(Luận văn) nghiên cứu công nghệ gnss ứng dụng cho hệ thống thu phí giao thông điện tử

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG  - - NGUYỄN HUY THẮNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GNSS ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG THU PHÍ GIAO THƠNG ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - 2017 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG  - - NGUYỄN HUY THẮNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GNSS ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG THU PHÍ GIAO THƠNG ĐIỆN TỬ CHUN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG HOÀI BẮC HÀ NỘI - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2017 Học viên Nguyễn Huy Thắng ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo, người tận tình hướng dẫn, giảng dạy giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trường Học viên Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Đặng Hồi Bắc tận tình, chu đáo hướng dẫn em thực luận văn Mặc dù cố gắng để thực đề tài cách hồn chỉnh nhất, song q trình thực luận văn cịn tồn khó khăn định nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý q Thầy, Cơ giáo bạn để luận văn hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 01 năm 2017 Học viên Nguyễn Huy Thắng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GNSS .2 1.1 Khái quát công nghệ GNSS 1.2 Nguyên lý cấu tạo công nghệ GNSS 1.2.1 Đoạn không gian (space segment) 1.2.2 Đoạn điều khiển (control segment) 1.2.3 Đoạn sử dụng (User segment) 1.3 Mã trải phổ, sóng mang 1.4 Các nguồn gây sai số 1.4.1 Sai số đồng hồ 1.4.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh 1.4.3 Sai số tầng điện ly tầng đối lưu 1.4.4 Sai số nhiễu tín hiệu 11 1.5 Các hệ thống GNSS tiên tiến 12 1.5.1 Hệ thống GPS 12 1.5.2 Hệ thống GLONASS 13 1.5.3 Hệ thống GALILEO 14 1.5.4 Hệ thống BEIDOU( gọi COMPASS) 15 1.6 Ứng dụng công nghệ GNSS 16 1.6.1 Ứng dụng lĩnh vực định vị 16 1.6.2 Ứng dụng lĩnh vực dẫn đường 17 1.6.3 Ứng dụng cho phương tiện không người lái 19 1.6.4 Ứng dụng nghiên cứu bão 20 iv 1.6.5 Ứng dụng lĩnh vực tìm người thiết bị 21 1.6.6 Ứng dụng quản lý giao thông 22 1.6.7 Ứng dụng quân sự, quốc phòng, an ninh 23 1.6.8 Ứng dụng khảo sát, trắc địa 23 1.6.9 Ứng dụng trắc địa không 24 1.6.10 Ứng dụng GPS điện thoại thông minh 25 1.7 Kết luận chương 27 CHƢƠNG II: CÁC CƠNG NGHỆ DÙNG TRONG HỆ THỐNG THU PHÍ ĐIỆN TỬ GIAO THÔNG 28 2.1 Công nghệ RFID 29 2.1.1 Giới thiệu công nghệ RFID 29 2.1.2 Mơ hình thu phí giao thơng điện tử sử dụng cơng nghệ RFID 30 2.1.3 Ưu điểm, nhược điểm công nghệ RFID 35 2.2 Công nghệ ANPR 36 2.2.1 Giới thiệu công nghệ ANPR 36 2.2.2 Mơ hình thu phí giao thơng điện tử sử dụng công nghệ ANPR .38 2.3 Công nghệ DSRC 39 2.3.1 Giải pháp thu phí sử dụng cơng nghệ sóng tầm ngắn DSRC–5,8 GHz 39 2.3.2 Mơ hình thu phí giao thơng điện tử sử dụng cơng nghệ DSRC 42 2.4 Công nghệ GNSS 44 2.5 Kết luận chương 48 CHƢƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GNSS TRONG THU PHÍ ĐIỆN TỬ GIAO THƠNG 49 3.1 Mơ hình phân tích ngun lý hoạt động hệ thống GNSS thu phí giao thơng điện tử 3.1.1 Mơ hình hệ thống GNSS thu phí giao thông điện tử .49 3.1.2 Ưu điểm, nhược điểm mơ hình thu phí sử dụng cơng nghệ GNSS 54 3.2 Tính cách thức hoạt động phần mềm 56 3.2.1 Phân tích tính có phần mềm 56 3.2.2 Cách thức hoạt động phần mềm thu phí 57 v 3.3 Khả ứng dụng thực tế công nghệ GNSS 61 3.4 Kết luận chương 64 KẾT LUẬN CHUNG 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 67 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt GNSS GPS GSM ITS RFID DSRC ANPR GLONASS Tiếng Anh Global Navigation Satellite System Tiếng Việt Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động tồn Communications cầu hệ thứ Intelligent Transportation Systems Radio Frequency Identification Dedicated short-range communications Automatic Number Plate Recognition Hệ thống giao thông thông minh Định danh tần số sóng vơ tuyến Hệ thống giao tiếp tầm ngắn Công nghệ dận dạng số tự động Global Orbiting Navigation Hệ thống vệ tinh dẫn đường quỹ Satellite System đạo toàn cầu Hệ thống vệ tinh dẫn đường GALILEO liên hợp châu Âu (EU) Hệ thống vệ tinh dẫn đường BEIDOU Trung Quốc, có tên khác COMPASS Frequency Division Multiple Cơng nghệ đa truy nhập phân chia Access theo tần số C/A Coarse/Acquisite-code Tên loại mã UAV Unmanned Aerial Vehicle Phương tiện không người lái FDMA RTK Real Time Kinematic Là phương pháp đo đạc đại có độ xác cao nhanh vii chóng Laser Imaging, Detection, and Công nghệ quét Laser từ Ranging không ETC Electronic Toll Collection Dịch vụ thu phí điện tử OBU On Board Unit LIDAR GIS IRNSS Geographic Information System Là thiết bị điện tử gắn xe thu phí Hệ thống thông tin địa lý Indian Regional Navigation Hệ thống định vị vệ tinh dẫn Satellite System đường Ấn Độ Hệ thống vệ tinh Nhật Bản QZSS Quasi-Zenith Satellite System phát triển bao phủ Đông Á Châu Đại Dương