tìm hiểu về gps thế giới

MỤC LỤC MỤC LỤC .1 Câu 1: Các hệ thống định vị Trái Đất .2 GPS (Mỹ) 1.1 Cấu trúc 1.1.1 Phần không gian (space segment) 1.1.2 Phần điều khiển (control segment) 1.1.3 Phần sử dụng 1.2 Ưu, nhược điểm 1.2.1 Ưu điểm 1.3 Ứng dụng GLONASS (Nga) 2.1 Cấu trúc 2.1.1 Phần không gian 2.1.2 Phần điều khiển 2.1.3 Phần sử dụng 2.2 Ưu, nhược điểm 2.3 Ứng dụng GALILEO (Châu Âu) 10 3.1Cấu trúc 10 3.1.1 Phần không gian 10 3.1.2Phần điều khiển .11 3.1.3Phần người sử dụng 11 3.2 Ưu, nhược điểm 11 BEIDOU (Trung Quốc) 13 4.1 Cấu trúc 13 4.1.1 Đoạn không gian 13 4.1.2 Điều khiển 13 4.1.3 Đoạn sử dụng 14 4.2 Ưu, nhược điểm 14 Câu 2: Trình bày ứng dụng GPS phù hợp với ngành khoa học môi trường 14 Câu 1: Các hệ thống định vị Trái Đất Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu tên gọi chung cho hệ thống định vị giới, biết đến với tên tiếng Anh Global Navigation Satellite System thường viết tắt GNSS Hệ thống định vị toàn cầu ứng dụng nhiều lĩnh vực: quân sự, đo đạc (trắc địa, thủy đạc), giao thông (đường bộ, đường thủy, hàng không), cá nhân (điện thoại di động, máy tính bảng, laptop,…) lĩnh vực khác Hiện hệ thống định vị giới gồm có : GPS (Mỹ), GLONASS (Nga), GALILEO (Châu Âu), IRNSS (Ấn Độ), BEIDOU (Trung Quốc), QZSS (Nhật Bản) GPS (Mỹ) 1.1 Cấu trúc Mô hình ba thành phần GPS hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ liên quan ba phần GNSS (GPS) 1.1.1 Phần không gian (space segment) Bao gồm vệ tinh, chúng truyền tín hiệu cần thiết cho hệ tống hoạt động Các chức vệ tinh bao gồm:  Thu nhận lưu trữ liệu truyền từ mảng điều khiển  Cung cấp thời gian xác chuẩn tần số nguyên tử đặt vệ tinh  Truyền thông tin tín hiệu đến người sử dụng hay hai tần số Vệ tinh GPS Tính đến 2003 quĩ đạo có 26 vệ tinh Block IIA IIR Cấu hình quĩ đạo sau: Có mặt phẳng quĩ đạo gần tròn Trên mặt phẳng quĩ đạo có đến vệ tinh Mặt phẳng quĩ đạo nghiêng so với xích đạo khoảng 55° Độ cao bay mặt đất xấp xỉ 20.200km 1.1.2 Phần điều khiển (control segment) Phần điều khiển có trạm quan sát có nhiệm vụ sau: • Giám sát điều khiển hệ thống vệ tinh liên tục • Quy định thời gian hệ thống GPS • Dự đoán liệu lịch thiên văn hoạt động đồng hồ vệ tinh • Cập nhật định kỳ thông tin dẫn đường cho vệ tinh cụ thể 1.1.3 Phần sử dụng Phần sử dụng thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS người sử dụng thiết bị Theo độ xác, chia làm ba loại:  Độ xác cao: loại máy thu hai tần số đắt tiền dùng trắc địa Thiết bị phần cứng phức tạp nên việc sử dụng khó khăn Ví dụ Trimble 4800, Topcon Legacy, Topcon Hiper Series, Topcon GB-500, Topcon GB-1000, Leica system 500,  Độ xác thấp: loại máy thu tần số có cấu tạo gọn nhẹ (thường máy thu cầm tay) rẻ tiền thường dùng cho mục đích định vị hàng hải, du lịch, … Ví dụ Lowrance 200, Garmin III+, Magenlan Máy thu GPS Topcon GB-1000 kỹ thuật đo RTK đo địa hình bờ 1.2 Ưu, nhược điểm 