Đánh giá hiệu năng chống nhiễu của bộ thu GPS sử dụng kiến trúc bộ lọc hạt điểm

Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Số (72) 2021 Địa chỉ: - Số 1: Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Số 2: Số 72, đường Nguyễn Thái Học/Quốc lộ 37, phường Thái Học, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương - Điện thoại: (0220) 3882 269 Fax: (0220) 3882 921 Website: http://saodo.edu.vn Email: info@saodo.edu.vn SỐ (72) 2021 ISSN 1859-4190 2021 Số (72) Assoc.Prof.Dr.Sc Tran Hoai Linh Assoc.Prof.Dr Nguyen Quoc Cuong Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Lien Prof.Dr.Sc Than Ngoc Hoan Prof.Dr.Sc Banh Tien Long Prof.Dr Tran Van Dich Prof.Dr Pham Minh Tuan Assoc.Prof.Dr Le Van Hoc Assoc.Prof.Dr Nguyen Doan Y Prof.Dr Dinh Van Son Assoc.Prof.Dr Tran Thi Ha Assoc.Prof.Dr Truong Thi Thuy Dr Vu Quang Thap Assoc.Prof.Dr Nguyen Thi Bat Prof.Dr Do Quang Khang Dr Bui Van Ngoc Assoc.Prof.Dr Ngo Sy Luong Assoc.Prof.Dr Khuat Van Ninh Prof.Dr.Sc Pham Hoang Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Van Do Assoc.Prof.Dr Doan Ngoc Hai Assoc.Prof.Dr Nguyen Ngoc Ha E d it o ria l MSc Doan Thi Thu Hang - Head MSc Dao Thi Van PGS.TSKH Trần Hoài Linh PGS.TS Nguyễn Quốc Cường PGS.TS Nguyễn Văn Liễn GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn GS.TSKH Bành Tiến Long GS.TS Trần Văn Địch GS.TS Phạm Minh Tuấn PGS.TS Lê Văn Học PGS.TS Nguyễn Doãn Ý GS.TS Đinh Văn Sơn PGS.TS Trần Thị Hà PGS.TS Trương Thị Thủy TS Vũ Quang Thập PGS.TS Nguyễn Thị Bất GS.TS Đỗ Quang Kháng TS Bùi Văn Ngọc PGS.TS Ngô Sỹ Lương PGS.TS Khuất Văn Ninh GS.TSKH Phạm Hoàng Hải PGS.TS Nguyễn Văn Độ PGS.TS Đoàn Ngọc Hải PGS.TS Nguyễn Ngọc Hà B a n B iê n tậ p ThS Đoàn Thị Thu Hằng - Trưởng ban ThS Đào Thị Vân Giấy phép xuất số: 1003/GP-BTTT, ngày 06/7/2011 Giấy phép sửa đổi, bổ sung số: 293/GP-BTTTT ngày 03/06/2016 Bộ Thông n Truyền thông Mã chuẩn quốc tế số: 47/TTKHCN-ISSN, ngày 21/7/2011 Cục Thông n Khoa học Công nghệ Quốc gia In 2.000 bản, khổ 21 × 29,7cm, Công ty TNHH in Tre Xanh, cấp ngày 17/02/2011 Địa Tòa soạn: Trường Đại học Sao Đỏ Số 24, Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882 921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Website: h p://tapchikhcn.saodo.edu.vn/Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn GS.TS Phạm Thị Ngọc Yến E d it o ria l B o a rd Poeple's Teacher, Dr Dinh Van Nhuong - Chairman Prof.Dr Pham Thi Ngoc Yen H ộ i đ n g B iê n tậ p NGND.TS Đinh Văn Nhượng - Chủ tịch Hội đồng O ff ic e S e c r e t a r y Dr Ngo Huu Manh TS Ngô Hữu Mạnh T h k ý Tò a so ạn V ic e E d it o r -in - C h ie f Dr Nguyen Thi Kim Nguyen P h ó T ổ n g b iê n t ậ p Dr Do Van Dinh E d it o r -in -C h ie f TS Nguyễn Thị Kim Nguyên TS Đỗ Văn Đỉnh T ổ n g B iê n t ậ p - Nếu trang web: Phải trích dẫn đầy đủ tên website đường link, ngày cập nhật Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 Email: tapchikhcn@saodo.edu.vn Điện thoại: (0220) 3587213, Fax: (0220) 3882921, Hotline: 0912 107858/0936 847980 Địa chỉ: Số 24 Thái Học 2, phường Sao Đỏ, thành phố Chí Linh, tỉnh Hải Dương Phòng 203, Tầng 2, Nhà B1, Trường Đại học Sao Đỏ Ban Biên