Hệ thống định vị toàn cầu GPS 2

Hệ thống định vị toàn cầu GPS

M C L CỤỤ

M C L CỤỤ 1

M Đ UỞ Ầ 3

CHƯƠNG I: GI I THI U H TH NG Đ NH V TOÀN C U GPSỚỆỆỐỊỊẦ 5

I.1 GI I THI U CHUNG:ỚỆ 5

I.1.1 Ph n đi u khi n (Control Segment): ầềể 6

I.1.2 Ph n không gian (Space Segment): ầ 6

I.1.2.1 Chòm v tinh GPS: ệ 6

I.1.2.2 C u trúc tín hi u GPSấệ 6

I.1.3 Ph n s d ng (User Segment): ầử ụ 7

I.1.3.1 Các b ph n c a m t thi t b GPS trong ph n s d ng.ộậủộế ịầử ụ 7

I.1.3.2 Nh ng b ph n chính c a máy thu GPS.ữộậủ 8

I.4.2 Sai s do quĩ đ o v tinhốạệ 14

I.4.3 Sai s do t ng đi n ly và t ng đ i l uốầệầố ư 15

I.4.4 Sai s do nhi u tín hi u:ốễệ 15

I.5 CÁC NG D NG C A H TH NG Đ NH V TOÀN C U GPSỨỤỦỆỐỊỊẦ 16

1.5.1 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ m t đ tứụắịảồ ặ ấ 16

I.5.2 Các ng d ng trong giao thông và thông tin trên m t đ tứụặ ấ 17

I.5.3 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ trên bi n:ứụắịảồể 17

I.5.4 Các ng d ng trong giao thông và h i dứụả ương h c trên bi nọể 17

I.5.5 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ hàng khôngứụắịảồ 18

I.5.6 ng d ng trong giao thông hàng khôngỨụ 18

I.5.7 Các ng d ng trong thám hi m không gianứụể 18

I.5.8 Các ng d ng trong vi c ngh ng i gi i trí.ứụệỉơả 19

I.5.9 Các ng d ng trong quân đ iứụộ 19

I.6 S PHÁT TRI N C A CÔNG NGH GPS ĐO TĨNH TRONG GIAI ĐO N 1990 Đ N NAYỰỂỦỆẠẾ

19

I.6.1 Nâng cao đ chính xác đo tĩnh thông qua các bi n pháp h n ch sai s đo:ộệạếố 20

I.6.2 Nâng cao đ chính xác tính toán nh các thu t toán m i:ộờậớ 21

I.6.3 Nâng cao kh năng công ngh c a GPS:ảệ ủ 22

CHƯƠNG 2: C S LÝ THUY T K THU T ĐO Ơ ỞẾỸẬ 23

VÀ X LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI K T QU ĐO GPSỬẾẢ 23

II.1 Đ HÌNH V TINH VÀ NH HỒỆẢƯỞNG C A MÔI TRỦƯỜNG 23

II.2 Đ HÌNH LỒƯỚI TR C Đ A ĐO B NG CÔNG NGH GPS.ẮỊẰỆ 24

II.3 ĐO GPS 26

II.4 X LÝ KHÁI LỬƯỢC CÁC TR ĐO GPS (TÍNH BASELINES)Ị 28

II.4.1 Nguyên lý tính c nh (tính baselines)ạ 28

II.4.2 Ph n m m tính khái lầềược (tính c nh)ạ 29

II.5 BÌNH SAI LƯỚI TR C Đ A ĐO B NG CÔNG NGH GPS.ẮỊẰỆ 33

II.6 V N Đ XÁC Đ NH Đ CAO ĐO B NG CÔNG NGH GPS.ẤỀỊỘẰỆ 35

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGH ĐO VÀ X LÝ TÍNH TOÁN BÌNH SAI K T QU ĐOỆỬẾẢGPS Đ THÀNH L P CÁC M NG LỂẬẠƯỚI TR C Đ A ẮỊ 36

