(Đồ án) nghiên cứu hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 Chương 1 VỆ TINH VÀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU 5 1.1 Khái quát về vệ tinh và quĩ đạo của chúng 5 1.1.1 Các vệ tinh nhân tạo 6 1.1.2 Các loại quỹ đạo vệ tinh 10 1.1.3 Các nước có khả năng phóng vệ tinh nhân tạo 11 1.2 Hệ thống định vị toàn cầu 12 1.2.1 Lịch sử phát triển 12 1.2.2 Các hệ thống dẫn đường, định vị trước GPS 13 1.3 Các hệ thống định vị toàn cầu 19 1.3.1 Hệ thống GPS 21 1.3.2 Hệ thống GLONASS 22 1.3.3 Hệ thống GALILEO 25 1.3.4 So sánh các hệ thống 28 Chương 2 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 30 2.1 Khái quát Hệ thống định vị toàn cầu GPS 30 2.2 Nguyên lý cơ bản của hệ thống định vị toàn cầu 32 2.2.1 Cơ cấu của hệ thống định vị toàn cầu 32 2.3 Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống GPS 35 2.3.1 Đồng hồ GPS 35 2.3.2 Tần số GPS 37 2.3.3. Cấu trúc tín hiệu 38 2.4 Xác định khoảng cách giả để định vị 41 2.4.1 Phương pháp đo cự ly giả 42 2.4.2 Xác định vị trí từ khoảng cách giả 45 2.5 Lịch vệ tinh 47 2.5.1 Khái niệm 47 2.5.2 Cấu trúc bản tin dẫn đường (Navigation Message) 48 2.6 Một số tham số và thuật toán xử lý bản tin vệ tinh 55 2.6.1 Các hằng số toán học 55 2.6.2 Hệ toạ độ WGS (World Geodetic System) 55 2.6.3 Độ chính xác khoảng cách người sử dụng URT (User Ranger Accuracy) 56 2.6.4 Giờ UTC (Universal Time Coordinated). 56 2.7 Độ chính xác và sai số của hệ thống GPS 57 2.7.1 Khái quát về độ chính xác và sai số của hệ thống GPS 57 2.7.2 Sai số khâu vệ tinh và khâu điều khiển 59 2.7.3 Sai số thời gian lan truyền sóng 60 Chương 3 ỨNG DỤNG DẪN ĐƯỜNG CỦA HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 64 3.1 Khái quát những phương pháp dẫn đường 64 3.1.1 Sơ lược lịch sử xác định vị trí và dẫn đường 64 3.1.2 Những phương pháp dẫn đường 67 3.2 Dẫn đường bằng hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu (GNSS) 68 3.2.1 Một số hệ toạ độ sử dụng trong dẫn đường 69 3.2.2 Dẫn đường trong phương tiện bay 73 3.2.3 Tính toán tốc độ phương tiện bay 79 3.2.4 Giới thiệu máy thu GPS dùng cho máy bay và hệ thống dẫn đường TNL 1000 TRIMBLE 80 3.3 Hiện đại hoá hệ thống GPS 84 3.3.1 Những nhược điểm của hệ thống GPS hiện tại 85 3.3.2 Những phương thức nâng cấp GPS 86 3.4 Hệ thống định vị vi sai DGPS 88 3.4.1 Khái quát về hệ thống DGPS 88 3.4.2 Các đặc điểm phát sóng vô tuyến của hệ thống dẫn đường 89

MỤC LỤC Chương 1 4 VỆ TINH VÀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU 4 1.1 Khái quát v v tinh v qu o c a chúngề ệ à ĩ đạ ủ 4 1.1.1 Các v tinh nhân t oệ ạ 5 1.1.2 Các lo i qu o v tinhạ ỹđạ ệ 9 1.1.3 Các n c có kh n ng phóng v tinh nhân t oướ ả ă ệ ạ 10 1.2 H th ng nh v to n c uệ ố đị ị à ầ 11 1.2.1 L ch s phát tri nị ử ể 11 1.2.2 Các h th ng d n ng, nh v tr c GPSệ ố ẫ đườ đị ị ướ 12 1.3 Các h th ng nh v to n c uệ ố đị ị à ầ 18 1.3.1 H th ng GPSệ ố 20 1.3.2 H th ng GLONASSệ ố 21 1.3.3 H th ng GALILEOệ ố 24 1.3.4 So sánh các h th ngệ ố 27 Chương 2 28 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 29 2.1 Khái quát H th ng nh v to n c u GPSệ ố đị ị à ầ 29 2.2 Nguyên lý c b n c a h th ng nh v to n c uơ ả ủ ệ ố đị ị à ầ 31 2.2.1 C c u c a h th ng nh v to n c uơ ấ ủ ệ ố đị ị à ầ 31 2.3 c i m k thu t c a h th ng GPSĐặ để ỹ ậ ủ ệ ố 34 2.3.1 ng h GPSĐồ ồ 34 2.3.2 T n s GPSầ ố 36 2.3.3. C u trúc tín hi uấ ệ 37 2.4 Xác nh kho ng cách gi nh vđị ả ảđểđị ị 40 2.4.1 Ph ng pháp o c ly giươ đ ự ả 41 2.4.2 Xác nh v trí t kho ng cách giđị ị ừ ả ả 44 2.5 L ch v tinhị ệ 46 2.5.1 Khái ni mệ 46 2.5.2 C u trúc b n tin d n ng (Navigation Message)ấ ả ẫ đườ 47 2.6 M t s tham s v thu t toán x lý b n tin v tinhộ ố ố à ậ ử ả ệ 53 2.6.1 Các h ng s toán h cằ ố ọ 53 2.6.2 H to WGS (World Geodetic System)ệ ạđộ 54 2.6.3 chính xác kho ng cách ng i s d ng URT (User Ranger Accuracy)Độ ả ườ ử ụ 54 2.6.4 Gi UTC (Universal Time Coordinated).ờ 55 2.7 chính xác v sai s c a h th ng GPSĐộ à ố ủ ệ ố 56 2.7.1 Khái quát v chính xác v sai s c a h th ng GPSềđộ à ố ủ ệ ố 56 2.7.2 Sai s khâu v tinh v khâu i u khi nố ệ à đề ể 58 2.7.3 Sai s th i gian lan truy n sóngố ờ ề 59 Chương 3 62 ỨNG DỤNG DẪN ĐƯỜNG CỦA 62 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 62 3.1 Khái quát nh ng ph ng pháp d n ngữ ươ ẫ đườ 63 3.1.1 S l c l ch s xác nh v trí v d n ngơ ượ ị ử đị ị à ẫ đườ 63 3.1.2 Nh ng ph ng pháp d n ngữ ươ ẫ đườ 65 3.2 D n ng b ng h th ng nh v v tinh to n c u (GNSS)ẫ đườ ằ ệ ố đị ị ệ à ầ 67 3.2.1 M t s h to s d ng trong d n ngộ ố ệ ạđộ ử ụ ẫ đườ 67 3.2.2 D n ng trong ph ng ti n bayẫ đườ ươ ệ 72 3.2.3 Tính toán t c ph ng ti n bayố độ ươ ệ 77 3.2.4 Gi i thi u máy thu GPS dùng cho máy bay v h th ng d n ng TNL - 1000 ớ ệ à ệ ố ẫ đườ TRIMBLE 79 3.3 Hi n i hoá h th ng GPSệ đạ ệ ố 83 3.3.1 Nh ng nh c i m c a h th ng GPS hi n t iữ ượ để ủ ệ ố ệ ạ 84 1 3.3.2 Nh ng ph ng th c nâng c p GPSữ ươ ứ ấ 85 3.4 H th ng nh v vi sai DGPSệ ố đị ị 87 3.4.1 Khái quát v h th ng DGPSề ệ ố 87 3.4.2 Các c i m phát sóng vô tuy n c a h th ng d n ngđặ để ế ủ ệ ố ẫ đườ 88 LỜI NÓI ĐẦU Từ những năm cuối thế kỷ 20 tới nay trên thế giới đã trải qua nhiều sự kiện quan trọng. * Về mặt chính trị: Thế giới có xu hướng hoà bình, tuy vẫn còn tồn tại một vài vùng có chiến tranh sắc tộc sảy ra. Đất nước ta tình hình chính trị tương đối ổn định, đã tạo điều kiện tốt cho việc phát triển kinh tế và các mặt khác của cuộc sống. * Về kinh tế: Nền kinh tế thế giới phát triển mạnh mẽ dưới tác động của khoa học kỹ thuật, hàng hoá của các lĩnh vực ngày càng tăng về số lượng, chất lượng. Nhu cầu trao đổi giữa các quốc gia càng tăng và kinh tế thế giới có xu hướng toàn cầu hoá. Nó chi phối mọi quốc gia. * Về khoa học kỹ thuật: Là kỷ nguyên của máy tính. Việc phát minh ra máy tính và không ngừng hoàn thiện nó vào ứng dụng trong các ngành kinh tế đã làm thay đổi căn bản cấu trúc cơ sở hạ tầng và thượng tầng của các ngành kinh tế như: viễn