tập Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ THÔNG TIN LIÊN HỆ: 12 - Nếu báo/báo cáo khoa học: Tên tác giả (năm), Tên báo/báo cáo, Tạp chí/Hội nghị/Hội thảo, Tập/ Kỷ yếu, số, trang - Nếu sách/luận án: Tên tác giả (năm), Tên sách/luận án/luận văn, Nhà xuất bản/Trường/Viện, lần xuất bản/tái 11 Tài liệu tham khảo xếp theo thứ tự tài liệu trích dẫn báo Trong trường hợp hình vẽ, hình ảnh có kích thước lớn, bảng biểu có độ rộng lớn cơng thức, phương trình dài cho phép trình bày dạng 01 cột 10 Bài báo đánh máy khổ giấy A4 (21 × 29,7cm) có độ dài khơng q trang, font Arial, cỡ chữ 10, Chữ “Từ khóa” in đậm, nghiêng, font Arial, cỡ chữ 10; Có từ 03÷05 từ khóa, font Arial, cỡ chữ 10, in nghiêng, ngăn cách dấu chấm phẩy, cuối dấu chấm Chữ “Tóm tắt” in đậm, font Arial, cỡ chữ 10; Nội dung tóm tắt báo khơng q 10 dịng, trình bày Tên tác giả (không ghi học hàm, học vị), font Arial, cỡ chữ 10, in đậm, lề phải; quan công tác tác giả, font Arial, cỡ chữ 9, in nghiêng, lề phải Các cơng trình thuộc đề tài nghiên cứu có Cơ quan quản lý cần kèm theo giấy phép cho công bố quan (Tên đề tài, mã số, tên chủ nhiệm đề tài, cấp quản lý,…) Trường hợp báo phải chỉnh sửa theo thể lệ theo yêu cầu Phản biện tác giả cập nhật website Người phản biện soạn mời Tồ soạn khơng gửi lại khơng đăng Bài nhận đăng cơng trình nghiên cứu khoa học chưa công bố ấn phẩm khoa học học; Tốn học; Vật lý; Văn hóa - Nghệ thuật - Thể dục thể thao học thuộc lĩnh vực: Điện - Điện tử - Tự động hóa; Cơ khí - Động lực; Kinh tế; Triết học - Xã hội học - Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ (ISSN 1859-4190), thường xuyên công bố kết quả, cơng trình nghiên cứu khoa học cơng nghệ nhà khoa học, cán bộ, giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngồi nước T Ạ PC H ÍN G H IÊ NC Ứ UK H O AH Ọ C ,T R Ư Ờ N GÐ Ạ IH Ọ CS A OÐ Ỏ T H ỂL ỆG Ử IB À I TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA TRONG SỐ NÀY ĐẠI HỌC SAO ĐỎ Số 1(72) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA Dự báo mực nước sơng cao nhất, thấp ngày sử dụng mơ hình hỗn hợp Đỗ Văn Đỉnh Nguyễn Trọng Quỳnh Vũ Văn Cảnh Phạm Văn Nam Thiết kế điều khiển mờ cho hệ thống điều khiển vô hướng động điện khơng đồng ba pha rơto lồng sóc có tham số mơmen qn tính J biến đổi Lê Ngọc Hịa Đánh giá hiệu chống nhiễu thu GPS sử dụng kiến trúc lọc hạt điểm Phạm Việt Hưng Lê Thị Mai Nguyễn Trọng Các Lựa chọn sơ đồ cấp điện luật điều khiển công suất đầu cho máy điện từ kháng Phạm Công Tảo Vũ Hồng Phong LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Tối ưu hóa chế độ cắt độ nhám bề mặt khuôn dập gia công vật liệu composite nhựa, cốt hạt Ngơ Hữu Mạnh Mạc Thị Ngun Lê Hồng Anh Châu Vĩnh Tiến Phân tích cấu trúc tiềm hệ truyền động thủy tĩnh ng dụng máy k o lâm nghiệp Vũ Hoa Kỳ Trần Hải Đăng Nguyễn Long Lâm Nghiên c u ảnh hưởng chiều cao, độ vi sai đến độ giãn đường may 516 vải denim co giãn Nguyễn Thị Hiền Đỗ Thị Làn Phạm Thị Kim Phúc Nghiên c u ảnh hưởng phương pháp lấy mẫu đến chất lượng phương pháp 3olynomial Chaos áp dụng cho hệ thống treo ô tô Nghiên c u ảnh hưởng chi số mật độ mũi may đến độ giãn đ t, độ bền đường may 406 vải TC Đào Đ c Thụ Lương Quý