(Theo công ngh GPS c a hãng Trimble Navigation)ệủ 36

TÀI LI U THAM KH OỆẢ 42

43

M Đ UỞ Ầ

Công ngh ng d ng h th ng đ nh v toàn c u GPS đã đệ ứ ụ ệ ố ị ị ầ ược đ a vào s n xu t ư ả ấ ở Vi t Nam t năm 1991 Trên c s s d ng 3 máy thu GPS c a hãng TRIMBLE lo i 1ệ ừ ơ ở ử ụ ủ ạt n s 4000-ST, Liên hi p KHSX Tr c đ a b n đ thu c C c Đo đ c và b n đ Nhàầ ố ệ ắ ị ả ồ ộ ụ ạ ả ồnước lúc đó đã g p rút th nghi m đ đ a vào s n xu t, nh m đáp ng yêu c u xâyấ ử ệ ể ư ả ấ ằ ứ ầd ng các m ng lự ạ ưới to đ nhà nạ ộ ướ ởc nh ng khu v c khó khăn nh t c a đ t nữ ự ấ ủ ấ ước, màb ng công ngh truy n th ng (phằ ệ ề ố ương pháp tam giác, đường chuy n) không có kh năngề ảth c hi n, ho c ph i chi phí r t l n và trong th i gian dài m i th c hi n đự ệ ặ ả ấ ớ ờ ớ ự ệ ược Trongnh ng năm 1991 đ n 1994, theo k ho ch nhi m v do C c Đo đ c và b n đ Nhà nữ ế ế ạ ệ ụ ụ ạ ả ồ ướ cgiao, Liên hi p KHSX Tr c đ a b n đ đã xây d ng thành công các m ng lệ ắ ị ả ồ ự ạ ưới to đ nhàạ ộnước h ng II khu v c Minh H i, Sông Bé và Tây Nguyên, đ ng th i đã xây d ng thànhạ ở ự ả ồ ờ ựcông m ng lạ ưới tr c đ a bi n n i các đ o và qu n đ o xa ( k c Trắ ị ể ố ả ầ ả ể ả ường Sa ) v i m ngớ ạ lưới to đ nhà nạ ộ ước trên đ t li n.ấ ề

T đó đ n nay, vi c ng d ng công ngh GPS đã có nh ng bừ ế ệ ứ ụ ệ ữ ước phát tri n r tể ấ l n T ch ch có 3 máy thu GPS 1 t n s c a hãng TRIMBLE, đ n nay Vi t Nam đãớ ừ ỗ ỉ ầ ố ủ ế ở ệcó trên 82 máy thu GPS các lo i c a các hãng khác nhau, t máy thu đ t trên máy bay,ạ ủ ừ ặmáy thu 2 t n s , máy đo đ ng đ n máy có đ chính xác trung bình ( GEO EXPLORER )ầ ố ộ ế ộđ đo kh ng ch nh Các lĩnh v c ng d ng công ngh GPS hi n nay cũng r t đa d ng,ể ố ế ả ự ứ ụ ệ ệ ấ ạt ng d ng đ xây d ng các m ng lừ ứ ụ ể ự ạ ưới to đ nhà nạ ộ ước, đ chính xác cao, kho ng cáchộ ảl n; ng d ng trong d n đớ ứ ụ ẫ ường và xác đ nh to đ tâm chính nh khi bay ch p nh b ngị ạ ộ ả ụ ả ằ máy bay; xây d ng các m ng lự ạ ưới to đ , đ cao đ a chính c p 1; d n đạ ộ ộ ị ấ ẫ ường và xác đ nhị to đ đo v b n đ đ a hình đáy bi n; đo to đ , đ cao các đi m kh ng ch nh ngo iạ ộ ẽ ả ồ ị ể ạ ộ ộ ể ố ế ả ạ nghi p; đo to đ đ cao các m c qu c gi i; xây d ng các m ng lệ ạ ộ ộ ố ố ớ ự ạ ưới công trình v.v Các ph n m m đ x lý tính toán bình sai các tr đo GPS cũng đa d ng, ch y u là cácầ ề ể ử ị ạ ủ ế

PLUS, GPSURVEY, PHASE PROCESSOR, GEOMATIC OFFICE (hãng TRIMBLE); GPPS (ASHTECH), v.v và 1 ph n m m bình sai lầ ề ưới GPS do Liên hi p KHSX Tr c đ aệ ắ ị b n đ xây d ng.ả ồ ự

Qua k t qu nghiên c u và tr c ti p tham gia đo và x lý, tính toán k t qu đoế ả ứ ự ế ử ế ảGPS chúng tôi biên so n t p tài li u này đ đ ng nghi p tham kh o T p tài li u g m 3ạ ậ ệ ể ồ ệ ả ậ ệ ồchương sau đây:

Chương 1: Gi i thi u h th ng đ nh v toàn c u GPS.ớ ệ ệ ố ị ị ầ

Chương 2: C s lý thuy t k thu t đo và x lý tính toán bình sai k t qu đo GPS.ơ ở ế ỹ ậ ử ế ả

Chương 3: Quy trình công ngh đo và x lý tính toán bình sai k t qu đo GPS đệ ử ế ả ể thành l p các m ng lậ ạ ưới tr c đ a (thi t b công ngh GPS c a Hãng Trimble Navigation)ắ ị ế ị ệ ủ