thông, năng lượng, thương mại v.v Đặc biệt các ngành viễn thông, điện toán đã thiết lập được các mạng viễn thông và Internet trên toàn thế giới, nó giúp cho con người ở các quốc gia khác nhau trên thế giới có thể trao đổi kinh nghiệm, buôn bán, hay hội thảo khoa học, đào tạo từ xa… Thông tin vệ tinh đã đóng góp một phần quan trọng trong việc kết nối các mạng thông tin trên thế giới. Ở Việt Nam, ngành viễn thông đã có những thay đổi căn bản. Toàn mạng đã được điện tử số hoá, các đường thông đang được nâng cấp bởi băng rộng vi ba và cáp quang để đáp ứng kịp với nhu cầu trong nước và thế giới, đặc biệt là sự hoà nhập giữa các nước châu Á với toàn thế giới. Từ các yếu tố trên cho thấy sự hội nhập toàn cầu là xu hướng tất yếu. Vì vậy, một số ngành có tính chất bức thiết cho việc hội nhập đó là các ngành như viễn thông, điện toán Việc sử dụng các dịch vụ quốc tế vào nền kinh tế nước nhà là vô cùng cần thiết và quan trọng. Chính những dịch vụ quốc tế nó giúp cho Việt Nam tiến kịp với thế giới. Một trong các dịch vụ đó là dịch vụ định vị toàn cầu GPS. Vì vậy việc nghiên cứu hệ thống định vị vệ tinh toàn 2 cầu là rất quan trọng trong giai đoạn hiện nay, đặc biệt đất nước ta trong thời kỳ hội nhập thì việc sử dụng hệ thống định vị toàn cầu càng trở lên cần thiết. Do đó tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS”. Nội dung khoa học và các ứng dụng cơ bản thực tiễn của đồ án: • Xác định tọa độ. • Dẫn đường, điều khiển các phương tiện. • Kiểm soát tốc độ. • Cung cấp thời gian. Ở Việt Nam các lĩnh vực khoa học công nghệ và các ngành kinh tế đã có các ứng dụng như: Các ngành giao thông vận tải: hàng không, hàng hải, vũ trụ… Tại Việt Nam đã ứng dụng GPS vào việc khảo sát và vẽ bản đồ địa chính, nhất là đo đạc vùng biển. Ngoài ra, nó còn được sử dụng cho công việc khảo sát vẽ bản đồ phủ sóng cho truyền hình số, thông tin di động. Trong tương lai có khả năng GPS được sử dụng làm hệ thống dẫn đường cho các ngành giao thông vận tải, hàng không, hàng hải, giao thông công cộng. Chính những dịch vụ tiện ích trên là cơ sở thực tiễn của đồ án. Việc sử dụng công nghệ vệ tinh và phương pháp đo đạc bằng kỹ thuật số trong hệ thống GPS chính là cơ sở khoa học của đồ án. Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương, cụ thể là: Chương 1: Vệ tinh và hệ thống định vị toàn cầu. Chương 2: Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS. Chương 3: Ứng dụng dẫn đường của hệ thống định vị toàn cầu GPS. Khi nghiên cứu về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS thấy đề cập đến nhiều lĩnh vực khoa học như thông tin vệ tinh, công nghệ viễn thông, xử lý tín hiệu… Vì hệ thống GPS chưa thực sự trở thành thương mại hóa nên các tài liệu nói về hệ thống thường mang tính chất định tính, giới thiệu, quảng cáo. Để nghiên cứu tường tận về hệ thống đòi hỏi phải có thời gian và thiết bị cũng như cập nhập kiến thức. Do thời gian và trình độ bản thân có hạn chế nên