Hiệp Phạm Văn Trọng 56 Bùi Thị Loan Nguyễn Thị Hồi Đỗ Thị Tần Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC SAO ĐỎ TRONG SỐ NÀY Số 1(72) 2021 NGÀNH TỐN HỌC Sự khơng tồn nghiệm phương trình elliptic nửa tuyến tính suy biến Nguyễn Thị Diệp Huyền NGÀNH KINH TẾ Bảo hiểm thất nghiệp phát triển kinh tế Việt Nam 66 Nguyễn Minh Tuấn Ứng dụng ma trận SWOT phát triển du lịch làng nghề truyền thống địa bàn tỉnh Hải Dương Vũ Thị Hường Giảm nghèo phát triển bền vững Việt Nam Phạm Thị Hồng Hoa NGÀNH NGÔN NGỮ HỌC Nghiên c u thực trạng kỹ nói tiếng Anh đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao kỹ nói tiếng Anh sinh viên khơng chuyên Trường Đại học Sao Đỏ Đặng Thị Minh Phương Trần Hồng Yến Tăng Thị Hồng Minh LIÊN NGÀNH HĨA HỌC - CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Nghiên c u tính chất cấu trúc cluster [Mo6 (X = F, Cl, Br, I) phương pháp phiếm hàm mật độ - Sử dụng Saccharomyces cerevisiae RV để lên men rượu vang từ sim (Rhodomyrtus tomentosa) Phạm Thị Điệp Bùi Văn Tú Nguyễn Ngọc Tú LIÊN NGÀNH TRIẾT HỌC - XÃ HỘI HỌC - CHÍNH TRỊ HỌC Xóa đói, giảm nghèo Hải Dương thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, đại hóa Vũ Văn Đơng Vai trò giáo dục đào tạo việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao Việt 1am Phùng Thị Lý Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA SCIENTIFIC JOURNAL SAO DO UNIVERSITY No 1(72) 2021 TITLE FOR ELECTRICITY - ELECTRONICS - AUTOMATION The daily highest and lowest river water levels are forecasted using a hybrid model Do Van Dinh Nguyen Trong Quynh Vu Van Canh Pham Van Nam Designing fuzzy controller for scalar control system of a three-phase squirrel cage induction motor with variable J môment of inertia Le Ngoc Hoa Performance assesment in interference supression of GPS receiver based on particle lter Pham Viet Hung Vu Hong Phong Le Thi Mai Nguyen Trong Cac Select power supply scheme and output power control rule for the Switched Reluctance Machine Pham Cong Tao TITLE FOR MECHANICAL AND DRIVING POWER ENGINEERING Optimation on the CNC cutting parameters and surface roughness of the mould during milling process composite material of plastic base and grain cores Ngo Huu Manh Mac Thi Nguyen Le Hoang Anh Chau Vinh Tien Analysis of structure and potential of application hydrostatic transmission system on forestry machine Vu Hoa Ky Tran Hai Dang Nguyen Long Lam Research on effects height and differenctial feed of the tooth bar on seam deformation 516 on stretch denim fabric Nguyen Thi Hien Study on the e ects of the ampling method on quality of 3olynmial Chaos method applying to automotive suspension system Dao Duc Thu Luong Quy Hiep Pham Van Trong Study on the e ects of sewing thread count, density of stitch on the breaking elongation and seam strength 406 on TC fabric Do Thi Lan Pham Thi Kim Phuc 56 Bui Thi Loan Nguyen Thi Hoi Do Thi Tan Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL No 1(72) 2021 SAO DO UNIVERSITY TITLE FOR MATHEMATICS Non-existence of solution of degenerative semilinear 62 Nguyen Thi Diep Huyen 66 Nguyen Minh Tuan elliptic equations Unemployment insurance for economic development in Vietnam Application of SWOT masterbon in traditional villa tourism in Hai Duong province Vu Thi Huong Poverty reduction and sustainable development in Vietnam Pham Thi Hong Hoa TITLE FOR STUDY OF LANGUAGE A study on the current situation of English speaking skills and some proposals to improve English speaking skills of non-English major students at Sao Do University Dang Thi Minh Phuong Tran Hoang Yen Tang Thi Hong Minh TITLE FOR CHEMISTRY AND FOOD TECHNOLOGY Study of structural properties of clusters [Mo6 Cl, Br) by the density functional method (X = F, Application of Saccharomyces cerevisiae RV in wine fermentation from Sim fruit (Rhodomyrtus tomentosa) Pham Thi Diep Bui Van Tu Nguyen Ngoc Tu TITLE FOR PHILOSOPHY - SOCIOLOGY - POLITICAL SCIENCE Hunger eradication and poverty reduction in Hai Duong in the period of accelerating industrialization and modernization nowadays Vu Van Dong The role of education and training with the development of high-quality human resources in Vietnam today Phung Thi Ly Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đánh giá hiệu chống nhiễu thu GPS sử dụng kiến trúc lọc hạt điểm Performance assesment in interference supression of GPS receiver based on particle lter Phạm Việt Hưng , Lê Thị Mai , Nguyễn Trọng Các phamviethung@vimaru.edu.vn Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 15/02/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 19/3/2021 Ngày chập nhận đăng: 31/3/2021 Tóm tắt Các thu hệ thống định vị sử dụng vệ nh nói chung (GNSS) thu định vị GPS nói riêng sử dụng kiến trúc véctơ mạch vòng bám mã ch hợp thông n tất kênh n hiệu để ước lượng vị trí, tốc độ thời gian thu Trong chế độ véctơ này, trình bám n hiệu q trình giải mã n có liên kết chặt chẽ so với cấu trúc thơng thường thế, kênh n hiệu chia sẻ thông n với So với cấu trúc thông thường, cấu trúc véctơ hoạt động hiệu với n hiệu yếu có khả chống nhiễu cao khả khôi phục n hiệu nhanh chóng Bài bào đánh giá hiệu hoạt động kiến trúc véctơ cho khối bám mã thu GPS dựa lọc hạt điểm hoạt động mơi trường có nhiễu đa đường Các kết mơ cho thấy kiến trúc có khả chống nhiễu đa đường tốt so với kiến trúc thơng thường làm giảm sai số vị trí Từ khóa: vịng bám véctơ; lọc hạt điểm; GPS; nhiễu đa đường Abtract Global Naviga on Satellite System (GNSS) receivers as well as GPS receivers based on vector tracking loop combine all informa on from all channels in order to es mate posi on, velocity and me of the receiver In vector mode, signal tracking block and naviga on data es ma on block are more integrated than the tradi onal tracking loop, then, all channels share and transmit informa on to each other In comparison with tradi onal tracking loop, vector tracking loop improves weak signal tracking, interference supression and rapid signal recovery This paper assesses the performance of vector tracking loop based on par cle lter in GPS receiver under mul path Simula on results show that vector tracking loop could reduce mul path interference more than tradi onal tracking loop, then, reduce posi on error Keywords: GNSS; vector tracking loop; par cle lter; GPS; mul path ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ thống định vị sử dụng vệ nh (GNSS-Global Naviga on Satellite System) GLONASS Nga, GPS Mỹ, Galileo Liên minh châu Âu hay Bắc Đẩu Trung Quốc có khả cung cấp dịch vụ liên quan đến vị trí, định thời tốc độ đến hầu hết vị trí giới, hệ thống GPS Mỹ có phạm vi ứng dụng rộng rãi lâu Bộ thu định vị GPS bao gồm khối chức như: Khối đầu cuối cao tần RF (RF - Radio Frequency), khối bắt n hiệu định vị, khối bám n hiệu định vị, khối giải mã n định vị Người phản biện: PGS.TS Phạm Xuân Quyền PGS.TS Trần Vệ Quốc cuối khối hiển thị thông n liên quan đến vị trí, tốc độ thời gian thu GPS [1] Khối bám n hiệu định vị có vai trò đặc biệt quan trọng thực việc bám sát theo thay đổi liên tục thông số n hiệu định vị để cung cấp thơng n xác n hiệu định vị cho khối xử lý ếp theo Hoạt động khối bám n hiệu định vị ảnh hưởng nhiều đến hiệu hoạt động độ xác thu định vị GPS Trong thu GPS dựa cấu trúc truyền thống, khối bám n hiệu định vị gồm có đường xử lý cho kênh n hiệu, cụ thể: vịng khóa trễ (DLL - delay lock loop) thực ước lượng thông số liên quan đến độ trễ mã giả ngẫu nhiên n hiệu định vị; vịng khóa pha (PLL - phase lock loop) thực ước lượng thông số sóng mang pha Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HĨA dịch tần Doppler Thơng n có sau trình bám n hiệu đưa sang khối xử lý ếp theo, khối giải mã n định vị để ước lượng, nh toán thơng số vị trí, tốc độ thời gian (PVT - Posi on, Velocity, Time) thu định vị Mỗi kênh n hiệu thực cách riêng rẽ trình xử lý n hiệu bắt n hiệu định vị, bám n hiệu, đồng bit, đồng khung giải mã n định vị Vì vậy, kênh n hiệu hoạt động độc lập, cấu trúc dạng gọi mạch vòng truyền thống (STL - Scalar tracking loop) Cấu trúc STL nhìn chung hoạt động hiệu n hiệu định vị đủ mạnh, môi trường nhiễu Tuy nhiên, nhiễu mạnh lên, thu có nh di động cao cấu trúc STL trở nên hiệu Đặc biệt, n hiệu định vị yếu cấu trúc STL khơng thể hồn thành q trình bám n hiệu định vị, dẫn tới q trình giải mã n định vị bị sai nhiều gây an toàn cho phương ện sử dụng dịch vụ hệ thống GPS Vì vậy, cấu trúc vịng bám dạng véctơ (VTL - Véctơ tracking loop) đề xuất để cải thiện hiệu hoạt động khối bám n hiệu nói riêng [2], đồng thời cải thiện độ xác cho thu định vị GPS nói chung Bài báo đề xuất thực cấu trúc VTL sử dụng lọc hạt điểm để nâng cao khả chống nhiễu đa đường cải thiện hiệu hoạt động thu GPS điều kiện n hiệu định vị yếu Phần đầu báo mô tả lại cấu trúc VTL sử dụng thu GPS Phần ếp theo báo đề xuất sử dụng lọc hạt điểm cho khối VTL để cải thiện hiệu hoạt động Trong phần mô phỏng, cấu trúc VTL sử dụng lọc hạt điểm đánh giá điều kiện nhiễu đa đường n hiệu định vị yếu Cuối số kết luận đưa hoạt động thu GPS có sử dụng VTL dựa lọc hạt điểm CẤU TRÚC KHỐI BÁM TÍN HIỆU CĨ CẤU TRÚC DẠNG VÉCTƠ (VTL) 2.1 Cấu trúc VTL Hình Cấu trúc vịng bám n hiệu dạng véctơ VTL Cấu trúc khối bám n hiệu định vị sử dụng cấu trúc VTL minh họa Hình Cấu trúc VTL đề xuất lần đầu [3], đó, chức bám n hiệu chức giải mã n định vị kết hợp thuật toán xử lý, điều tạo đồng xử lý n hiệu nh toán n định vị So sánh với cấu trúc truyền thống STL, mạch vòng bám VTL có tương quan, tạo mã, tạo sóng mang, so