CHƯƠNG I: GI I THI U H TH NG Đ NH V TOÀN C U GPSỚ Ệ Ệ Ố Ị Ị Ầ

I.1 GI I THI U CHUNG:ỚỆ

H th ng GPS là m t h th ng đ nh v v tinh ti p theo sau h th ng DOPPLER.ệ ố ộ ệ ố ị ị ệ ế ệ ốGPS là t vi t t t c a GLOBAL POSITIONING SYSTEM H th ng này b t đ u đừ ế ắ ủ ệ ố ắ ầ ượ cnghiên c u t nh ng năm 70 do quân đ i M ch trì Trong nh ng năm đ u c a th p kứ ừ ữ ộ ỹ ủ ữ ầ ủ ậ ỷ 80 quân đ i M đã chính th c cho phép dùng trong dân s T đó các nhà khoa h c c aộ ỹ ứ ự ừ ọ ủ nhi u nề ước phát tri n đã lao vào cu c ch y đua đ đ t để ộ ạ ể ạ ược nh ng thành qu cao nh tữ ả ấ trong lĩnh v c s d ng h th ng v tinh chuyên d ng GPS Nh ng thành t u này cho k tự ử ụ ệ ố ệ ụ ữ ự ế qu trong hai hả ướng ch đ o là ch t o các máy thu tín hi u và thi t l p các ph n m mủ ạ ế ạ ệ ế ậ ầ ề đ ch bi n tín hi u cho các m c đích khác nhau.ể ế ế ệ ụ

Cho t i năm 1988, các máy thu GPS do 10 hãng trên th gi i s n xu t đã đ tớ ế ớ ả ấ ạ được trình đ c nh tranh trên th trộ ạ ị ường Vì lý do trên, giá máy đã gi m xu ng t i m cả ố ớ ứ h p lý mang tính ph c p Mợ ổ ậ ười hãng trên th gi i s n xu t máy thu GPS bao g m cácế ớ ả ấ ồhãng chính nh : TRIMBLE NAVIGATION (M ), ASHTECH (M ), WILD (Th y sĩ),ư ỹ ỹ ụSEGSEL (Pháp), MINI MAX (Tây Đ c) Theo d lu n th trứ ư ậ ị ường hi n nay máy thu c aệ ủ

V phề ương di n ph n m m c a h th ng GPS, chúng ta s th y tính đa d ngệ ầ ề ủ ệ ố ẽ ấ ạ h n c a nó Tr đo thu đơ ủ ị ược ch có m t lo i, đó là tín hi u v tinh phát ra Ch bi n cácỉ ộ ạ ệ ệ ế ếtín hi u này b ng các phệ ằ ương pháp khác nhau, thu t toán khác nhau chúng ta có đậ ược cáctham s hình h c và v t lý khác nhau c a trái đ t Chúng ta có th nói kh năng ph nố ọ ậ ủ ấ ể ả ầ m m là vô t n V i các tín hi u thu đề ậ ớ ệ ược chúng ta có th tính để ượ ọc t a đ không gianộtuy t đ i (v i đ chính xác 10 m và có th t i 1 m n u s d ng l ch v tinh chính xác),ệ ố ớ ộ ể ớ ế ử ụ ị ệs gia t a đ không gian (đ chính xác t 1 cm t i 5 cm), s gia t a đ đ a lý (đ chínhố ọ ộ ộ ừ ớ ố ọ ộ ị ộxác t 0.7 đ n 4 cm), s gia đ cao (đ chính xác t 0.4 cm đ n 2 cm), và s gia tr ngừ ế ố ộ ộ ừ ế ố ọ l c (đ chính xác 0.2 mgl) Ngoài ra còn có th có nh ng tham s khác đang đự ộ ể ữ ố ược nghiênc u.ứ

Toàn b ph n c ng c a h th ng GPS có tên đ y đ là NAVSTAR GPSộ ầ ứ ủ ệ ố ầ ủ

Ph n c ng này g m 3 ph n: ph n đi u khi n (Control Segment), ph n không gianầ ứ ồ ầ ầ ề ể ầ(Space Segment) và ph n s d ng (User Segment).ầ ử ụ