chắc chắn đồ án còn có những thiếu sót. Kính mong nhận được sự chỉ bảo tận tình của các thầy giáo trong khoa Vô tuyến điện tử Học viện KTQS để đồ án được hoàn thiện hơn. 3 Chương 1 VỆ TINH VÀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU 1.1 Khái quát về vệ tinh và quĩ đạo của chúng Một vệ tinh là bất kỳ một vật thể nào quay quanh một vật thể khác (được coi là vật thể chính của nó). Mọi vật thể thuộc Hệ Mặt Trời, gồm cả Trái Đất, đều là vệ tinh của Mặt Trời, hay là vệ tinh của các vật thể đó, như trong trường hợp của Mặt Trăng. Việc định nghĩa vật thể nào là vệ tinh không phải luôn đơn giản khi xét đến một cặp hai vật thể. Bởi vì mọi vật thể đều có sức hút của trọng lực, chuyển động của vật thể chính cũng bị ảnh hưởng bởi vệ tinh của nó. Nếu hai vật thể có khối lượng tương đương, thì chúng thường được coi là một hệ đôi và không một vật thể nào bị coi là vệ tinh; một ví dụ là 'tiểu hành tinh kép' 90 Antiope. Tiêu chuẩn chung để một vật thể được coi là vệ tinh là trung tâm khối lượng của hệ nằm bên trong vật thể chính. Hình 1-1: Vệ tinh nhân tạo Giove 4 Trong cách nói thông thường, thuật ngữ "vệ tinh" thường để chỉ một vệ tinh nhân tạo, nó là một vật thể do con người chế tạo và bay quanh Trái Đất (hay một thiên thể khác). Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng có thể sử dụng thuật ngữ đó để chỉ các vệ tinh thiên nhiên, hay các mặt trăng. Nói chung, trong cách dùng thông thường, "vệ tinh thiên nhiên" là thuật ngữ để chỉ các mặt trăng. 1.1.1 Các vệ tinh nhân tạo a - Vệ tinh nhân tạo đầu tiên Người đầu tiên đã nghĩ ra vệ tinh nhân tạo dùng cho truyền thông là nhà viết truyện khoa học giả tưởng Arthur C. Clarke vào năm 1945. Ông đã nghiên cứu về cách phóng các vệ tinh này, quỹ đạo của chúng và nhiều khía cạnh khác cho việc thành lập một hệ thống vệ tinh nhân tạo bao phủ thế giới. Ông cũng đã đề nghị 3 vệ tinh cố định đối với mặt đất (geostationary) sẽ đủ để cung cấp cho toàn thể Trái Đất. Tuy nhiên, vệ tinh nhân tạo đầu tiên là Sputnik 1 được Liên bang Xô viết phóng lên ngày 4 tháng 10 năm 1957. b - Lịch sử ban đầu của chương trình vệ tinh nhân tạo Hoa Kỳ Tháng 5 năm 1946, Dự án RAND đưa ra bước khởi đầu cho Thiết kế ban đầu về một Tàu vũ trụ Thực nghiệm bay quanh Trái Đất, "Một thiết bị vệ tinh với những công cụ được chờ đợi sẽ làm một trong những công cụ khoa học mạnh mẽ nhất của thế kỷ 20. Thành công của tàu vũ trụ vệ tinh có thể mang lại những tiếng vang có thể so sánh được với sự phát minh ra bom nguyên tử " Thời đại vũ trụ bắt đầu năm 1946, khi các nhà khoa học bắt đầu sử dụng các tên lửa V-2 bắt được của Đức để đo lường tại tầng cao của khí quyển. Trước giai đoạn này, các nhà khoa học đã sử dụng các khinh khí cầu có thể lên cao 30 km và các sóng radio để nghiên cứu tầng điện ly. Từ 1946 đến 1952, nghiên cứu tầng cao của khí quyển Trái Đất được tiến hành và sử 5 dụng các tên lửa V-2. Điều này cho phép đo đạc áp lực, tỷ trọng và