pha mã Tuy nhiên, khác với STL, lọc vòng kênh loại bỏ, đầu so pha mã đưa thẳng đến lọc giải mã n Trong cấu trúc VTL, sau thông n PVT thu ước lượng thông qua n hiệu định vị có cường độ mạnh, thơng n PVT phản hồi kênh có n hiệu định vị có cường độ yếu sử dụng để giải mã n định vị Do đó, nhiễu đồng thời khử tất kênh Đây coi mạch vịng lớn bao gồm kênh bám n hiệu khối giải mã n định vị Kết giải mã n bắt nguồn từ kết bám n hiệu tất kênh, vậy, tất kênh bám n hiệu chức giải mã n kết hợp với Việc kết hợp giúp cho thu dựa VTL bám n hiệu vệ nh bị n hiệu suy giảm n hiệu tạm thời kết giải mã n có từ vệ nh tầm nhìn thấy So với STL, thơng n PVT thu xác Cấu trúc VTL triển khai theo nhiều cách khác nhau, độ xác đầu lọc VTL phụ thuộc vào cấu trúc lọc Kalman mở rộng (EKF) [4] Tuy nhiên, EKF tạo sai số thực sử dụng chuỗi Taylor để tuyến nh hóa hệ thống phi tuyến 2.2 Mơ hình hóa vịng bám dạng véctơ Trong cấu trúc VTL, lọc giải mã dựa EKF đóng vai trị thu thập thơng n từ tất kênh để sửa lỗi trạng thái hệ thống, thông n sửa sai phản hồi ngược mạch bám n hiệu tất kênh Thực mạch vịng bám véctơ khơng kết Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC hợp, véctơ trạng thái, véctơ đo đạc đóng vai trị quan trọng mơ hình hố lọc giải mã Các trạng thái lọc EKF bao gồm: Vị trí, tốc độ, gia tốc, sai số đồng hồ sai số vị trí thu Giả sử số vệ nh n, k số thời gian Khi đó, phương trình trạng thái biểu diễn: ! = Trong đó: =( , Trong đó: , , , , , !"# , + , !"# , (1) , , , )! (2) : Sai số trạng thái vị trí; : Sai số tốc độ; : Sai số độ lệch đồng hồ độ trôi nhịp đồng hồ; : Ma trận chuyển đổi trạng thái; : Véctơ tạp âm, giả sử tạp âm trắng chuẩn Gaussian Ở chế độ VTL, đầu so pha mã sử dụng tham số đo đạc cho EKF Để giảm độ nhạy thay đổi biên độ n hiệu phụ thuộc vịng khóa sóng mang, tham số đo đạc thường sai mã dựa đầu tương quan Sớm (E- Early) Muộn (L- Late) THUẬT TOÁN VTL SỬ DỤNG BỘ LỌC HẠT ĐIỂM 3.1 Bộ lọc hạt điểm (PF) Bộ lọc hạt điểm [5] thuộc nhóm phương pháp Monte Carlo Trái với phương pháp lọc Kalman, hàm mật độ xác suất (PDF) hệ thống không xác định dựa tham số theo chuẩn Gaussian mà sử dụng mẫu thống kê để xấp xỉ hàm PDF Các mẫu biến đổi sử dụng hàm phi tuyến, nên vượt qua giới hạn mà lọc Kalman gặp phải yêu cầu PDF theo chuẩn Gaussian, chuyển đổi trạng thái tuyến nh, hàm quan sát tuyến nh không gian trạng thái liên tục Một lọc hạt điểm (PF) thường thực thông qua chế gọi SIR (Sampling - Importance Resampling), kết hợp trình lấy mẫu quan trọng với trình lấy mẫu lại quan trọng Quá trình thứ cho phép trình ước lượng trạng thái hồi quy cập nhật hàm chuyển đổi trạng thái yêu cầu tương đương trọng số trạng thái trước Tuy nhiên, thuật tốn có đặc điểm trọng số hầu hết mẫu ến tới nên cịn mẫu có trọng số đủ để tác động đến hàm PDF Do đó, để khắc phục điều này, q trình lấy mẫu lại phát tượng suy giảm trọng số tạo hạt điểm đánh trọng số tương đương với mẫu trọng số Để thực điều đó, mẫu có trọng số nhỏ gần xóa đi, cịn mẫu có trọng số cao nhân lên gấp đôi n hiệu với lọc hạt điểm triển khai theo chế mô tả Sau lượt đo đạc, trình thường chứa vài quan sát khoảng giả định (pseudorange), thực theo bước sau: - Lọc