I.1.1 Ph n đi u khi n (Control Segment): ầềể

Ph n đi u khi n g m 8 tr m m t đ t trong đó có 4 tr m theo dõi (Monitorầ ề ể ồ ạ ặ ấ ạStation): Diego Garcia, Ascension, Kwajalein và Hawaii; m t tr m đi u khi n trung tâmộ ạ ề ể(Master Control Station) và 3 tr m hi u ch nh s li u (Upload Station) Lạ ệ ỉ ố ệ ưới tr c đ a đ tắ ị ặ trên 4 tr m này đạ ược xác đ nh b ng phị ằ ương pháp giao thoa đường đáy dài (VLBI) Tr mạ trung tâm làm nhi m v tính toán l i t a đ c a các v tinh theo s li u c a 4 tr m theoệ ụ ạ ọ ộ ủ ệ ố ệ ủ ạdõi thu đượ ừ ệc t v tinh Sau tính toán các s li u đố ệ ược g i t tr m trung tâm t i 3 tr mử ừ ạ ớ ạ hi u ch nh s li u và t đó g i ti p t i các v tinh Nh v y trong vòng 1 gi các v tinhệ ỉ ố ệ ừ ử ế ớ ệ ư ậ ờ ệđ u có m t s li u đã đề ộ ố ệ ược hi u ch nh đ phát cho các máy thu.ệ ỉ ể

I.1.2 Ph n không gian (Space Segment): ầ

I.1.2.1 Chòm v tinh GPS: ệ

Bao g m 24 v tinh bay trên qu đ o có đ cao đ ng nh t 20 200 km, chu kỳ 12ồ ệ ỹ ạ ộ ồ ấgi , phân ph i đ u trên 6 m t ph ng qu đ o nghiêng v i xích đ o m t góc 55ờ ố ề ặ ẳ ỹ ạ ớ ạ ộ o Vi c bệ ố trí này nh m m c đích đ t i m i th i đi m và m i v trí trên trái đ t đ u có th quan sátằ ụ ể ạ ỗ ờ ể ỗ ị ấ ề ểđược 4 v tinh ệ

M i v tinh phát 2 t n s sóng mang v i t n s cao L1=1575.42 MHz vàỗ ệ ầ ố ớ ầ ốL2=1227.60 MHz Lo i sóng này phát trên c s dãy s t a ng u nhiên bao g m các s 0ạ ơ ở ố ự ẫ ồ ố và 1 Mã này được g i tên là mã P (Precise) Bên c nh mã P sóng còn mang đi mã C/Aọ ạ(Clear/Acquisition) trong sóng L1 Mã C/A được phát v i 2 t n s 10.23 MHz và 1.023ớ ầ ốMHz Ngoài 2 mã trên v tinh còn phát mã ph có t n s 50 Hz ch a các thông tin v l chệ ụ ầ ố ứ ề ị v tinh Các v tinh đ u đệ ệ ề ược trang b đ ng h nguyên t v i đ chính xác cao.ị ồ ồ ử ớ ộ

Các v tinh NAVSTAR có 2 tr ng thái: "ho t đ ng kh e" ( Healthy) và "ho t đ ngệ ạ ạ ộ ỏ ạ ộ không kho ( Unhealthy) Hai tr ng thái c a v tinh này đẻ ạ ủ ệ ược quy t đ nh do 4 tr m đi uế ị ạ ề khi n m t đ t Chúng ta có th s d ng tín hi u c a các v tinh c hai tr ng thái "ho tể ặ ấ ể ử ụ ệ ủ ệ ở ả ạ ạ đ ng kh e" và "ho t đ ng không kh e".ộ ỏ ạ ộ ỏ

I.1.2.2 C u trúc tín hi u GPSấệ

M i v tinh đ u truy n hai t n s dùng cho công vi c đ nh v là t n s 1575,42ỗ ệ ề ề ầ ố ệ ị ị ầ ốMHz và t n s 1227,60 NHz Hai sóng mang này g i là L1 và L2, r t m ch l c và đầ ố ọ ấ ạ ạ ượ cđi u ch b i nh ng tín hi u khác nhau.ề ế ở ữ ệ

Mã nhi u gi i ng u nhiên (PRN) th nh t đễ ả ẫ ứ ấ ược bi t dế ưới cái tên là mã C/A

(Coarse/Acquisite-code), bao g m m t chu i các s c ng m t và tr m t, đồ ộ ỗ ố ộ ộ ừ ộ ược phát đi ở t n s fo/10= 1.023 MHz Chu i này đầ ố ỗ ượ ặ ạc l p l i sau m i mili giây đ ng h Mã nhi uỗ ồ ồ ễ gi i ng u nhiên (PRN) th hai, đả ẫ ứ ược bi t dế ưới cái tên là mã P (Precise - code), bao g mồ m t chu i các s c ng m t và tr m t khác, độ ỗ ố ộ ộ ừ ộ ược phát đi t n s fo = 10,23 MHz.ở ầ ố

