS thành cơng theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô
phỏng và thực thi duy nhât cho môi tô chức GIS Làm việc như thế nào?
Hinh 7.23 Mơ hình phân lớp của GIS
GIS lưu giữ thông tin về thé giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thê
liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải quyết nhiều vẫn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của các chuyến xe, đến lập báo cáo chỉ tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự lưu thông khí
quyền tồn cầu
Tham khảo địa lý
Các thông tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện (chăng hạn như kinh độ, vĩ độ hoặc toạ độ lưới quốc gia), hoặc chứa những tham khảo địa lý ân (như địa chỉ, mã bưu điện, tên vùng điều tra dân số, bộ định danh các khu vực rừng hoặc tên đường) Mã hoá địa lý là quá trình tự động thường được dùng để tạo ra các tham khảo địa lý hiện (vị trí bội) từ các tham khảo địa lý an (là những mô tả, như địa chỉ) Các tham khảo - địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừng hay địa điểm thương mại) và sự
kiện (như động đất) trên bề mặt quả đất phục vụ mục đích phân tích
Trang 37
Mo hinh Vector va Raster
Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng mô hình dữ liệu địa lý khác nhau về cơ bản - mơ hình vector và mơ hình raster Trong mơ hình vector, thông tin về điểm, đường và vùng được mã hoá và lưu dưới dạng tập hợp các toạ độ x,y VỊ trí của đối tư ợng điểm, như lỗ khoan, có thể được biểu diễn bởi một toạ độ đơn x,y Đối tượng dạng
đường, như đường giao thông sông suối, có thể được lưu đới dạng tập hợp các toạ độ
điểm Đối tượng dạng vùng, như khu vực buôn bán hay vùng lưu vực sông, được lưu như một vịng khép kín của các điểm toạ độ
Mơ hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng kém
hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như kiểu đất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện Mơ hình raster được phát triển cho mô phỏng các đối tượng liên tục như vậy Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới Cả mô hình vector và raster đều được dùng để lưu dữ liệu địa lý với nhưng ưu điểm, nhược điểm riêng, Các hệ GIS hiện đại có khả năng quản lý cả hai mơ hình này -
Hinh 7.24 Mo hinh Vector — Rasstor Các nhiệm vụ của GIS
Mục đích chung của các Hệ Thông tin địa lý là thực hiện sáu nhiệm vụ sau: s* Nhập dữ liệu s* Thao tác dữ liệu “+ Quan lý dữ liệu s* Hỏi đáp và phân tích “+ Hién thị Nhập dữ liệu
Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được chuyển
sang dạng số thích hợp Q trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file dữ liệu
dang sé duoc goi la qua trinh sé hod
Trang 38Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện tự động hoàn toàn q trình này với
cơng nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn; những đối tượng nhỏ hơn đòi hỏi một sơ q
trình sơ hố thủ công (dùng bàn số hoá) Ngày nay, nhiều dạng dữ liệu địa lý thực sự có các định dạng tương thích GIS Những dữ liệu này có thê thu được từ các nhà cung cấp
dữ liệu và được nhập trực tiếp vào GIS
Thao tác dữ liệu
Có những trường hợp các dạng dữ liệu đòi hỏi được chuyên dạng và thao tác theo một sô cách đê có thê tương thích với một hệ thơng nhật định Ví dụ, các thơng tin địa lý có giá trị biểu diễn khác nhau tại các tý lệ khác nhau (hệ thống đường phố được chỉ
tiết hoá trong file về giao thông, kém chỉ tiết hơn trong file điều tra dân số và có mã bưu
điện trong mức vùng) Irước khi các thông tin này được kết hợp với nhau, chúng phái
được chuyên về cùng một ty lệ (múc chính xác hoặc mức chi tiết) Đây có thé chi la su chuyén dang tam thoi cho muc dich hiển thị hoặc cố định cho u cầu phân tích Cơng nghệ GIS cung câp nhiêu công cụ cho các thao tác trên dữ liệu không gian và cho loại
bỏ đữ liệu không cân thiệt Quản lý dữ liệu
Đối với những dự án GIS nhỏ, có thê lưu các thông tin dia ly doi dang cac file don giản Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng cũng nhiêu
lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) đê giúp cho việc lưu
giữ, tổ chức và quản lý thông tin Một DBMS chỉ đơn giản là một phan mén quan ly co sở đữ liệu
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhng trong GIS câu trúc quan hệ tỏ ra hữu
hiệu nhất Trong cầu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết các bảng này với nhau
Tổ chức dữ liệu trong GIS
Ban đồ nên - bao gồm các bản dé đường phố, đường quốc lộ; đường ranh giới hành
chính, ranh giới vùng dân cư; sông, hồ; mốc biên giới; tên địa danh va ban dé raster Bản đồ và dữ liệu thương mại - Bao gồm dữ liệu liên quan đến đân số/ nhân khâu người tiêu thu, dịch vụ thương mại, bảo hiêm sức khoẻ, bât động sản truyện thông,
quảng cáo, cơ sở kinh doanh, vận tải, tình trạng tội phạm
Bản đồ và đữ liệu môi trường - Bao gdm các đữ liệu liên quan đến môi trường thời tiết, sự cố môi tr ường, ảnh vệ tỉnh địa hình và các nguôn tài nguyền thiên nhiền
Bản đồ tham khảo chung - Bản đồ thê giới và quốc gia: các dữ liệu làm nên cho các cơ sở dữ liệu riêng
Trang 39G2
NO
G2
Câu hỏi ôn tập
Nguyên lý hoạt động của hệ thống định vị sử r dụng công nghệ định vị vệ tính tồn cầu?
Đặc tính kỹ thuật và các tham số cơ bản của bộ thu tín hiệu GPS?
Các nguyên nhân gây sai số và phương pháp khắc phục khi sử dụng hệ thống định vị vé tinh GPS?
Các đặc tính cơ bản của hệ thống bản đồ số và hệ thống thông tin dia ly (GIS)?
Tài liệu tham khảo
- "Nghiên cứu ứng dung ky thuat GPS trong quản lý, điêu khiển các phương tiện
GTVT” Đề tài KHCN cấp Bộ B2002- 35-36 (2002-2003) Chu tri: PGS.TS Lé Hung Lan
“Thiết kế hệ thống và chế tạo thiết bi giám sát, quản lý phương tiện vận tải trên mỏ lộ
thiên bằng công nghệ GPS” Đề tài KHCN cấp Bộ trọng điểm B.2007-04-52TĐ
Chủ trì: PGS.TS Lê Hùng Lân
"Nghiên cứu thiết kê, chê tạo thiệt bị định vị vệ tỉnh phục vụ giám sát, quản lý phương tiện giao thông đường bộ, đường sắt Đề tài KHCN cấp Nhà nước KC06.02/06-10 (2007-2009) Chủ trì: TS Nguyễn Thanh Hải
Open Geospatial Consortium, Inc., Corrigendum for the OpenGIS® Web Feature
Service (WFS) implementation specification 04-095, http://www.opengeospatial.org, 2006
Đặng Quang Thạch, Các hệ thống cung cấp dịch vụ dựa trên vị trí, Tạp chí KH GTVT sơ 25 tháng 9/2008
James Bao-Yen Tsui Fundamentals of Global Positioning System Receivers A John Wiley & Sons, Inc., Publication 2005
Gregory T French Understanding the gps - An introduction to the global positioning
system GeoResearch, Inc 1996
Guochang Xu, GPS Theory, Algorithms and Applications Springer- Verlag Berlin Heidelberg 2007
James Bao-Yen Tsui, Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A
Software Approach John Wiley & Sons, Inc.2000