KỸ THUẬT xử lý tín HIỆU TRONG máy THU GPS PHẦN mềm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MÁY THU GPS PHẦN MỀM Sinh viên thực hiện: HOÀNG SỸ LỰC Lớp: 54K1-KT ĐTTT MSSV: 135D5202070087 Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S LƢƠNG NGỌC MINH Nghệ An, 05-2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KỸ THUẬT XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MÁY THU GPS PHẦN MỀM Sinh viên thực hiện: HOÀNG SỸ LỰC Lớp: 54K1-KT ĐTTT MSSV: 135D5202070087 Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S LƢƠNG NGỌC MINH Cán phản biện: Th.S NGUYỄN THỊ MINH Nghệ An, 5-2018 i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Đánh giá đồ án tốt nghiệp Giảng viên đánh giá: Th.S Lƣơng Ngọc Minh Họ tên Sinh viên: Hoàng Sỹ Lực MSSV: 135D5202070087 Tên đồ án: Kỹ thuật xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) nhƣ phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nƣớc/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phƣơng pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thƣc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt đƣợc 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phƣơng pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết đƣợc trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết đƣợc phân tích đánh giá thỏa đáng 5 Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt đƣợc mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hƣớng giải thực tƣơng lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chƣơng logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đƣợc đánh số thứ tự đƣợc giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu ii chƣơng kết luận chƣơng, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trƣờng hợp) Có báo khoa học đƣợc đăng chấp nhận đăng/đạt giải 10a SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thƣởng khoa học (quốc tế/trong nƣớc) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Đƣợc báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học nhƣng không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Nghệ An, ngày… tháng 05 năm 2018 Ngƣời nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) iii NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Đánh giá đồ án tốt nghiệp Giảng viên đánh giá: Th.S Nguyễn Thị Minh Họ tên Sinh viên: Hoàng Sỹ Lực MSSV: 135D5202070087 Tên đồ án: Kỹ thuật xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) nhƣ phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nƣớc/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phƣơng pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thƣc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt đƣợc 5 Có khả phân tích đánh giá kết (15) Mục tiêu phƣơng pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết đƣợc trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết đƣợc phân tích đánh giá thỏa đáng 5 Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt đƣợc mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hƣớng giải thực tƣơng lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chƣơng logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đƣợc đánh số thứ tự đƣợc giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chƣơng kết luận chƣơng, có liệt kê tài liệu tham khảo có iv trích dẫn quy định Kỹ viết (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Kết nghiên cứu khoa học (5) (chọn trƣờng hợp) Có báo khoa học đƣợc đăng chấp nhận đăng/đạt giải 10a SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thƣởng khoa học (quốc tế/trong nƣớc) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Đƣợc báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 10b nghiên cứu khoa học nhƣng không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Input2: %Color:(string) => Bộ màu cho quỹ đạo đồ thị 3.3.3 Kết mô Bảng 3.2 Tọa độ vệ tinh Thuật tốn lặp có điều kiện hội tụ đƣợc xét theo biến số x Điều kiện hội tụ x  1m Hình 3.6 Tọa độ máy thu GPS 63 Kết chạy mô cho giá trị tọa độ vệ tinh với giá trị vị trí máy thu GPS Theo đó, giá trị sai số đƣợc tính tốn cụ thể Các kết đƣợc tổng hợp cho đồ hình mơ vị trí vệ tinh máy thu GPS nhƣ hình 3.7 SV-5 SV-3 x 10 RCV Position SV-2 SV-6 K SV-4 -3 -2 -1 -1 -2 SV-1 -3 -3 x 10 -2 x 10 -1 2 3 I J Hình 3.7 Đồ hình vệ tinh máy thu GPS Kết mô sáu vệ tinh từ SV-1 đến SV-6 phân bố tƣơng ứng với sáu mặt phẳng quỹ đạo hệ thống định vị GPS Trƣờng hợp tối ƣu thu tín hiệu vệ tinh GPS vệ tinh cần phải có phân bố hình học cân đối bầu trời xung quanh vị trí máy thu GPS Chỉ số mơ tả đồ hình vệ tinh gọi hệ số phân tán độ xác - hệ số DOP Kết mô cho giá trị hệ số DOP nhƣ bảng 3.3 Bảng 3.3 Giá trị hệ số DOP Đồ hình phân bố vệ tinh đƣợc thiết kế đạt yêu cầu số phân tán độ xác vị trí PDOP < Mục tiêu mô thu đƣợc tọa độ vệ tinh tọa độ máy thu biểu diễn đồ thị với số DOP đạt u cầu, từ có đƣợc nhìn trực quan 64 3.4 Kết luận chƣơng Chƣơng hồn thành việc mơ q trình xử lý liệu định vị giúp ta có nhìn trực quan tọa độ vệ tinh máy thu đồng thời tìm hiểu cơng cụ Simulink Matlab để ứng dụng phát triển mơ tín hiệu GPS 65 KẾT LUẬN Các kết đạt đƣợc sau nghiên cứu thực đề tài “ Cơng nghệ xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm”: Về lý thuyết: - Tìm hiểu hệ thống định vị tồn cầu GPS; - Tìm hiểu máy thu GPS phần cứng truyền thống; - Nghiên cứu máy thu GPS phần mềm bao gồm: kiến trúc, chức khối dị sóng, khối theo dõi, q trình xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm Về thực hành: - Tìm hiểu, ứng dụng phần mềm Matlab & Simulink; - Nghiên cứu, xây dựng sơ đồ Simulink cho tạo tín hiệu GPS; - Xây dựng thuật tốn mơ xử lý tin liệu định vị; - Xây dựng hàm tính tốn hệ số DOP để đánh giá phân bố vệ tinh so với máy thu GPS; - Mô thành cơng vị trí, tọa độ máy thu vệ tinh Trong trình làm đồ án, dù cố gắng nhƣng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp q báu thầy bạn Một lần xin chân thành cảm ơn giảng viên ThS Lƣơng Ngọc Minh thầy, cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đồ án 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] John J.Benedetto, Applied and Numerical Harmonic Analysis, University of Maryland [2] Akos, Dennis (1997) A Software Radio Approach to Global Navigation Satellite System Receiver Design Ohio University, Athens, OH [3] Akos, D M., Stockmaster, M., Tsui, J B Y & Caschera, J (1999) Direct bandpass sampling of multiple distinct RF signals IEEE Transactions on Communications, 47(7):983–988 [4] Anonymous (1997) World Geodetic System 1984, Its Definition and Relationships with Local Geodetic Systems National Imagery and Mapping Agency, 3rd edition, St Louis, MO [5] Balanis, Constantine A (1996) Antenna Theory: Analysis and Design John Wiley & Sons, Inc., 2nd edition, New York, NY [6] https://www.mathworks.com, truy cập cuối ngày 21/05/2018 67 ... trình xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm Về thực hành: - Tìm hiểu, ứng dụng phần mềm Matlab & Simulink; - Nghiên cứu, xây dựng sơ đồ Simulink cho tạo tín hiệu GPS; - Xây dựng thu? ??t tốn mô xử lý. ..TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THU? ??T VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: KỸ THU? ??T XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MÁY THU GPS PHẦN MỀM Sinh viên thực hiện: HOÀNG SỸ LỰC Lớp: 54K1-KT... Tên đồ án: Kỹ thu? ??t xử lý tín hiệu máy thu GPS phần mềm Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) Có kết hợp lý thuyết thực