1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Định vi tương đối với máy thu gps một tần số rẻ tiền

177 4 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 177
Dung lượng 3,65 MB

Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG TUẤN VIỆT ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI VỚI MÁY THU GPS MỘT TẦN SỐ RẺ TIỀN Chuyên ngành : Bản đồ, viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số : 604476 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG TUẤN VIỆT ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI VỚI MÁY THU GPS MỘT TẦN SỐ RẺ TIỀN Chuyên ngành : Bản đồ, viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số : 604476 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Ngọc Lâu Cán chấm nhận xét : TS Lê Trung Chơn Cán chấm nhận xét : PGS TS Đào Xuân Lộc Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 08 tháng 09 năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Trần Trọng Đức TS Lê Trung Chơn PGS TS Đào Xuân Lộc TS Vũ Xuân Cường TS Nguyễn Ngọc Lâu Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KTXD ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Dương Tuấn Việt MSHV: 09100343 Ngày, tháng, năm sinh: 31-08-1984 Nơi sinh: Hà Nội Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thông tin địa lý Mã số : 604476 I TÊN ĐỀ TÀI: ‘Định vị tương máy thu GPS tần số rẻ tiền’ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ¾ Thu thập liệu đo thử nghiệm ¾ Sử dụng thuật tốn LAMBDA bình sai để xây dựng chương trình xử lý liệu đo máy GPS tần số rẻ tiền ¾ Xử lý liệu đo phần mềm thương mại phần mềm học viên xây dựng ¾ Rút kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05/07/2010 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2011 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Ngọc Lâu Tp HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) # " Lời học viên xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Ngọc Lâu tận tình hướng dẫn, bảo học viên suốt trình làm luận văn Những ý kiến đóng góp khoa học thầy giúp ích cho học viên nhiều việc tiếp cận khám phá tri thức Bên cạnh thầy có động viên để giúp học viên cảm thấy tự tin công việc nghiên cứu khoa học sống Học viên cảm ơn gia đình tạo điều kiện thuận lợi mặt thời gian tài chính, đặc biệt ln bên cạnh chia sẻ khó khăn để giúp học viên hồn thành luận văn cách tốt đẹp TÓM TẮT “ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI VỚI MÁY THU MỘT TẦN SỐ RẺ TIỀN” Ngày máy thu GPS đóng vai trị quan trọng ứng dụng độ xác cao có cơng tác trắc địa như: đo lưới khống chế, khảo sát địa hình (trên bờ, nước), bố trí cọc giải phóng mặt bằng, dẫn đường, quan trắc thủy triều, đo biến dạng cơng trình…Các máy thu GPS hai tần số cung cấp độ xác cao Tuy nhiên, giá thành máy thu hai tần số lại đắt tiền so với loại tần số Mục đích máy định vị cầm tay hãng Garmin dẫn đường cập nhật đường phố cho đồ giao thông tỉ lệ nhỏ, độ xác định vị thấp (510m) Ngoài việc sử dụng trị đo mã, số máy Garmin cịn có khả cung cấp trị đo pha Vì liệu đo xuất từ máy Garmin cung cấp trị đo pha nửa bước sóng dùng phần mềm thương mại sẵn có để xử lý liệu việc giải tham số đa trị thường thất bại Đề tài học viên tìm hiểu thuật tốn LAMBDA bình sai để từ viết chương trình xử lý liệu đo máy thu GPS tần số nói chung liệu đo máy GARMIN nói riêng giới hạn cho đường đáy có chiều dài < 10 km SUMARRY “RELATIVE POSITIONING WITH LOW-COST GPS RECEIVER” Nowadays, GPS receivers are very popular in our society Especially in high precision fields such as: control point network, setting out, monitoring, topographic