Chu i này ch l p l i sau 267 ngày Th i gian 267 ngày này đỗ ỉ ặ ạ ờ ược c t ra làm 38 đo n 7ắ ạngày Trong 38 đo n này có m t đo n không dùng đ n, 5 đo n dùng cho các tr m m tạ ộ ạ ế ạ ạ ặ đ t , theo dõi các tàu thuy n s d ng, g i là tr m gi v tinh (Pseudolite), còn l i 32ấ ề ử ụ ọ ạ ả ệ ạđo n 7 ngày dành cho nh ng v tinh khác nhau ạ ữ ệ Mã Y (Y-code) là mã PRN tương t nhự ư mã P, có th dùng thay cho mã P Tuy nhiên phể ương trình t o ra mã P thì đạ ược công bố r ng rãi và không gi bí m t, trong khi phộ ữ ậ ương trình t o ra mã Y thì gi bí m t Vì v y,ạ ữ ậ ậ n u mã Y đế ượ ử ục s d ng thì nh ng ngữ ườ ử ụi s d ng GPS không có gi y phép (nói chung làấnh ng ngữ ười không thu c quân đ i M và đ ng minh c a h ) s không thu độ ộ ỹ ồ ủ ọ ẽ ược mã P(ho c mã Y) ặ

Sóng mang L1 được đi u ch b ng c 2 mã ( Mã-C/A và Mã`-P ho c mã Y), trongề ế ằ ả ặkhi sóng mang L2 ch bao g m m t Mã-P ho c mã Y.ỉ ồ ộ ặ

Các mã được đi u ch trên sóng mang b ng cách gi n đ n có ý th c N u mã cóề ế ằ ả ơ ứ ếtr s -1 thì phase sóng mang đ i 180ị ố ổ 0, còn n u mã s có tr s +1 thì phase sóng mang giế ố ị ố ữ nguyên không thay đ i.ổ

C hai sóng mang đ u mangả ề thông báo v tinh (Satellite message)ệ c n phát dầ ướ id ng m t dòng d li u đạ ộ ữ ệ ược thi t k t n s th p (50Hz) đ thông báo t i ngế ế ở ầ ố ấ ể ớ ườ ử i sd ng tình tr ng và v trí c a v tinh Các d li u này s đụ ạ ị ủ ệ ữ ệ ẽ ược các máy thu gi i mã vàảdùng vào vi c xác đ nh v trí c a máy theo th i gian th c.ệ ị ị ủ ờ ự

I.1.3 Ph n s d ng (User Segment): ầử ụ

Ph n s d ng bao g m các máy thu tín hi u t v tinh trên đ t li n, máy bay vàầ ử ụ ồ ệ ừ ệ ấ ềtàu th y Các máy thu này phân làm 2 lo i: máy thu 1 t n s và máy thu 2 t n s Máy thuủ ạ ầ ố ầ ố1 t n s ch nh n đầ ố ỉ ậ ược các mã phát đi v i sóng mang L1 Các máy thu 2 t n s nh nớ ầ ố ậ được c 2 sóng mang L1 và L2 Các máy thu 1 t n s phát huy tác d ng trong đo t a đả ầ ố ụ ọ ộ tuy t đ i v i đ chính xác 10 m và t a đ tệ ố ớ ộ ọ ộ ương đ i v i đ chính xác t 1 đ n 5 cmố ớ ộ ừ ếtrong kho ng cách nh h n 50 km V i kho ng cách l n h n 50 km đ chính xác s gi mả ỏ ơ ớ ả ớ ơ ộ ẽ ả đi đáng k (đ chính xác c dm) Đ đo để ộ ỡ ể ược trên nh ng kho ng cách dài đ n vài nghìnữ ả ếkm chúng ta ph i s d ng máy 2 t n s đ kh đi nh hả ử ụ ầ ố ể ử ả ưởng c a t ng ion trong khíủ ầquy n trái đ t Toàn b ph n c ng GPS ho t đ ng trong h th ng t a đ WGS-84 v iể ấ ộ ầ ứ ạ ộ ệ ố ọ ộ ớ kích thước elipsoid a=6378137.0 m và α=1:29825722.

I.1.3.1 Các b ph n c a m t thi t b GPS trong ph n s d ng.ộậủộế ịầử ụ

Ph n s d ng GPS có th đầ ử ụ ể ược coi g m 3 b ph n chính: ồ ộ ậ* Ph n c ngầ ứ

* Ph n m mầ ề

* Ph n tri n khai công nghầ ể ệ

Ph n c ng bao g m máy thu m ch đi n t , các b dao đ ng t n s vô tuy n RFầ ứ ồ ạ ệ ử ộ ộ ầ ố ế(Radio Friquency), các ăngten và các thi t b ngo i vi c n thi t đ ho t đ ng máy thu.ế ị ạ ầ ế ể ạ ộĐ c đi m chính y u c a b ph n này là tính ch c ch n, có th xách tay, tin c y khi làmặ ể ế ủ ộ ậ ắ ắ ể ậvi c ngoài tr i và d thao tác.ệ ờ ễ

