Cơ sở của định vị vệ tinh

Co so dinh vi ve tinh

Cơ sở của ñịnh vị vệ tinh 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA (Time Of Arrival) 2. Các hệ tọa ñộ tham chiếu 3. Quỹ ñạo vệ tinh 4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN 5. Tính vận tốc 6. Thời gian và GPS 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA  GPS ứng dụng khái niệm ño TOA (Time Of Arrival) ñể xác ñịnh vị trí người sử dụng.  TOA là ño thời gian của một tín hiệu lan truyền từ máy phát ở một vị trí xác ñịnh tới máy thu.  Khoảng cách từ máy phát tới máy thu ñược tính bằng cách nhân khoảng thời gian với vận tốc lan truyền của tín hiệu.  ðo thời gian lan truyền của tín hiệu ñược phát quảng bá từ nhiều máy phát cho phép xác ñịnh vị trí máy thu. 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA Ví dụ 1: Người thủy thủ xác ñịnh vị trí tàu thủy của mình từ tiếng còi phát từ trên bờ.  Tàu thủy ñược trang bị một ñồng hồ chính xác.  Tiếng còi ñược phát theo nhịp ñều mỗi phút. Người thủy thủ nghe tiếng còi và xem ñồng hồ.  Thời gian tiếng còi tới tai thủy thủ là 5s, tốc ñộ âm thanh 335m/s, vậy khoảng cách từ tàu ñến trạm phát là 1675m. 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 1 nguồn phát duy nhất Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 2 nguồn phát 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 3 nguồn phát 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA Vị trí không ñược xác ñịnh rõ ràng trong phép ño TOA do các ñồng hồ không ñồng bộ Bù lỗi ñồng bộ ñồng hồ chung Các lỗi ñồng bộ ñồng hồ ñộc lập 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA  Nguyên tắc xác ñịnh vị trí với các tín hiệu ño khoảng cách phát từ vệ tinh  GPS sử dụng TOA ñể xác ñịnh vị trí người sử dụng.  ðể tính toán ñược vị trí cần ño TOA từ nhiều vệ tinh với giả thiết vị trí của mỗi vệ tinh là ñã biết.  Tín hiệu ño khoảng cách lan truyền với vận tốc ánh sáng (3 x 10 8 m/s) 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA  Giả sử tín hiệu ño khoảng cách ñược truyền từ 1 vệ tinh và thời gian ñồng bộ lý tưởng giữa ñồng hồ vệ tinh và máy thu  Khoảng cách R từ máy thu tới vệ tinh ñược xác ñịnh bằng cách nhân thời gian lan truyền tín hiệu với vận tốc ánh sáng  Với phép ño này, vị trí máy thu ở ñâu ñó trên mặt cầu tâm là vệ tinh 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA  Nếu phép ño ñược thực hiện ñồng thời tới vệ tinh thứ 2  Máy thu nằm ñâu ñó trên ñường tròn là phần giao của 2 mặt cầu 1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA  Nếu phép ño ñược thực hiện ñồng thời tới vệ tinh thứ 3  Vị trí máy thu ñược xác ñịnh là 1 trong 2 vị trí ñối xứng nhau qua mặt phẳng các vệ tinh.  Với ñiều kiện máy thu nằm trên bề mặt trái ñất thì có thể loại bỏ 1 vị trí