quan sát khoảng giả định - Thực lấy mẫu lại sai lệch thấp - Dự đoán trạng thái hạt điểm - Cập nhật xác suất hạt điểm Trong bước đầu ên, tất quan sát không hữu dụng loại bỏ khỏi tập quan sát Trường hợp ứng với quan sát mà vị trí vệ nh khơng xác định tập liệu thiên văn nhận không phù hợp vệ nh có góc ngẩng nhỏ 150 Bước thứ 2, thực ngăn suy giảm trọng số nhằm giữ cho hạt điểm có vai trị đủ lớn hàm mật độ trang thái hệ thống ước lượng Ở bước thứ 3, hàm biến đổi trạng thái áp dụng cho hạt điểm dự đốn trạng thái khoảng đo đạc Bước cuối cùng, trình lấy mẫu quan trọng cập nhật trọng số xác suất hạt điểm Từng trọng số xác suất mẫu nhân với giá trị tương đương trạng thái nó, xác định mẫu Đây kết hợp tương đương, tương đương hợp lệ tương đương khơng gian Trong đó, tương đương hợp lệ định nghĩa xác suất giả định LOS/NLOS cho mẫu Cịn tương đương khơng gian đánh giá thông qua sai khác khoảng giả đo khoảng giả dự đốn MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ Bảng Các thông số mô Thông số Tần số trung tần Tần số lấy mẫu Số bit mẫu Giá trị (Hz) 10 MHz bit Khoảng thời gian xử lý/1 n ms Độ dài liệu 300 s 3.2 Thực cấu trúc VTL sử dụng lọc hạt điểm (PF) Hình Ước lượng tần số mã (Code Frequency) PRN #7 Bộ lọc hạt điểm thay cho lọc Kalman sơ đồ Hình Thuật tốn thực q trình xử lý Để đánh giá hiệu hoạt động thu GPS có khối bám n hiệu sử dụng cấu trúc VTL dựa lọc Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA hạt điểm, báo ến hành mô phương ện có lắp thu GPS di chuyển với tốc độ 10 m/s Tín hiệu cao tần RF sau hạ tần xuống tần xuống băng gốc lấy mẫu với tần số lấy mẫu 10 MHz, thông số mô minh hoạ Bảng Các kết mơ thể Hình đến Hình Các kết mơ cho thấy giải pháp đề xuất báo trì hiệu hoạt động tốt điều kiện chất lượng n hiệu định vị bị yếu điều kiện môi trường nhiễu cao làm cho tỉ số n hiệu tạp âm thấp KẾT LUẬN Hình Ước lượng tần số sóng mang (Carrier Frequency) PRN #7 Mặc dù thu GPS truyền thống hoạt động tốt điều kiện n hiệu mạnh không bị che khuất, điều kiện n hiệu yếu n hiệu bị che khuất, hiệu hoạt động thu GPS giảm xuống nhiều Trong điều kiện vậy, thu GPS có cấu trúc dạng véctơ khối bám n hiệu cải thiện hiệu hoạt động Hơn nữa, cấu trúc dạng véctơ sử dụng lọc hạt điểm hiệu hoạt động cịn ếp tục cải thiện so với dạng lọc Kalman điều kiện n hiệu yếu nhiễu cao Tuy nhiên, lọc hạt điểm đòi hỏi lượng nh toán lớn nên chưa phù hợp với thu GPS có giá thành thấp, tốc độ xử lý chậm LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Trường Đại học Hàng hải Việt Nam đề tài mã số DT20-21.50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Vị trí thu theo chiều X [1] Kaplan, Ellio , and Christopher Hegarty (2005), Understanding GPS: principles and applica ons, Artech house, Electronic books - 723 pages [2] Lashley, Ma hew, and David M Bevly (2007), Comparison of tradi onal tracking loops and vector based tracking loops for weak GPS signals, Proceedings of the 20th Interna onal Technical Mee ng of the Satellite Division of The Ins tute of Naviga on, pp 310 – 316 Hình Vị trí nh tốn (Calculated Posi on) thu theo chiều Y [3] Model, Frac onal Order (2018), ; Kalman Filter for Time Delays Inspired