Ph n m n bao g m nh ng chầ ề ồ ữ ương trình tính dùng đ x lý d li u c th ,ể ử ữ ệ ụ ể chuy n đ i nh ng thông báo GPS thành nh ng thông tin đ nh v ho c d n để ổ ữ ữ ị ị ặ ẫ ường đi h uữ ích Nh ng chữ ương trình này cho phép ngườ ử ụi s d ng tác đ ng khi c n đ có th l iộ ầ ể ể ợ d ng đụ ược nh ng u đi m c a nhi u đ c tính đ nh v GPS Nh ng chữ ư ể ủ ề ặ ị ị ữ ương trình này cóth s d ng để ử ụ ược trong đi u ki n ngo i nghi p và đề ệ ạ ệ ược thi t k sao cho có th cungế ế ểc p nh ng thông báo h u ích v tr ng thái và s ti n b c a h th ng t i ngấ ữ ữ ề ạ ự ế ộ ủ ệ ố ớ ười đi uề hành Ngoài ra trong ph n m m còn bao g m nh ng chầ ề ồ ữ ương trình phát tri n tính đ c l pể ộ ậ c a máy thu GPS , có th đánh giá đủ ể ược các nhân t nh tính s n sàng c a v tinh vàố ư ẵ ủ ệm c đ tin c y c a đ chính xác.ứ ộ ậ ủ ộ

Ph n tri n khai công ngh hầ ể ệ ướng t i m i lĩnh v c liên quan đ n GPS nh : c iớ ọ ự ế ư ả ti n thi t k máy thu, phân tích và mô hình hoá hi u ng c a ăngten khác nhau, hi u ngế ế ế ệ ứ ủ ệ ứ truy n sóng và s ph i h p c a chúng trong ph n m m x lý s li u, phát tri n các hề ự ố ợ ủ ầ ề ử ố ệ ể ệ th ng liên k t truy n thông m t cách tin c y cho các ho t đ ng đ nh v GPS c ly dài vàố ế ề ộ ậ ạ ộ ị ị ựng n khác nhau và theo dõi các xu th phát tri n trong lĩnh v c giá c và hi u su t thi tắ ế ể ự ả ệ ấ ế b ị

I.1.3.2 Nh ng b ph n chính c a máy thu GPS.ữộậủ

Các b ph n c b n c a m t máy thu GPS bao g m:ộ ậ ơ ả ủ ộ ồ* Ăngten và b ti n khu ch đ iộ ề ế ạ

* Ph n t n s vô tuy n (RF)ầ ầ ố ế* B vi x líộ ử

* Đ u thu ho c b đi u khi n và th hi nầ ặ ộ ề ể ể ệ* Thi t b ghi chépế ị

* Ngu n năng lồ ượng

Ăngten và b ti n khu ch đ iộ ềếạ : Các Ăngten dùng cho máy thu GPS thu c lo iộ ạ chùm sóng r ng , vì v y không c n ph i hộ ậ ầ ả ướng t i ngu n tín hi u gi ng nh các đĩaớ ồ ệ ố ưăngten v tinh Các ăngten này tệ ương đ i ch c ch n và có th đ t trên ba chân ho c l pố ắ ắ ể ặ ặ ắ trên các phương ti n giao thông, vi trí th c s đệ ự ự ược xác đ nh là trung tâm Phase c aị ủ ăngten, sau đó được truy n lên m c tr c đ a.ề ố ắ ị

Ph n t n s vô tuy nầ ầốế : Bao g m các vi m ch đi n t x lí tín hi u và k t h p sồ ạ ệ ử ử ệ ế ợ ố hóa và gi i tích M i ki u máy thu khác nhau dùng nh ng k thu t x lí tín hi u khácả ỗ ể ữ ỹ ậ ử ệnhau đôi chút, các phương pháp này là :

* Tương quan mã* Phase và t n s mãầ ố

* C u phầ ương tín hi u sóng mangệ

Ph n t n s vô tuy nầ ầốế bao g m các kênh s d ng m t trong ba phồ ử ụ ộ ương pháp nóitrên đ truy c p các tín hi u GPS nh n để ậ ệ ậ ược, s lố ượng các kênh bi n đ i trong kho ngế ổ ả t 1 đ n 12 tuỳ theo nhũng máy thu khác nhau.ừ ế

B đi u khi nộ ềể : Cho phép người đi u hành can thi p vào b vi x lí Kíck thề ệ ộ ử ướ cvà ki u dáng c a b đi u khi n các lo i máy thu khác nhau cũng khác nhau.ể ủ ộ ề ể ở ạ