survey (offshore and onshore), etc Dual frequency receivers can supply the best accuracy and efficient in many applications However, the price of those receiver much more expensive than single frequency At the beginning, the purpose of Garmin is used for navigating and updating traffic mapping with small scale, because of the less accuracy of it (5-15 meters) Some of chips Garmin can export phase measurement beside code measurement When we use available commercial GPS software packages to process phase observation of Garmin, the results are usually failured because of haft-wavelength Therefore, my thesis try to improve the accuracy of Garmin in relative positioning technique In my thesis applied two important algorithms that is LAMBDA and Sequential Adjustment Finally, I created the software which is relied on two algorithms (LAMBDA, Sequential Adjustment) can process phase observation of not only single frequency GPS receiver but also Garmin receiver with baseline length is limited smaller 10km Tôi xin cam kết luận văn không trùng với luận văn nước làm trước Số liệu thu thập, xử lý tính tốn hồn tồn trung thực khơng chép Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Học viên thực Dương Tuấn Việt MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN .9 1.1 NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN: 10 1.1.1 Tính cấp thiết đề tài: 10 1.1.2 Mục tiêu đề tài: 11 1.1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận văn 11 1.2 KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MÁY THU MỘT TẦN SỐ RẺ TIỀN TẠI VIỆT NAM12 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới: .12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước: 16 CHƯƠNG 2: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ĐỊNH VỊ VỆ TINH GPS 18 2.1 TÍN HIỆU GPS: 19 2.1.1 Sóng tải: 19 2.1.2 Mã đo khoảng cách: 20 2.1.3 Thông báo hàng hải: .20 2.2 KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU: 21 2.3 CÁC LOẠI TRỊ ĐO CỦA MÁY THU GPS: .24 2.3.1 Trị đo khoảng cách từ mã PRN: .24 2.3.2 Trị đo khoảng cách từ sóng tải: 25 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI: 27 2.4.1 Giới thiệu phép định vị tương đối: .27 2.4.2 Định vị tương đối dùng trị đo pha: 29 2.4.2.1 Phương trình hiệu đơn trạm đo (Between- Receiver Differencing): 29 2.4.2.2 Phương trình hiệu đơn vệ tinh (Between – Satellite Differencing): 30 2.4.2.3 2.5 Phương trình trị đo pha hiệu đôi (Double – Difference): 31 NHỮNG KHÓ KHĂN KHI XỬ LÝ TRỊ ĐO PHA TRÊN NỬA BƯỚC SĨNG:37 CHƯƠNG 3: CÁC THUẬT TỐN XỬ LÝ TRỊ ĐO PHA GPS 40 3.1 BÌNH SAI THAM SỐ: 41 3.2 KỸ THUẬT BÌNH SAI TUẦN TỰ (SEQUENTIAL LEAST SQUARES ADJUSTMENT): 42 3.2.1 Công thức 1: 43 -1- MỤC LỤC 3.2.2 Công thức 2: 44 3.2.3 Ứng dụng phương pháp bình sai vào xử lý trị đo GPS: 45 3.2.4 Ưu khuyết điểm kỹ thuật tuần tự: 46 3.3 GIẢI ĐA TRỊ (AMBIGUITY RESOLUTION) 46 3.3.1 Nguyên tắc chung việc giải đa trị : 46 3.3.2 Các phương pháp giải đa trị : 47 3.3.3 Thuật toán LAMBDA: 49 3.3.3.1 Các bước thực thuật toán LAMBDA : .49 3.3.3.2 Các phép biến đổi tham số đa trị thuật toán LAMBDA: .52 3.3.3.3 Thuật toán tìm kiếm tham số đa trị: 56 3.3.3.4 Tóm tắt sơ đồ thuật toán LAMBDA: 64 CHƯƠNG 4: LẬP CHƯƠNG TRÌNH XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐO GPS .66 4.1 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA CHƯƠNG TRÌNH: 67 4.2 LỰA CHỌN NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH: .70 4.3 THIẾT KẾ CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH: 71 4.3.1 Chương trình lấy liệu với tốc độ khác “FEPO”: .71 4.3.2 