Bài thuyết trình: Hệ thống định vị toàn cầu - GPS

Hệ thống định vị toàn cầu - GPS, lịch sử hình thành và phát triển, các hệ thống định vị toàn cầu trên thế giới là những nội dung chính trong bài thuyết trình Hệ thống định vị toàn cầu - GPS. Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.

Autocad & HTĐVTC GPS HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ  TỒN CẦU ­ GPS  Cán bộ hướng dẫn: Trần Thị Ngọc  Trinh Nhóm 2 NỘI DUNG BÁO CÁO       I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS     II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN  III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU               TRÊN THẾ GIỚI      I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ­ GPS ĐỊNH NGHĨA Hệ thống định vị tồn cầu (Global Positioning System - GPS)  là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo,  do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết  kế,  xây  dựng,  vận  hành  và  quản  lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ  được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít  nhất ba vệ tinh Tuy  được  quản  lý  bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ,  chính  phủ  Hoa Kỳ cho  phép  mọi  người  trên  thế  giới  sử  dụng  một  số  chức  năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Hệ thống gồm có phần: - Phần khơng gian (Space Segment) - Phần điều khiển (Control Segment) - Phần sử dụng (Use Segment) I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI   Phần  khơng  gian: hay  còn  gọi  là  bộ  phận  khơng  gian  là  một  hệ  thống  gồm  nhiều  vệ  tinh  bay  chung  quanh  trái  đất  theo  các  quỹ  đạo  khác nhau được điều khiển bởi bộ phận điều khiển Gồm 24 vệ tinh quay xung quanh trái đất 2 lần trong ngày quỹ đạo  rất chính xác. Độ cao của vệ tinh so với mặt đất là 20.183 km, chu kỳ  quy xung quanh trái đất là 11 giờ 57’58” Phần  vũ  trụ  sẽ đảm  bảo  cho  bất  kỳ  vị  trí  nào  trên  trái  đất  đều  có  thể quan sát đươc 4 vệ tinh  ở góc độ 15 độ (nếu góc  ở ngưỡng 10 độ  thì có thể quan sát được 10 vệ tinh và  ở góc ngưỡng 5 độ có thể quan  sát được 12 vệ tinh) I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Nhiệm vụ chủ yếu của vệ tinh :  – Ghi nhận và lưu trữ các thơng tin truyền đi từ phần điều khiển – Sử dụng liệu có chọn lọc trên vệ tinh – Duy trì chính xác độ cao của thời gian bằng các đồng hồ ngun tử – Chuyển tiếp thơng tin đến người dùng – Thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh theo sự điều khiển của mặt đất I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác  nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh ü Gồm  1 trạm  điều khiển  chính, 5  trạm  thu  số  liệu, 3  trạm  truyền  số  liệu Trạm  điều  khiển  chính  đặt  tại  Colorade  Spring  (Mỹ)  có  nhiệm  vụ  thu  thập các  dữ  liệu  theo  dõi  vệ  tinh  từ  các  trạm  thu  số  liệu  để  xử lý.  Công  nghệ  xử lý  gồm  :  Tính  lịch  thiên  văn,  tính  và  hiệu  chỉnh  đồng  hồ,  hiệu  chỉnh quỹ đạo điều khiển, thay thế các vệ tinh ngừng hoạt động bằng các  vệ tinh dự phòng I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác  nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh ü Gồm  1 trạm  điều khiển  chính, 5  trạm  thu  số  liệu, 3  trạm  truyền  số  liệu 5 trạm thu dữ liệu  được đặt tại Hawai, Collrade Sping , Ascesion (Ban  Đại Tây Dương), Diago Garia (Ấn Độ Dương), Kwayalien (Nam Thái Bình  Dương).  Có  nhiệm  vụ  theo  dõi  các  tín  hiệu  vệ  tinh  để  kiểm  soát  và  dự  đoán  quỹ  đạo  của  chúng.  