Thi t b ghiế ị : Người ta dùng máy ghi băng t ho c các đĩa m m đ ghi các tr sừ ặ ề ể ị ố quan tr c và nh ng thông tin h u ích khác đắ ữ ữ ược tách ra t nh ng tin hi u thu đừ ữ ệ ược

Ngu n năng lồượ : Ph n l n các máy thu đ u dùng ngu n đi n m t chi u đi nng ầ ớ ề ồ ệ ộ ề ệ áp th p, ch có m t vài máy đòi h i ph i có ngu n đi n xoay chi u.ấ ỉ ộ ỏ ả ồ ệ ề

I.2 NGUYÊN LÝ HO T Đ NG C A H TH NG GPS:ẠỘỦỆỐ

Nh chúng ta đã bi t v nguyên lý ho t đ ng c a h th ng DOPPLER, đó làư ế ề ạ ộ ủ ệ ốnguyên lý c a s thay đ i t n s tín hi u khi n i phát tín hi u chuy n đ ng H th ngủ ự ổ ầ ố ệ ơ ệ ể ộ ệ ố GPS ho t đ ng trên m t nguyên lý hoàn toàn khác Đ xác đ nh t a đ tuy t đ i c a m tạ ộ ộ ể ị ọ ộ ệ ố ủ ộ đi m m t đ t chúng ta s d ng k thu t "t a kho ng cách" K thu t này để ặ ấ ử ụ ỹ ậ ự ả ỹ ậ ược mô tả b ng công th c:ằ ứ

t - Th i gian sóng đi t v tinh t i máy thu.ờ ừ ệ ớ

∆t - S hi u ch nh th i gian.ố ệ ỉ ờ

T p h p các phậ ợ ương trình đo d ng (1) ta có h th ng phạ ệ ố ương trình sai s có 4 nố ẩ s là t, xố p yp zp trong đó xs ys zs bi t đế ượ ừc t mã l ch v tinh (t n s 50Hz), t đị ệ ầ ố ược xácđ nh theo đ ng h v tinh và máy thu theo mã C/A, c là h ng s t c đ truy n sóng đi nị ồ ồ ệ ằ ố ố ộ ề ệ t Theo k thu t này chúng ta có th xác đ nh t a đ v i đ chính xác 10 m N u k từ ỹ ậ ể ị ọ ộ ớ ộ ế ế qu trên đả ược g i t i tr m đi u khi n trung tâm, chúng ta có đử ớ ạ ề ể ượ ọc t a đ tuy t đ i m tộ ệ ố ặ đ t v i đ chính xác 1 m S dĩ đ chính xác đấ ớ ộ ở ộ ược tăng lên đáng k vì máy thu ch thuể ỉ

đượ ịc l ch v tinh d báo, còn tr m đi u khi n trung tâm có l ch v tinh chính xác Quaệ ự ở ạ ề ể ị ệđây chúng ta th y t a đ tuy t đ i các đi m m t đ t đấ ọ ộ ệ ố ể ặ ấ ược xác đ nh có đ chính xác kémị ộphương pháp DOPPLER S dĩ nh v y vì v tinh c a h th ng GPS có đ cao g p đôiở ư ậ ệ ủ ệ ố ộ ấh th ng DOPPLER T a đ tuy t đ i v i đ chính xác 10 m c a h th ng GPS ch dùngệ ố ọ ộ ệ ố ớ ộ ủ ệ ố ỉđ đáp ng 2 m c đích:ể ứ ụ

- Đ o hàng ( đ nh v cho các đ i tạ ị ị ố ượng chuy n đ ng nh tàu bi n, máy bay )ể ộ ư ể- Cung c p t a đ g n đúng cho phấ ọ ộ ầ ương pháp đo t a đ tọ ộ ương đ i GPS.ố

Ngượ ạ ớ ộc l i v i đ chính xác c a t a đ tuy t đ i, công ngh GPS đã đ t đủ ọ ộ ệ ố ệ ạ ượ cthành t u đáng k trong vi c xác đ nh t a đ tự ể ệ ị ọ ộ ương đ i Nguyên lý đo t a đ tố ọ ộ ương đ iố là xác đ nh pha c a sóng mang L1 (v i máy thu 1 t n s ) hay L1 và L2 (v i máy thu 2 t nị ủ ớ ầ ố ớ ầ s ).ố

Chúng ta có công th c:ứ

Trong đó: λ - Bước sóng (λ = c/f)f: T n s sóng;ầ ố

φs(ts ) - Pha c a sóng t i th i đi m ts khi v tinh b t đ u phát tín hi u;ủ ạ ờ ể ệ ắ ầ ệ

φp(t) - Pha c a sóng t i th i đi m t khi máy thu nh n đủ ạ ờ ể ậ ược tín hi u;ệNsp - S nguyên l n bố ầ ước sóng.