nhiệt độ của khí quyển ở tầng cao 200 km. Hoa Kỳ đã cân nhắc việc phóng các vệ tinh lên quỹ đạo từ năm 1945 dưới sự chỉ huy của Văn phòng Hàng không thuộc Hải quân Hoa Kỳ. Các dự án RAND của Không quân Hoa Kỳ cuối cùng đã cho phép dự án trên hoạt động, nhưng không tin rằng vệ tinh là một loại vũ khí quân sự tiềm tàng; mà họ chỉ coi nó là một công cụ khoa học, chính trị và tuyên truyền. Năm 1954, Bộ trưởng bộ quốc phòng đã nói, "Tôi không biết đến một chương trình vệ tinh nào của Hoa Kỳ." Hình 1-2: Phóng vệ tinh nhân tạo Giove lên một quỹ đạo của hệ Galileo bằng tên lửa Soyouz Dưới áp lực của Hội Tên lửa Hoa Kỳ, Quỹ Khoa học Quốc gia, và Năm Địa vật lý Thế giới, sự quan tâm của quân đội đã bắt đầu vào đầu năm 1955 khi Không quân và Hải quân Hoa Kỳ cùng làm việc về Dự án Tàu vũ trụ 6 trong Quỹ đạo, liên quan tới việc sử dụng tên lửa Jupiter C để phóng một vệ tinh nhỏ gọi là Explorer 1 vào ngày 31 tháng 1 năm 1958. Ngày 29 tháng 7 năm 1955, Nhà trắng thông báo rằng Hoa Kỳ dự định phóng các vệ tinh vào mùa xuân năm 1958. Việc này sau này được gọi là Dự án Vanguard. Ngày 31 tháng 7, Xô Viết tuyên bố họ định phóng vệ tinh vào mùa hè năm 1957 và vào ngày 4 tháng 10 năm 1957 Sputnik I được phóng lên quỹ đạo, khởi đầu cuộc chạy đua vũ trụ giữa hai quốc gia này. Vệ tinh nhân tạo lớn nhất hiện bay quanh Trái Đất là Trạm vũ trụ quốc tế. c - Các loại vệ tinh Các loại vệ tinh có thể được phân chia thành các loại chính như sau: • Vệ tinh vũ trụ là các vệ tinh được dùng để quan sát các hành tinh xa xôi, các thiên hà và các vật thể ngoài vũ trụ khác. • Vệ tinh truyền thông là các vệ tinh nhân tạo nằm trong không gian dùng cho các mục đích viễn thông (telecommunication) sử dụng sóng radio ở tần số vi ba. Đa số các vệ tinh truyền thông sử dụng các quỹ đạo đồng bộ hay các quỹ đạo địa tĩnh, mặc dù các hệ thống gần đây sử dụng các vệ tinh tại quỹ đạo Trái Đất tầm thấp. • Vệ tinh quan sát Trái Đất là các vệ tinh được thiết kế đặc biệt để quan sát Trái Đất từ quỹ đạo, tương tự như các vệ tinh trinh sát nhưng được dùng cho các mục đích phi quân sự như kiểm tra môi trường, thời tiết, lập bản đồ, v.v • Vệ tinh hoa tiêu (Navigation satellite) là các vệ tinh sử dụng các tín hiệu radio được truyền đi theo đúng chu kỳ cho phép các bộ thu sóng di động trên mặt đất xác định chính xác được vị trí của chúng. Sự quang đãng (không có vật cản) của đường truyền và thu tín hiệu giữa vệ tinh (nguồn phát) và máy thu trên mặt đất tích hợp với những cải tiến mới về điện tử học cho phép hệ thống vệ tinh hoa tiêu đo đạc khoảng cách với độ chính xác khoảng một vài mét. 7 • Vệ tinh tiêu diệt / Vũ khí chống vệ tinh là các vệ tinh được thiết kế để tiêu diệt các vệ tinh "đối phương", các vũ khí và các mục tiêu bay trên quỹ đạo khác. Một số vệ tinh này được trang bị đạn động lực, một số khác sử dụng năng lượng và/hay các vũ khí hạt nhân để phá huỷ các vệ tinh, ICBMs, MIRVs. Cả Hoa Kỳ và Liên bang Xô