1.2.1 Ưu điểm Độ xác xác định vị trí cao, không phụ thuộc vào quãng dường đi, điều kiện khí tượng ngày hay năm Sai số hệ thống định vị vệ tinh khoảng 5:10m Việc xác định tham số dẫn đường với độ xác cao( 10-12m chế độ bình thường, 10-20m chế độ vi phân DGPS) Kích thước gọn nhẹ Giá thành tương đối rẻ 1.2.2 Nhược điểm Tính độc lập thấp phụ thuộc vào trạm bên Tính chống nhiễu thấp Công nghệ GPS có hạn chế, đặc biệt tầm nhìn đến vệ tinh GPS bị hạn chế Tần số đưa thông tin dẫn đường 1-10Hz  Đôi GPS thất bại lý định trường hợp bạn cần phải mang theo đồ lưu hướng dẫn  Nếu bạn sử dụng GPS thiết bị hoạt động pin, có thất bại pin bạn cần nguồn cung cấp điện bên mà lúc 1.3 Ứng dụng  Các ứng dụng trắc địa đồ mặt đất  Các ứng dụng giao thông thông tin mặt đất  Các ứng dụng trắc địa đồ biển:  Các ứng dụng giao thông hải dương học biển  Các ứng dụng trắc địa đồ, giao thông hàng không  Các ứng dụng thám hiểm không gian  Các ứng dụng quân đội GLONASS (Nga) Vệ tinh GLONASS Nga 2.1 Cấu trúc Glonass từ viết tắt cụm từ Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu) GLONASS hệ thống định vị vệ tinh Lực lượng Phòng vệ Không gian Nga điều hành Hệ thống GPS sản phẩm Bộ Quốc phòng Mỹ xây dựng vào năm 1978, GLONASS sau coi hệ thống thay Glonass gồm phân vùng: 2.1.1 Phần không gian Các vệ tinh nằm quỹ đạo tròn trung mức 19.100 km (11.900 dặm) độ cao với độ nghiêng 64,8 độ khoảng thời gian 11 15 phút Quỹ đạo GLONASS 'làm cho đặc biệt phù hợp để sử dụng vĩ độ cao ( phía bắc hay phía nam), nơi nhận GPS tín hiệu có vấn đề Các chòm hoạt động ba mặt phẳng quỹ đạo, với tám vệ tinh Một chòm hoạt động đầy đủ với vùng phủ sóng toàn cầu bao gồm 24 vệ tinh , 18 vệ tinh cần thiết cho bao gồm lãnh thổ Nga Để có vị trí sửa chữa máy thu phải nằm phạm vi bốn vệ tinh 2.1.2 Phần điều khiển Mảng điều khiển mặt đất GLONASS gần hoàn toàn nằm phạm vi lãnh thổ Liên bang Xô viết, ngoại trừ cho nhà ga Brasilia , Brazil Các tiêu chuẩn Thời gian Ground Control Center đặt Moscow đo xa trạm theo dõi Saint Petersburg , Ternopil , Eniseisk Komsomolsk-naAmure 2.1.3 Phần sử dụng Trong nhà, hẻm núi đô thị khu vực miền núi, độ xác cải thiện nhiều so với sử dụng GPS Để sử dụng hai hệ thống định vị đồng thời, độ xác GLONASS định nghĩa hướng / GPS 2,37-4,65 mét (7 ft in-15 ft in) với số lượng trung bình NSV 14-19 (phụ thuộc vào nhà ga) 2.2 Ưu, nhược điểm Ưu điểm  Tăng cường độ xác độ tin cậy ưu tiên hàng đầu Nếu có nhiều vệ tinh quan sát sử dụng hai lúc chòm lợi là:  Tiết kiệm thời gian mua lại  Độ xác cao xác  Giảm giá trị PDOP Gdop  suất cao giai đoạn cứu trợ đặc biệt trường hợp chướng ngại vật tự nhiên (cây cối, nhà cửa, vv) họ hạn chế việc mở cửa bầu trời việc tiếp nhận tín hiệu Với chương trình kế hoạch, sẵn có vệ tinh xác nhận GPS GLONASS, vòng cung 24  Đồng máy chủ thời gian:  Trên toàn giới đồng hóa dựa vệ tinh  Độ xác cao lên đến +/- 