Mỗi  trạm được  trang  bị  những  máy  thu  P­code  để thu các tín hiệu của vệ tinh, sau đó truyền về trạm điều khiển chính I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác  nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh ü Gồm  1 trạm  điều khiển  chính, 5  trạm  thu  số  liệu, 3  trạm  truyền  số  liệu 3  trạm  truyền  số  liệu  đặt  tại  Ascensionm  Diago  Garia  ,  Kwayalein  có  khả  năng  chuyển  số  liệu  lên  vệ  tinh  gồm  lịch  thiên  văn  mới,  hiệu  chỉnh  đồng hồ, các thông điệp cần phát các lệnh điều khiển từ xa I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Phần  sử dụng: các  thiết  bị  GPS  lắp  đặt  trên  phương  tiện  hoặc  đem theo người (điện thoại di động, đồng hồ, máy ảnh…) Thiết bị GPS là thiết bị có chức năng thu được tín hiệu phát ra từ  các vệ tinh và tự tính tốn vị trí của nó dựa trên các thơng tin thu được.  Như  vậy,  về  bản  chất,  tọa  độ  thiết  bị  GPS  là  kết  quả  tính  tốn  từ  thơng tin về vị trí, khoảng cách giữa thiết bị GPS và các vệ tinh mà nó  có thể kết nối được. Việc thu phát của hệ thống GPS được thực hiện  theo tần suất là 1 giây một lần II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ  PHÁT TRIỂN GPS LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay Hệ  Transit  hoạt  động  từ  1967,  lúc  đầu  mang  tên  hệ  thống  định vị cho hải quân. Hệ được thực hiện nhờ 4 – 7 vệ tinh bay  ở quỹ đạo thấp (1.100km), mỗi vệ tinh phát tín hiệu với tần số  150MHz và 400MHz. Transit được dùng để định vị các tàu ngầm  của Mỹ mang đầu đạn hạt nhân Polaris cho đến khi ngừng hoạt  động vào 1996. Sự thành coogn của hệ Transit đã thúc đẩy hình  thành hệ thống GPS II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ  PHÁT TRIỂN GPS LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay Năm 1973, dự án xây dựng hệ Navstar GPS được Bộ Quốc  phòng  Mỹ  phê  duyệt.  Vệ  tinh  đầu  tiên  của  hệ  GPS  được  phóng  năm  1978  và  đến  năm  1993  quả  vệ  tinh  thứ  24  (quả  cuối cùng của hệ thống GPS)  được phóng lên quỹ đạo. Tuy  nhiên  phải  đến năm  1995, hệ thống GPS của  Mỹ mới chính  thức đi vào khai thác II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ  PHÁT TRIỂN GPS LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay Gần  như  trong  cùng  khoảng  thời  gian  trên,  hệ  thống  vệ  tinh  định  vị  GLONASS  của  Nga  cũng  được  xây  dựng  một  cách  độc  lập  và  đưa  vào  khai  thác,  mở  đầu  cho  thời  kỳ  hoàng  kimcuar  hệ  thống  vệ  tinh  định  vị  toàn  cầu  và  khả  năng  ứng  dụng  rộng  rãi  cuẩ  nó  trong  mọi  mặt  của  cuộc  sống.  II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ  PHÁT TRIỂN GPS LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay => Các vệ tinh đã trở thành những vì sao nhân tạo, có  thể  quan  sát  thấy  ở  hầu  như  khắp  mọi  nơi  trên  Trái  Đất  và  tín  hiệu  phát  ra  chúng  ln  ln  tồn  tại  bất  kể  ngày đêm, trong mọi điều kiện khí hậu.  II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ  PHÁT TRIỂN GPS LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay Ngày  nay,  với  một  máy  thu  GPS  giá  khoảng  vài  trăm  USD, một bản đồ số và một khơng gian thống để thu nhận  tín  hiệu,  bạn  sẽ  chẳng  thể  lạc  đường.  Hoặc  với  yêu  cầu  định vị cao hơn thế nữa, bạn có thể mua hay máy thu GPS  với giá khoảng vài chục ngàn USD cùng với sự thận trọng  trong phân tích tín hiệu, bạn có thể theo dõi sự dịch chuyển  của mặt đất chính xác tới vài milimet III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG CŨ CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH CÁC HỆ THỐNG TRONG KHU VỰC III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG CŨ • TRANSIT ­  Là  hệ  thống  vệ  tinh  định  vị  đầu tiên được đưa vào vận hành ­  Hoạt  động  từ  năm  1964  