viết đều có các vệ tinh này. Các đường dẫn bàn luận về các "Vệ tinh tiêu diệt", ASATS (Vệ tinh chống vệ tinh) gồm USSR Tests ASAT weapon và ASAT Test. • Vệ tinh trinh sát là những Vệ tinh quan sát Trái Đất hay Vệ tinh truyền thông được triển khai cho các ứng dụng quân sự hay tình báo. Chúng ta hiện không biết nhiều về năng lực thực sự của các vệ tinh này vì các chính phủ điều hành chúng thường giữ tuyệt đối bí mật về thông tin cho các vệ tinh loại này. • Vệ tinh năng lượng mặt trời là các vệ tinh được đề xuất là sẽ bay trên quỹ đạo Trái Đất tầm cao sử dụng cách truyền năng lượng viba để chiếu năng lượng mặt trời tới những antenna cực lớn trên mặt đất, nơi nó có thể được dùng để thay thế cho những nguồn năng lượng quy ước thông thường. • Trạm vũ trụ là các cơ cấu do con người chế tạo, được thiết kế để con người sống được trong vũ trụ. Một trạm vũ trụ được phân biệt với những tàu vũ trụ ở điểm nó không có động cơ đầy chính hay các thiết bị hạ cánh - thay vào đó, người ta dùng các thiết bị khác để vận chuyển lên và xuống trạm. Các trạm vũ trụ được thiết kế để có thể duy trì sự sống trong một khoảng thời gian trung bình trên quỹ đạo, các khoảng thời gian có thể là tuần, tháng, hay thậm chí là năm. • Vệ tinh thời tiết là các vệ tinh có mục đích chính là để quan sát thời tiết và/hay khí hậu của Trái Đất. 8 • Vệ tinh thu nhỏ là các vệ tinh có trọng lượng và kích thước nhỏ hơn thông thường. Những tiêu chí xếp hạng mới để đánh giá các vệ tinh đó: tiểu vệ tinh (500–200 kg), vệ tinh siêu nhỏ (dưới 200 kg), vệ tinh cỡ nano (dưới 10 kg). • Vệ tinh sinh học là các vệ tinh có mang các tổ chức sinh vật sống, nói chung là cho mục đích thực nghiệm khoa học. 1.1.2 Các loại quỹ đạo vệ tinh Đa số các vệ tinh thường được mô tả đặc điểm dựa theo quỹ đạo của chúng. Mặc dù một vệ tinh có thể bay trên một quỹ đạo ở bất kỳ độ cao nào, các vệ tinh thường được xếp theo độ cao của chúng. • Quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO: 200 đến 1200 km bên trên bề mặt Trái Đất) • Quỹ đạo Trái Đất tầm trung (ICO hay MEO: 1200 đến 35286 km) • Quỹ đạo Trái Đất đồng bộ (GEO: 35786 km bên trên bề mặt Trái Đất) • Quỹ đạo địa tĩnh (GSO: quỹ đạo đồng bộ không nghiêng) • Quỹ đạo Trái Đất tầm cao (HEO: trên 35786 km) Các quỹ đạo sau là các quỹ đạo đặc biệt cũng thường được dùng để xác định đặc điểm của vệ tinh: • Quỹ đạo Molniya • Quỹ đạo đồng bộ Mặt Trời • Quỹ đạo cực • Quỹ đạo di chuyển Mặt Trăng • Quỹ đạo di chuyển Hohmann Đối với kiểu quỹ đạo này thì vệ tinh thường là một tàu vũ trụ • Quỹ đạo siêu đồng bộ hay quỹ đạo trôi dạt - quỹ đạo bên trên GEO. Các vệ tinh sẽ trôi dạt theo hướng tây. 9 o (GEO + 235 km + (1000 × CR × A/m) km)  nếu CR là hệ số bức xạ áp suất của Mặt Trời (thường giữa 1.2 và 1.5) và A/m là vùng tương quan [m 2 ] với tỷ lệ khối lượng [kg] khô • Quỹ đạo dưới đồng bộ hay quỹ đạo trôi dạt - quỹ đạo gần nhưng bên dưới GEO. Được sử dụng cho các vệ tinh đang trải qua