20ns  Tương đối không an toàn 24 vệ tinh GLONASS Nhược điểm Nhược điểm máy chủ thời gian GLONASS:  Luôn không bị cản trở "nhìn" vào bầu trời ăng ten  Chiều dài cáp cho L1 ăng ten GPS với tổn thất thấp khoảng 100m  Phụ thuộc nhà điều hành (Liên bang Nga) 2.3 Ứng dụng - Quản lý điều hành xe - Xác đinh vị trí xe, hướng đi, quãng đường đích đến cách xác - Chống trộm cho ứng dụng thuê xe tự lái, theo dõi lộ trình đoàn xe - Xác định vị trí xe xác góc đường (vị trí xe thể qua tín hiệu nhấp nháy đồ), xác định vận tốc thời gian xe dừng hay chạy, biết lộ trình xe (real time) Sơ đồ hệ thống GLONASS hỗ trợ thiết bị mặt đất, không - Xem lại lộ trình xe theo thời gian vận tốc di chuyển - Báo cáo tổng số km bạn đồ - Cảnh báo xe vượt tốc độ, vượt khỏi vùng giới hạn - Chức chống trộm GALILEO (Châu Âu) Hệ thống Galileo 3.1Cấu trúc 3.1.1 Phần không gian Tính đến năm 2012, Hệ thống lên kế hoạch để đạt hoạt động đầy đủ vào năm 2020 với thông số kỹ thuật sau đây:  30 tàu vũ trụ quỹ đạo (24 phục vụ đầy đủ phụ tùng)  Orbital độ cao: 23.222 km ( MEO )  mặt phẳng quỹ đạo, 56 ° nghiêng, nút tăng dần tách 120 ° kinh độ (8 vệ tinh hoạt động phụ tùng động mặt phẳng quỹ đạo) 10  đời vệ tinh:> 12 năm  hàng loạt vệ tinh: 675 kg  kích thước thể hình vệ tinh: 2,7 m × 1,2 m × 1,1 m  Span mảng lượng mặt trời: 18,7 m  Sức mạnh mảng lượng mặt trời: 1,5 kW (cuối đời) 3.1.2Phần điều khiển Quỹ đạo tín hiệu xác hệ thống điều khiển phân khúc đất bao gồm:  trung tâm điều khiển mặt đất , nằm Oberpfaffenhofen  trung tâm nhiệm vụ mặt đất , nằm Fucino  trạm theo dõi, nằm Kiruna , Kourou , Noumea , Sainte-Maria, Réunion& Redu  Một số trạm uplink  Một số trạm cảm biến  Một mạng lưới phổ biến liệu trạm 3.1.3Phần người sử dụng Hệ thống Galileo có năm dịch vụ chính:  Chuyển hướng truy cập mở Đây có sẵn miễn phí để sử dụng với thiết bị hàng loạt thị trường phù hợp; thời gian đơn giản, định vị xuống đến mét  Chuyển hướng thương mại (mã hóa) độ xác cao cho cm; dịch vụ đảm bảo cho nhà cung cấp dịch vụ tính phí  An toàn hàng hải sống Mở dịch vụ; cho ứng dụng xác bảo đảm điều cần thiết thông điệp Liêm cảnh báo lỗi 3.2 Ưu, nhược điểm Ưu điểm  Một lợi cuối cùng, Galileo sử dụng chòm sao, cho phép phủ sóng tốt Trái đất, đòi hỏi nhiều vệ tinh  Ngoài ra, bắt đầu với Hydrogen-Maser-đồng hồ, GPS dần loại bỏ dần công nghệ vào hệ thống vệ tinh thay 11  Tiếp theo Galileo cung cấp bảo hiểm tốt vùng cực, tất vệ tinh hoạt động độ nghiêng cao GPS Nhược điểm  Nó không tương thích với GPS 100% thời gian sẵn sàng Nó chi phí tiền bạc dịch vụ bản, dịch vụ chất lượng cao khó khăn để có cho GPS  Và bất lợi khác: Đó chưa định thực hoạt động Galileo Trong trường hợp xấu nhất, tập đoàn châu Âu công ty người chịu trách nhiệm cho việc trì hoãn chương trình Ứng dụng  Dịch vụ dựa vị trí  Khẩn cấp, an ninh dịch vụ nhân đạo  Khoa học, môi trường, thời tiết  Dịch vụ Galileo sử dụng