Chương trình tạo hai file đồng thời gian “DD2FILE”: 72 4.3.3 Chương trình tiền xử lý “PPCODE”: 73 4.3.4 Nhóm chương trình hỗ trợ : 74 4.3.5 Chương trình xử lý liệu đo máy thu GPS: .75 4.4 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH “PPHC”: .77 4.4.1 Khởi động phần mềm “PPHC” MATLAB: 77 4.4.2 Các thao tác xử lý đường đáy đơn phần mềm “PPHC”: 78 CHƯƠNG 5: THU THẬP VÀ XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐO THỬ NGHIỆM 86 5.1 THIẾT KẾ LƯỚI: 87 5.2 THIẾT BỊ ĐO THỬ NGHIỆM: 87 5.3 LỊCH ĐO GPS TRÊN THỰC ĐỊA: 89 5.4 XỬ LÝ DỮ LIỆU ĐO: 90 5.4.1 Xử lý liệu đo máy thu đắt tiền (chính xác): 90 5.4.2 Xử lý liệu đo máy thu Garmin phần mềm thương mại: 94 5.4.3 Xử lý liệu đo phần mềm khoa học “GUST” 97 5.4.4 Xử lý liệu đo phần mềm “PPHC – Post Processing Half Cycles”:.98 5.4.4.1 Xử lý liệu đo thô: .100 -2- ... thành máy thu hai tần số lại đắt tiền so với loại tần số (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Giá thành số loại máy thu GPS Máy thu Máy thu tần số tần số rẻ tiền Giá thành chíp Giá thành OEM số Loại máy thu máy. .. ln bên cạnh chia sẻ khó khăn để giúp học vi? ?n hồn thành luận văn cách tốt đẹp TÓM TẮT “ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI VỚI MÁY THU MỘT TẦN SỐ RẺ TIỀN” Ngày máy thu GPS đóng vai trò quan trọng ứng dụng độ xác... triều, đo biến dạng cơng trình…Các máy thu GPS hai tần số cung cấp độ xác cao Tuy nhiên, giá thành máy thu hai tần số lại đắt tiền so với loại tần số Mục đích máy định vị cầm tay hãng Garmin dẫn

Ngày đăng: 03/02/2021, 23:27

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Emily Cosser, Chris J Hill, Gethin W Roberts, Xiaolin Meng, Terry Moore and Alan H Dodson, “Bridge Monitoring with Garmin Handheld Receivers”, 1 st FIG International Symposium on Engineering Surveys for Construction Works and Structural Engineering Nottingham, United Kingdom, 28 June – 1 July 2004 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bridge Monitoring with Garmin Handheld Receivers”
[2] Volker Schwieger, “Using Handheld GPS Receivers for Precise Positioning”, 2 nd FIG Regional Conference, December 2 – 5, 2003 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Using Handheld GPS Receivers for Precise Positioning”
[4] R.M Alkan, “On the use of low-cost oem gps receiver system for surveying applications”, Istanbul Technical University, Faculty of Civil Engineering, Geodesy and Photogrammetry Engineering Sách, tạp chí
Tiêu đề: On the use of low-cost oem gps receiver system for surveying applications”
[5] R.M Alkan, “Development of a Low-cost Positioning System Using OEM GPS Receivers and Usability in Surveying Applications”, FIG Congress 2010 Facing the Challenges – Building the Capacity Sydney, Australia, 11-16 April 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Development of a Low-cost Positioning System Using OEM GPS Receivers and Usability in Surveying Applications”
[6] Teunissen, P.J.G. (1993). “Least-squares estimation of integer GPS ambiguities”. Invited lecture, Section IV Theory and Methodology, IAG General meeting, Beijing, China, August, also in Delft Geodetic Computing Center LGR Series, No. 6, 16pp Sách, tạp chí
Tiêu đề: Least-squares estimation of integer GPS ambiguities”". Invited lecture, Section IV Theory and Methodology, IAG General meeting, Beijing, China, August, also in "Delft Geodetic Computing Center
Tác giả: Teunissen, P.J.G
Năm: 1993
[7] Paul de Jonge, Christian, “The LAMBDA method for integer ambiguity estimation”, Delft Geodetic Computing Center LGR Series, No. 12 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The LAMBDA method for integer ambiguity estimation”