những thay đổi tình trạng ổn định theo hướng đông. Các vệ tinh cũng có thể quay quanh các điểm đu đưa 1.1.3 Các nước có khả năng phóng vệ tinh nhân tạo Danh sách này bao gồm những quốc gia có khả năng độc lập để tự phóng vệ tinh lên quỹ đạo, gồm cả việc sản xuất ra khí cụ cần thiết để phóng. Ghi chú: nhiều nước khác cũng có khả năng thiết kế hay chế tạo vệ tinh - việc này, nói chung, không tốn nhiều tiền và cũng không đòi hỏi khả năng khoa học và kỹ thuật lớn – nhưng không thể phóng chúng lên, thay vào đó họ dùng các dịch vụ phóng vệ tinh của nước ngoài. Danh sách này không nhắc tới các quốc gia đó mà chỉ liệt kê những nước có khả năng phóng vệ tinh và ngày khả năng này lần đầu tiên được thể hiện. Bảng 1-1: Thời gian những lần phóng vệ tinh đầu tiên theo quốc gia Phóng lần đầu tiên theo quốc gia Quốc gia Năm phóng Vệ tinh đầu tiên Liên bang Xô viết 1957 Sputnik 1" Hoa Kỳ 1958 Explorer 1 Canada 1962 Alouette 1 Pháp 1965 Astérix Nhật 1970 Osumi Trung Quốc 1970 Đông Phương Hồng I Anh 1971 Prospero X-3 Liên minh Châu Âu 1979 Ariane 1 Ấn Độ 1980 Rohini 10 [...]... thng v tinh dn ng ton cu cú th núi c bn l ging nhau Phn ny s trỡnh by khỏi quỏ c cu hot ng v nguyờn lý chung xỏc nh v trớ bng h thng v tinh dn ng ton cu - 24 vệ tinh (tính đến 1995: 21 VT hoạt động và 3 vệ tinh dự phòng - 6 mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 55 ) - Độ cao quỹ đạo 20200 km - Chu kỳ bay khoảng 12 giờ - Khối l ợng khoảng 900 kg Phần không gian Tín hiệu từ vệ tinh Tín hiệu Tín hiệu từ vệ tinh Khoảng... Ta bit rng vic xỏc nh to t mỏy thu GPS da vo nguyờn lý chung: Giao hi 3 cnh t 3 v tinh ti ngi s dng GPS Cn c vo d liu Nadata t v tinh cung cp nh : + Thụng s v qu o v tinh, lch v tinh + Cỏc thụng s ci chớnh v sai lch ng h v tinh, sai s tng khớ quyn Mỏy thu GPS s tớnh ra c ta tc thi ca 3 v tinh liờn quan ti xỏc nh ta ca mỡnh 2.3 c im k thut ca h thng GPS 2.3.1 ng h GPS Trong hu ht cỏc h thng nh v, thi... khi chy khut vo vựng khụng cú ỏnh sỏng Mt Tri Cỏc tờn la nh gn mi qu v tinh gi chỳng bay ỳng qu o ó nh Di õy l mt s thụng tin ỏng chỳ ý v cỏc v tinh GPS (cũn gi l NAVSTAR, tờn gi chớnh thc ca B Quc phũng M cho GPS) : V tinh GPS u tiờn c phúng nm 1978 Hon chnh y 24 v tinh vo nm 1994 Mi v tinh c lm hot ng ti a l 10 nm V tinh GPS cú trng lng khong 1500 kg v di khong 17 b (5 m) vi cỏc tm nng lng Mt... ỏn GPS ca B Quc phũng M cn k ti s úng gúp to ln ca TS Ivan Getting, ngi sỏng lp The Aerospace Corporation, v TS Bradford Parkinson, ch tch hi ng qun tr ca The Aerospace Corporation T sau nm 1995 h thng GPS vn tip tc c duy trỡ v bo dng cng nh thay th nhng v tinh gi tui Nm 2000, s v tinh trong chũm GPS ó tng lờn 28 v tinh Nhng v tinh th h GPS- IIR ó v ang c phúng lờn thay th nhng v tinh gi tui V tinh. .. segment) Phn khụng gian ca GPS bao gm 24 v tinh nhõn to (c gi l satellite vehicle, tớnh n thi im 1995) Qu o chuyn ng ca v tinh nhõn to xung quanh trỏi t l qu o trũn, 24 v tinh nhõn to chuyn ng trong 6 mt phng qu o Mt phng qu o v tinh GPS nghiờng so vi mt phng xớch o mt gúc 55 T khi phúng v tinh GPS u tiờn c phúng vo nm 1978, n nay ó cú bn th h v tinh khỏc nhau Th h u tiờn l v tinh Block I, th h th hai... õy nht l Block IIR Th h cui ca v tinh Block IIR c gi l Block IIR-M Nhng v tinh th h sau c trang b thit b hin i hn, cú tin cy cao hn, thi gian hot ng lõu hn Mt s thụng s v tinh th h GPS Block I: V tinh GPS chy bng nng lng mt tri V tinh c trang b pin mt tri chy c khi khụng cú nng lng mt tri Mi v tinh cú b nõng loi tờn la duy trỡ v tinh trong qu o chớnh xỏc Mi v tinh c xõy dng cú th tn ti v hot ng... v tinh lờn qu o c duy trỡ thng xuyờn Mt v tinh GPS nng khong 2000 pounds (909 kg) v cao 17 feet (khong 5 một) cú bng nhn nng lng mt tri tri rng Nng lng phỏt súng ch khong 50 watts hoc nh hn Mt s thụng s v tinh th h GPS IIR-M1 (th h mi): V tinh th h mi nht GPS IIR-M1 cú khi lng 1132,75 kg V tinh GPS IIR-M1cú kh nng thc hin tớn hiu quõn s mi (M-code trờn L1M v L2M) v tớn hiu dõn dng th 2 (L2C) V tinh. .. cú th s dng GPS min phớ V tinh u tiờn ca GPS c phúng vo thỏng 2 nm 1978, v tinh gn õy nht l v tinh GPS IIR-M1 c phúng vo thỏng 12 nm 2005 GPS bao gm 24 v tinh (tớnh n nm 1994), ó c b sung thnh 28 v tinh (vo nm 2000), chuyn ng trong 6 mt phng qu o (nghiờng 55 so vi mt phng xớch o) xung quanh trỏi t vi bỏn kớnh 26.560 km (hỡnh 1-4) Hay núi cỏch khỏc cao trung bỡnh ca v tinh GPS so vi mt t vo khong 20.200... thit lp s dng GPS S hot ng ca GPS Cỏc v tinh GPS bay vũng quanh Trỏi t hai ln trong mt ngy theo mt qu o rt chớnh xỏc v phỏt tớn hiu cú thụng tin xung Trỏi t Cỏc mỏy thu GPS nhn thụng tin ny v bng phộp tớnh lng giỏc tớnh c chớnh xỏc v trớ ca ngi dựng V bn cht mỏy thu GPS so sỏnh thi gian tớn hiu c phỏt i t v tinh vi thi gian nhn c chỳng Sai lch v thi gian cho bit mỏy thu GPS cỏch v tinh bao xa Ri... GALILEO c thit k gm 30 v tinh chuyn ng trong 3 mt phng qu o (nghiờng 56 0 so vi mt phng xớch o) xung quanh trỏi t vi bỏn kớnh 29.980 km (hỡnh 1-6) a- Thụng s ca h thng: V tinh 30 v tinh (27 v tinh hot ng chớnh v 3 v tinh d phũng) cao qu o: 23.222 km (qu o tm trung) Phõn b trờn 3 mt chớnh, gúc nghiờng 56 Tui th thit k ca v tinh: > 12 nm Trng lng v tinh: 675 kg Kớch thc v tinh: 2,7 m ì 1,2 m ì 1,1 . định vị toàn cầu. Chương 2: Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS. Chương 3: Ứng dụng dẫn đường của hệ thống định vị toàn cầu GPS. Khi nghiên cứu về hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS thấy. vị trí có sai số nhỏ hơn 15 mét. 1.3 Các hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống định vị toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System - GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ. vụ định vị toàn cầu GPS. Vì vậy việc nghiên cứu hệ thống định vị vệ tinh toàn 2 cầu là rất quan trọng trong giai đoạn hiện nay, đặc biệt đất nước ta trong thời kỳ hội nhập thì việc sử dụng hệ thống