để thực nghiên cứu khoa học khí tượng địa chất, lĩnh vực trắc địa, để theo dõi chất gây ô nhiễm, hàng nguy hiểm núi băng trôi, để ánh xạ đại dương, thủy triều nghiên cứu, dòng chảy mực nước biển Các ứng dụng hẹ thống GALILEO  Vận chuyển  Nông nghiệp 12  Thủy sản  Công trình dân dụng  Một chức tham chiếu thời gian quan trọng  Truyền thông  Tài chính, ngân hàng, bảo hiểm  Năng lượng BEIDOU (Trung Quốc) 4.1 Cấu trúc 4.1.1 Đoạn không gian Gồm 27 vệ tinh hoạt động quỹ đạo trung bình, vệ tinh hoạt động quỹ đạo nghiêng, vệ tinh địa tĩnh - vệ tinh địa tĩnh phóng lên quỹ đạo kinh độ 800E; 110,50E; 1400E; 58,750E 1600E - 27 vệ tinh hoạt động quỹ đạo trung bình có độ cao 21550km góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo 550 với chu kỳ 12h50’ - quỹ đạo nghiêng có bán kính quỹ đạo 42164km, có độ cao 36000km, góc nghiêng mặt phẳng 550 kinh độ quỹ đạo 00, 1200, 2400 4.1.2 Điều khiển Bao gồm 12 trạm quan trắc, có trạm nằm lãnh thổ TQ Nhiệm vụ Trạm giám sát theo dõi liên tục giám sát hoạt động vệ tinh quỹ đạo, thu nhận tín hiệu dẫn đường, gửi liệu quan sát đến trạm kiểm soát tổng thể vệ tinh quỹ đạo đồng hóa thời gian 13 4.1.3 Đoạn sử dụng - Hiện có số hãng chế tạo máy thu TQ chế tạo máy thu số loại máy thu hãng khác sử dụng tích hợp loại vệ tinh - Theo kế hoạch 2020 hệ thống compass vào hoạt động hoàn chỉnh Hệ thống phục vụ cho vùng châu Á tốt vùng khác 4.2 Ưu, nhược điểm Ưu điểm Có thể cấp phát tín hiệu cho 540000 vị trí cố định nhận tín hiệu mặt đất - Cung cấp thời gian thông tin hệ thống định vị toàn cầu cho số nước - Mang lại lợi nhuận khổng lồ kinh tế dịch vụ thiên văn học, dự báo thời tiết-khí hậu, kiểm soát cháy rừng, dự báo thiên tai, nghiên cứu môi trường, với lĩnh vực khác Có độ xác cao Nhược điểm Để xác định vị trí mình, thu cần phải nhận tín hiệu từ vệ tinh định vị qua phép giao mặt cầu với tâm vệ tinh để tìm vị trí ăng-ten Câu 2: Trình bày ứng dụng GPS phù hợp với ngành khoa học môi trường Ứng dụng 1: Để trì môi trường trái đất cân nhu cầu người đòi hỏi phải có định tốt làm với nhiều thông tin up-todate.Thu thập thông tin xác kịp thời thách thức lớn hai phủ tổ chức tư nhân phải thực định Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) giúp giải nhu cầu Hệ thống thu thập liệu cung cấp cho nhà sản xuất định với thông tin mô tả liệu vị trí xác mặt hàng trải rộng nhiều số địa hình Bằng cách kết nối thông tin vị trí với loại liệu khác, phân tích nhiều vấn đề môi trường từ góc nhìn Chức vụ liệu thu thập thông qua GPS nhập vào hệ thống thông tin địa lý phần mềm (GIS), cho phép khía cạnh không gian phân tích với thông tin khác để tạo hiểu biết hoàn thiện tình cụ thể thông qua phương tiện thông thường 14 Trước sau hình ảnh Amazon phá rừng Các nghiên cứu không số vùng hoang dã bất khả xâm phạm giới tiến hành với trợ giúp công nghệ GPS để đánh giá khu vực hoang dã, địa hình sở hạ tầng người.Bằng cách gắn thẻ ảnh với tọa độ GPS đánh giá nỗ lực bảo tồn hỗ trợ việc lập kế hoạch chiến lược Một số quốc gia thu thập sử dụng thông tin đồ để quản lý chương trình quản lý kiểm soát tiền quyền từ hoạt động khai thác khoáng sản, phân định biên giới, việc quản lý khai thác gỗ rừng họ công nghệ GPS hỗ trợ nỗ lực để hiểu thay đổi dự báo môi trường Bằng cách kết hợp phép đo GPS vào phương pháp hoạt động sử dụng nhà khí tượng, hàm lượng nước khí xác định, cải thiện tính xác dự báo thời tiết Ngoài ra, gia tăng trang web theo dõi GPS thủy triều, cải tiến việc ước tính thành phần thẳng đứng vị trí trang web từ phép đo GPS, trình bày hội để trực tiếp quan sát ảnh hưởng thủy triều đại dương 15 Trong năm 2010, GPS giúp đội dọn dẹp đáp ứng với rò rỉ dầu lớn vịnh Mexico thu GPS gắn phao theo dõi chuyển động lan rộng cố tràn dầu Máy bay trực thăng sử dụng GPS để đồ chu vi vụ cháy rừng cho phép sử dụng hiệu nguồn lực chữa cháy Các mô hình di cư loài nguy cấp, chẳng hạn khỉ đột núi Rwanda, theo dõi lập đồ GPS, giúp giữ gìn nâng cao dân giảm Tại khu vực động đất dễ bị Pacific Rim, GPS đóng vai trò ngày bật việc giúp nhà khoa học dự đoán động đất Sử dụng thông tin vị trí xác cung cấp GPS, nhà khoa học nghiên cứu cách căng thẳng tích tụ từ từ theo thời gian nỗ lực để mô tả, tương lai có lẽ dự đoán, động đất Hải cẩu thầy tu nguy cấp với thiết bị theo dõi GPS 16 Một lợi ích khác để sử dụng GPS kịp thời với sản phẩm quan trọng tạo ra.Bởi liệu GPS hình thức kỹ thuật số có sẵn thời điểm tất nơi giới, họ chụp phân tích nhanh chóng Điều có nghĩa phân tích hoàn thành ngày thay vài tuần hay vài tháng, đảm bảo sản phẩm cuối kịp thời Với tốc độ nhanh chóng thay đổi giới ngày nay, khoản tiết kiệm thời gian quan trọng Việc đại hóa GPS tiếp tục tăng cường hỗ trợ công nghệ GPS để nghiên cứu quản lý môi trường giới Hoa Kỳ cam kết thực thêm hai tín hiệu dân mà cung cấp ứng dụng sinh thái bảo tồn với tăng độ xác, tính sẵn có, độ tin cậy Nhiệt đới sinh thái rừng mưa, ví dụ, hưởng lợi từ sẵn tăng GPS lĩnh vực tán nặng giảm lỗi không gian lập đồ thảm thực vật tinh quy mô Ứng dụng 2: Thống định vị toàn cầu (GPS) thay đổi cách giới vận hành Điều đặc biệt hoạt động hàng hải, bao gồm tìm kiếm cứu hộ GPS cung cấp phương pháp nhanh xác cho thủy thủ để điều hướng, đo tốc độ, xác định vị trí Điều cho phép mức tăng an toàn hiệu cho thủy thủ toàn giới Điều quan trọng hàng hải dành cho sĩ quan tàu để biết vị trí tàu biển mở có bến cảng tắc nghẽn đường thủy Trong biển, xác vị trí, tốc độ, tiêu đề cần thiết để đảm bảo tàu đến đích thời trang an toàn, tiết kiệm kịp thời điều kiện cho phép Nhu cầu thông tin vị trí xác trở nên quan trọng tàu khởi hành từ đến cảng tàu giao thông nguy hiểm thuỷ khác làm cho vận động khó khăn hơn, nguy tai nạn trở nên lớn 17 Mariners hải dương học ngày sử dụng liệu GPS để khảo sát nước, vị trí phao, vị