[9] Teunissen, P.J.G (1993). “Least-squares estimation of the integer GPS ambiguities”. Delft Geodetic Computing Centre LGR series, No.6, 16pp Sách, tạp chí
Tiêu đề: Least-squares estimation of the integer GPS ambiguities”
Tác giả: Teunissen, P.J.G
Năm: 1993
[10] Teunissen, P.J.G (1995). “The least-squares ambiguity decorrelation adjustment: A method for fast GPS integer ambiguity estimation”. Journal of geodesy, Vol 70, No. 1-2, pp. 65-82 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The least-squares ambiguity decorrelation adjustment: A method for fast GPS integer ambiguity estimation”
Tác giả: Teunissen, P.J.G
Năm: 1995
[11] Teunissen, P.J.G., P.J. de Jonge, and C.C.J.M. Tiberius (1996). “The volume of the GPS ambiguity search space and its relevance for integer ambiguity resolution”. 9th International Technical Meeting of the Satellite Division of the institute of Navigation Sách, tạp chí
Tiêu đề: The volume of the GPS ambiguity search space and its relevance for integer ambiguity resolution”
Tác giả: Teunissen, P.J.G., P.J. de Jonge, and C.C.J.M. Tiberius
Năm: 1996
[12] Teunissen, P.J.G., P.J. de Jonge, and C.C.J.M. Tiberius (1996). “The LAMBDA method for integer ambiguity estimation: implementation aspects”. LGR- series No.12 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The LAMBDA method for integer ambiguity estimation: implementation aspects”
Tác giả: Teunissen, P.J.G., P.J. de Jonge, and C.C.J.M. Tiberius
Năm: 1996
[13] K. Borre (2003). “Easy 12, details of the LAMBDA method ,explained through a small numerical example”. Inside GNSS, Aalborg University Sách, tạp chí
Tiêu đề: Easy 12, details of the LAMBDA method ,explained through a small numerical example
Tác giả: K. Borre
Năm: 2003
[14] Greg Welch 1 and Gary Bishop 2 , “An Introduction to the Kalman Filter”, 1 Department of Computer Science, 2 University of North Carolina at Chapel Hill, July 24, 2006 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An Introduction to the Kalman Filter”
[15] Hill, C. J, Moore, T. and Dumville, M.2000. Carrier Phase Surveying with Garmin Handheld GPS Receivers, ION GPS 2000, 19-22 September, Salt Lake City, Utah Sách, tạp chí
Tiêu đề: Carrier Phase Surveying with Garmin Handheld GPS Receivers
[16] Peter J.G. Teunissen and Sandra Verhagen. “On the Foundation of the Popular Ratio Test for GNSS Ambiguity Resolution”. Delft University of Technology The Netherlands Sách, tạp chí
Tiêu đề: “On the Foundation of the Popular Ratio Test for GNSS Ambiguity Resolution”
[17] P. J. G. Teunissen. “The success rate and precision of GPS ambiguities”. Journal of Geodesy (2000) 74: 321-326 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “The success rate and precision of GPS ambiguities”
[18] P. J . G. Teunissen and S. Verhagen. “GNSS Phase Ambiguity Validation: A Review”. Proceedings Space, Aeronautical and Navigational Electronics Symposium SANE2007, [19] P. J. G. Teunissen and A. Kleusberg. “GPS for geodesy”, 13 session, Springer Sách, tạp chí
Tiêu đề: “GNSS Phase Ambiguity Validation: "A Review”". Proceedings Space, Aeronautical and Navigational Electronics Symposium SANE2007, [19] P. J. G. Teunissen and A. Kleusberg. "“GPS for geodesy”
[20] S.Verhagen and P.J.G.Teunissen. “PDF Evaluation of the Integer Ambiguity Residuals”. Delft University of Technology Sách, tạp chí
Tiêu đề: “PDF Evaluation of the Integer Ambiguity Residuals”

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN