Hiệu năng bộ thu GPS độc lập

Hiệu năng bộ thu GPS độc lậpx

Hiệu năng bộ thu GPS độc lập (Performance of Stand-Alone GPS) 1.Tổng quan  Độ chính xác về vị trí, vận tốc và thời gian GPS mà bộ thu đạt được phụ thuộc sự tương tác của nhiều thành phần.  Nói chung, mức độ chính xác phụ thuộc chất lượng của các phép đo giả khoảng cách, pha sáng mang và số liệu bản tin định vị.  Ngoài ra, tính đúng đắn của mô hình vật lý dùng trong tính toán các tham số cũng góp phần.  Ví dụ: độ chính xác của bù đồng hồ vệ tinh, của bù lỗi lan truyền tín hiệu, …liên quan đến các phân hệ điều khiển, không gian và bộ thu. 1.Tổng quan  Để phân tích ảnh hưởng của lỗi tới độ chính xác thì giả thiết (có thể thay đổi tùy vào trường hợp cụ thể):  Xét các nguồn lỗi ảnh hưởng lên từng vệ tinh riêng biệt;  Ảnh hưởng của các nguồn lỗi khác nhau quy tương đương về giá trị giả khoảng cách, ký hiệu là UERE (user- equivalent range error).  UERE của mỗi vệ tinh được coi là tổng (thống kê) của các thành phần lỗi. Các thành phần lỗi được xem là độc lập.  UERE tổng của mỗi vệ tinh xấp xỉ biến ngẫu nhiên Gaussian, trung bình 0, là tổng của các biến thành phần. 1.Tổng quan  Độ chính xác về vị trí/ thời gian đo được bằng GPS được biểu diễn dưới dạng tích của yếu tố hình học và yếu tố lỗi giả khoảng cách: Lỗi kết quả đo GPS = (yếu tố hình học) x (yếu tố lỗi giả khoảng cách) Trong đó: Lỗi giả khoảng cách là UERE; Yếu tố hình học là ảnh hưởng của vị trí hình học tương đối giữa vệ tinh và bộ GPS thu, thường được gọi là DOP. 2.Lỗi đo đạc  Lỗi đo đạc làm sai lệch các phép đo giả khoảng cách và pha sóng mang, ví dụ như:  Bù đồng hồ vệ tinh và máy thu được chuyển thành lỗi giả khoảng cách và lỗi pha sóng mang;  Trễ lan truyền tín hiệu qua khí quyển làm tăng giả khoảng cách so với truyền qua chân không;  Thành phần sóng mang bị trễ khi lan truyền qua tầng đối lưu nhưng lại có vẻ vượt trước khi lan truyền qua tầng điện ly khi có hiện tượng phân kỳ điện ly;  Hơn nữa, các yếu tố ảnh hưởng còn có phản xạ tín hiệu, phần cứng, tâm pha ăng-ten thu, điểm tương quan mã của bộ thu, … 2.Lỗi đo đạc  Bù tổng cộng thời gian cho các ảnh hưởng nêu trên đối với PRN của mỗi tín hiệu nhận được như sau: 2.Lỗi đo đạc 2.Lỗi đo đạc 2.Lỗi đo đạc  Vậy phương trình giả khoảng cách như sau:  Trong đó khoảng cách hình học r là: 2.1.Lỗi đồng hồ vệ tinh  Như đã biết, các vệ tinh được trang bị đồng hồ nguyên tử để điều khiển mọi hoạt động định thời gồm cả phát tín hiệu. Cho dù nhịp đồng hồ này rất ổn định thì kích thước trường hiệu chỉnh đồng hồ trong số liệu bản tin định vị lên tới 1ms, tương đương 300-km lỗi giả khoảng cách.  Bộ thu tính toán bù lệch đồng hồ như sau: