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 GALILEO BEIDOU FDMA C/A UAV RTK vii LIDAR ETC OBU GIS IRNSS QZSS 73 } return false; } /** * A dialog that displays a permission denied message */ public static class PermissionDeniedDialog extends DialogFragment { private static final String ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY = "finish"; private boolean mFinishActivity = false; /** * Creates a new instance of this dialog and optionally finishes the calling Activity * when the 'Ok' button is clicked */ public static PermissionDeniedDialog newInstance(boolean finishActivity) { Bundle arguments = new Bundle(); arguments.putBoolean(ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY, finishActivity); PermissionDeniedDialog dialog = new PermissionDeniedDialog(); dialog.setArguments(arguments); return dialog; } @Override public Dialog onCreateDialog(Bundle savedInstanceState) { mFinishActivity = getArguments().getBoolean(ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY); return new AlertDialog.Builder(getActivity()) setMessage(R.string.location_permission_denied) setPositiveButton(android.R.string.ok, null) create(); } 74 @Override public void onDismiss(DialogInterface dialog) { super.onDismiss(dialog); if (mFinishActivity) { Toast.makeText(getActivity(), R.string.permission_required_toast, Toast.LENGTH_SHORT).show(); getActivity().finish(); } } } /** * A dialog that explains the use of the location permission and requests the necessary * permission *

* The activity should implement * {@link android.support.v4.app.ActivityCompat.OnRequestPermissionsResultCallback} * to handle permit or denial of this permission request */ public static class RationaleDialog extends DialogFragment { private static final String ARGUMENT_PERMISSION_REQUEST_CODE = "requestCode"; private static final String ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY = "finish"; private boolean mFinishActivity = false; /** * Creates a new instance of a dialog displaying the rationale for the use of the location * permission *

* The permission is requested after clicking 'ok' * 75 * @param requestCode Id of the request that is used to request the permission It is * returned to the * {@link android.support.v4.app.ActivityCompat.OnRequestPermissionsResultCallback} * @param finishActivity Whether the calling Activity should be finished if the dialog is * cancelled */ public static RationaleDialog newInstance(int requestCode, boolean finishActivity) { Bundle arguments = new Bundle(); arguments.putInt(ARGUMENT_PERMISSION_REQUEST_CODE, requestCode); arguments.putBoolean(ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY, finishActivity); RationaleDialog dialog = new RationaleDialog(); dialog.setArguments(arguments); return dialog; } @Override public Dialog onCreateDialog(Bundle savedInstanceState) { Bundle arguments = getArguments(); final int requestCode = arguments.getInt(ARGUMENT_PERMISSION_REQUEST_CODE); mFinishActivity = arguments.getBoolean(ARGUMENT_FINISH_ACTIVITY); return new AlertDialog.Builder(getActivity()) setMessage(R.string.permission_rationale_location) setPositiveButton(android.R.string.ok, new DialogInterface.OnClickListener() { @Override public void onClick(DialogInterface dialog, int which) { // After click on Ok, request the permission 76 ActivityCompat.requestPermissions(getActivity(), new String[]{Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION}, requestCode); // Do not finish the Activity while requesting permission mFinishActivity = false; } }) setNegativeButton(android.R.string.cancel, null) create(); } @Override public void onDismiss(DialogInterface dialog) { super.onDismiss(dialog); if (mFinishActivity) { Toast.makeText(getActivity(), R.string.permission_required_toast, Toast.LENGTH_SHORT) show(); getActivity().finish(); } } } } package com.vovi.checklocation.utils; /** * Created by Perpan on 9/23/2016 */ public class Utils { public static double distance(double lat1, double lat2, double lon1, double lon2, double el1, double el2) { 77 final int R = 6371; // Radius of the earth Double latDistance = Math.toRadians(lat2 - lat1); Double lonDistance = Math.toRadians(lon2 - lon1); Double a = Math.sin(latDistance / 2) * Math.sin(latDistance / 2) + Math.cos(Math.toRadians(lat1)) * Math.cos(Math.toRadians(lat2)) * Math.sin(lonDistance / 2) * Math.sin(lonDistance / 2); Double c = * Math.atan2(Math.sqrt(a), Math.sqrt(1 - a)); double distance = R * c * 1000; // convert to meters double height = el1 - el2; distance = Math.pow(distance, 2) + Math.pow(height, 2); return Math.sqrt(distance); } 78 79 generateDebugSources 80 81 82 83 84 85 86 87 ... cứu công nghệ GNSS, mơ hình ứng dụng cho thu phí điện tử ứng dụng cơng nghệ GNSS cho hệ thống thu phí giao thông điện tử Với đề tài ” Nghiên cứu cơng nghệ GNSS ứng dụng cho hệ thống thu phí giao. .. 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. .. giao thông điện tử? ??, luận văn chia thành ba phần sau: Chương 1: Tổng quan công nghệ GNSS Chương 2: Các công nghệ hệ thống thu phí điện tử giao thơng Chương 3: Ứng dụng cơng nghệ GNSS thu phí điện