đến  năm 1996 ­ Điển hình có 4 ­ 6 vệ tinh  ở độ  cao 1.075 km ­ Hệ thống qn sự của Mỹ Vệ  TRANSIT tinh  III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG CŨ • TSIKADA ­ Của Liên xơ cũ, tương đương với TRANSIT ­ Là hệ thống dân sự dùng trong định vị, dẫn đường ­ Vệ tinh đầu tiên được đưa lên quỹ đạo vào năm 1974, vận   hành hồn chỉnh vào 1978, hoạt động đến 1995 ­ Bao gồm 4 vệ tinh bay ở quỹ đạo tầm thấp, khoảng 1.000  km ­ Có độ chính xác từ 50 – 100m III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH GLONASS ­ Do Liên Xô phát triển để thay  thế TSIKADA kể từ năm 1976 ­  Hệ  thống  được  xây  dựng  hồn chỉnh vào năm 1995 ­  Đến  tháng  3/2014,  đã  có  29  vệ  tinh  vận  hành,  với  phạm  vi  phủ sóng tồn cầu • Mơ hình vệ tinh GLONASS III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI • CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH GALILEO ­  Đang  được  xây  dựng  bởi  khối  Cộng đồng chung Châu Âu  (EU) ­  Đến  tháng  10/2011,  chỉ  mới  02  vệ tinh đang được thử  nghiệm, có  2  vệ  tinh  nữa  được  phóng  vào  tháng 9/2012 ­  Hệ  thống  hy  vọng  được  xây  Vệ tinh GALILEO dựng  hoàn  chỉnh  vào  2019,  bao    gồm 30 vệ tinh III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH • COMPASS ­  Do  Trung  Quốc  xây  dựng  và  phát  triển ­  Sẽ  được  nâng  cấp  từ  hệ  thống  Beidou ­  Theo  kế  hoạch  sẽ  được  xây  dựng  hoàn  chỉnh  vào  năm  2020,  bao  gồm  tổng cộng 35 vệ tinh (5 trên quỹ  đạo  địa  tĩnh,  3  trên  quỹ  đạo  địa  tĩnh  nghiêng  và  27  trên  quỹ  đạo  trung  Mơ hình vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh tầm   trung của COMPASS III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH • GPS ­  Được  Bộ  Quốc  Phòng  Mỹ  phát  triển dùng để thay thế  TRANSIT ­  Dự  án  được  khởi  động  từ  1973  và  xây  dựng  hoàn  chỉnh  vào    năm  1994 ­  Đến  tháng  6/2014,  đã  có  tổng  cộng  31  vệ  tinh  trên  quỹ  đạo    đủ  để phủ sóng tồn cầu Vệ tinh GPS III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG TRONG KHU VỰC Beidou ­ Là tiền thân của hệ thống Compass đang được xây dựng ­ Gồm Beidou­1, có 3 vệ tinh, được phát triển từ năm 2000 và  Beidou­2 (Compass)  đang được nâng cấp với mục tiêu phủ kín  khu vực châu  Á ­ Thái Bình Dương vào năm 2012 và hồn thiện vào năm 2020 • DORIS ­ Được vận hành bởi CNES, Pháp ­ Dùng để xác định chính xác quỹ đạo vệ tinh và định vị • III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG TRONG KHU VỰC IRNSS ­ Thuộc sở hữu của Ấn Độ ­ Đang được triển khai (với 7 vệ tinh địa tĩnh) với vùng phủ  trùm khu  vực Ấn Độ Dương với 2 mục đích: qn sự và dân sự • QZSS ­ Thuộc sở hữu của Nhật Bản ­ Vệ tinh đầu tiên được phóng vào năm 2010, dự kiến vận  hành hồn  chỉnh vào năm 2013 với tổng cộng 3 vệ tinh • BÀI BÁO CÁO ĐẾN ĐÂY LÀ KẾT THÚC Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe ! ...       I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS     II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN  III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU               TRÊN THẾ GIỚI      I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS ĐỊNH NGHĨA Hệ thống. .. của mặt đất chính xác tới vài milimet III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG CŨ CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH CÁC HỆ THỐNG TRONG KHU VỰC III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU  TRÊN THẾ GIỚI CÁC HỆ THỐNG CŨ • TRANSIT... năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỒN CẦU ­ GPS PHÂN LOẠI Hệ thống gồm có phần: - Phần khơng gian (Space Segment) - Phần điều khiển (Control Segment) - Phần sử dụng (Use Segment)