by a Frac onal Order Model, Non-Integer Order Calculus and its Applica ons: 9th Interna onal Conference on Non-Integer Order Calculus and Its Applica ons, Lódź, Poland Vol 496, pp 151-163 [4] Lashley, Ma hew (2009), performance analysis of GPS vector tracking ; , Department of Electrical Engineering, Auburn University [5] Orlande, H R B., et al (2011), Kalman and par cle lters, METTI V-Thermal Measurements and Inverse Techniques, Department of Mechanical Engineering Hình Vị trí thu theo chiều Z Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THÔNG TIN TÁC GIẢ Phạm Việt Hưng - Tóm tắt trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2003: Tốt nghiệp Đại học ngành Điện tử viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; + Năm 2007: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Điện tử viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; + Năm 2015: Tốt nghiệp Tiến sĩ ngành Điện tử viễn thông chuyên ngành Kỹ thuật viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; - Lĩnh vực quan tâm: Xử lý n hiệu hệ thống vệ nh định vị tồn cầu, truyền thơng kỹ thuật số, truyền thông hàng hải; - Email: phamviethung@vimaru.edu.vn; - Điện thoại: 0916 588 889 Lê Thị Mai - Tóm tắt trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2003: Tốt nghiệp Đại học ngành Đo lường Tin học Công nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; + Năm 2009: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Đo lường hệ thống điều khiển, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; - Tóm tắt cơng việc tại: Giảng viên khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ; - Lĩnh vực quan tâm: Tự động hóa; - Email: lethimaidhsd668899@gmail.com; - Điện thoại: 0986 371 196 Nguyễn Trọng Các - Tóm tắt q trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp chương trình đào tạo, nghiên cứu): + Năm 2002: Tốt nghiệp Đại học ngành Điện, chuyên ngành Điện nông nghiệp, Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội; + Năm 2005: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Kỹ thuật tự động hóa, chuyên ngành Tự động hóa, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; + Năm 2015: Tốt nghiệp Tiến sĩ ngành Kỹ thuật điện tử, chuyên ngành Kỹ thuật điện tử, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; - Tóm tắt cơng việc tại: Giảng viên khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ; - Lĩnh vực quan tâm: DCS, SCADA, NCS; - Email: cacdhsd@gmail.com; - Điện thoại: 0904 369 421 Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số (72) 2021 ... cấu trúc VTL sử dụng lọc hạt điểm đánh giá điều kiện nhiễu đa đường n hiệu định vị yếu Cuối số kết luận đưa hoạt động thu GPS có sử dụng VTL dựa lọc hạt điểm CẤU TRÚC KHỐI BÁM TÍN HIỆU CĨ CẤU TRÚC... (E- Early) Muộn (L- Late) THU? ??T TOÁN VTL SỬ DỤNG BỘ LỌC HẠT ĐIỂM 3.1 Bộ lọc hạt điểm (PF) Bộ lọc hạt điểm [5] thu? ??c nhóm phương pháp Monte Carlo Trái với phương pháp lọc Kalman, hàm mật độ xác... cấu trúc VTL sử dụng lọc hạt điểm (PF) Hình Ước lượng tần số mã (Code Frequency) PRN #7 Bộ lọc hạt điểm thay cho lọc Kalman sơ đồ Hình Thu? ??t tốn thực q trình xử lý Để đánh giá hiệu hoạt động thu