trí nguy hiểm hàng hải lập đồ đội tàu đánh cá thương mại sử dụng GPS để điều hướng đến địa điểm câu cá tối ưu, theo dõi di cư cá, đảm bảo tuân thủ quy định Một nâng cao để tín hiệu GPS gọi Differential GPS (DGPS) cho độ xác cao tăng độ an toàn vùng phủ sóng hoạt động hàng hải Nhiều quốc gia sử dụng DGPS cho hoạt động định vị phao, sâu rộng, nạo vét Điều tăng cường cải thiện chuyển hướng cảng Chính phủ nước tổ chức công nghiệp giới làm việc để phát triển tiêu chuẩn hiệu suất cho đồ điện tử hiển thị Hệ thống thông tin, sử dụng GPS / DGPS cho việc định vị thông tin Các hệ thống cách mạng hàng hải dẫn đến việc thay bảng xếp hạng hải lý giấy Với DGPS, vị trí radar thông tin tích hợp hiển thị biểu đồ điện tử, hình thành sở hệ thống cầu tích hợp cài đặt tàu thương mại tất loại 18 GPS đóng vai trò ngày quan trọng việc quản lý sở cảng biển công nghệ GPS, với hệ thống thông tin địa lý (GIS) phần mềm, chìa khóa để quản lý hiệu hoạt động vị trí chứa tự động sở cảng lớn giới GPS kiện cho việc tự động hóa pick-up, chuyển nhượng, trình xếp thùng chứa cách theo dõi chúng từ nhập cảng để thoát Với hàng triệu chuyến hàng container đặt bến cảng năm, GPS làm giảm đáng kể số lượng container bị sai địa giảm chi phí hoạt động liên quan thông tin GPS nhúng vào hệ thống gọi truyền thống nhận dạng tự động (AIS) AIS, xác nhận Tổ chức Hàng hải Quốc tế, sử dụng để kiểm soát lưu lượng tàu xung quanh đường biển bận rộn Dịch vụ không quan trọng để điều hướng, ngày dùng để tăng cường an ninh cảng vùng nước cách cung cấp cho phủ với tình nhận thức lớn tàu thương mại hàng hóa họ 19 AIS sử dụng hệ thống transponder mà hoạt động băng tần VHF hàng hải có khả giao tiếp tàu để tàu tàu vào bờ, truyền tải thông tin liên quan đến tàu xác định, vị trí địa lý, loại tàu, thông tin hàng hóa - tất gian thực thời gian, hoàn toàn tự động sở Bởi vị trí GPS tàu nhúng vào hộp số, tất thông tin cần thiết phong trào tàu nội dung tự động tải lên biểu đồ điện tử Sự an toàn an ninh tàu sử dụng hệ thống tăng cường đáng kể Cuối cùng, với việc đại hóa GPS, thủy thủ nhìn phía trước để phục vụ tốt Ngoài dịch vụ dân GPS nay, Hoa Kỳ cam kết thực hai tín hiệu dân bổ sung Truy cập vào tín hiệu có nghĩa độ xác tăng lên, sẵn có hơn, toàn vẹn tốt cho tất người dùng 20 ... Hiện hệ thống định vị giới gồm có : GPS (Mỹ), GLONASS (Nga), GALILEO (Châu Âu), IRNSS (Ấn Độ), BEIDOU (Trung Quốc), QZSS (Nhật Bản) GPS (Mỹ) 1.1 Cấu trúc Mô hình ba thành phần GPS hình 1.1 Hình 1.1... thác khoáng sản, phân định biên giới, việc quản lý khai thác gỗ rừng họ công nghệ GPS hỗ trợ nỗ lực để hiểu thay đổi dự báo môi trường Bằng cách kết hợp phép đo GPS vào phương pháp hoạt động sử... cấp với thiết bị theo dõi GPS 16 Một lợi ích khác để sử dụng GPS kịp thời với sản phẩm quan trọng tạo ra.Bởi liệu GPS hình thức kỹ thuật số có sẵn thời điểm tất nơi giới, họ chụp phân tích nhanh