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)