T các công th c trên ta suy ra:ừ ứ

ϕ(t) = φs(t) - (f/c).Ssp - φp(t) + Ns

K t h p các thành ph n c a v ph i c a công th c (5) chúng ta bi u di n dế ợ ầ ủ ế ả ủ ứ ể ễ ướ id ng:ạ

ϕ(t) = - (f/c).Ssp - αp(t) + βs(t) + γs

Trong đó:

αp(t) - Thành ph n nh hầ ả ưởng h th ng pha (t) do máy thu gây ra (ch y u là sệ ố ủ ế ố hi u ch nh đ ng h máy thu)ệ ỉ ồ ồ

βs(t) - Thành ph n nh hầ ả ưởng h th ng pha (t) do v tinh gây ra (ch y u là sệ ố ệ ủ ế ố hi u ch nh đ ng h v tinh)ệ ỉ ồ ồ ệ

γsp(t) - Thành ph n nh hầ ả ưởng h th ng pha (t) do c v tinh và máy thu gây raệ ố ả ệkhông ph thu c th i gian (ch y u là ụ ộ ờ ủ ế φs(to) - φp(to) + Nsp , trong đó to là th i đi m b t đ uờ ể ắ ầ đo)

Công th c (6) chính là công th c c b n đ l p phứ ứ ơ ả ể ậ ương trình đo trong k thu t đoỹ ật a đ tọ ộ ương đ i GPS Đi u quan tr ng nh t là chúng ta ph i t h p các tr đo sao choố ề ọ ấ ả ổ ợ ịkh đử ược các thành ph n h th ng p(t), s(t) và p.ầ ệ ố

I.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP Đ NH V B NG H TH NGỊỊ ẰỆỐGPS

I.3.1 Phép đ nh v tĩnh và đ nh v đ ng.ịịịị ộ

H GPS có th đệ ể ược dùng đ đ nh v các v t th tĩnh t i ho c các v t th chuy nể ị ị ậ ể ạ ặ ậ ể ể đ ng M c dù tr quan tr c là nh nhau, nh ng trên th c t do ăngten tĩnh ho c đ ng khácộ ặ ị ắ ư ư ự ế ặ ộnhau nên dãn đ n nh ng khác nhau r t l n.ế ữ ấ ớ

N u ăngten c đ nh chúng ta có th quan tr c nhi u c li đ n v tinh khác nhau,ế ố ị ể ắ ề ự ế ệvi c làm này cho phép ta có nh ng tr đo d th a, gi i nghi m t nhi u tr đo và nh nệ ữ ị ư ừ ả ệ ừ ề ị ậ được đ chính xác cao c a v trí độ ủ ị ược xác đ nh Khi ăngten chuy n đ ng chúng ta ch cóị ể ộ ỉth nh n để ậ ược nh ng ch đ nh (Fix) t c th i, (thông thữ ỉ ị ứ ờ ường t 4 c ly đừ ự ược quan tr cắ đ ng th i ho c g n nh đ ng th i) không có s đo d th a.ồ ờ ặ ầ ư ồ ờ ố ư ừ

Trong trường h p đ nh v tĩnh, chúng ta có th nh n đơ ị ị ể ậ ược ho c là m t k t quặ ộ ế ả theo th i gian th c, trong đó môĩ tr quan tr c m i đ u đờ ự ị ắ ớ ề ược s lý sao cho có th c iử ể ả thi n đệ ược tr to đ v trí đã đị ạ ộ ị ược xác đ nh trị ước đó, ho c là các tr quan tr c có thặ ị ắ ể được x lý sau khi k t thúc công tác ngoài tr i.Chúng ta g i là nghi m x lý sauử ế ờ ọ ệ ử(postprocessed solution).

Trong phép đ nh v đ ng, thị ị ộ ường người ta cũng tìm ki m nghi m theo th i gianế ệ ờth c, nh ng nghi m này ch bao g m m t v trí ( Fix ) t i m t th i đi m M t chu i cácự ư ệ ỉ ồ ộ ị ạ ộ ờ ể ộ ỗk t qu t i nh ng ch đ nh này ( l trình r i r c c a phế ả ạ ữ ỉ ị ộ ờ ạ ủ ương ti n l u thông ) có th đệ ư ể ượ cx lý b ng cách s d ng m t trong s nh ng th thu t ti p c n b ng đử ằ ử ụ ộ ố ữ ủ ậ ế ậ ằ ường cong tr n.ơ

I.3.2 Phép đ nh v tịị ương đ i.ố

Khi đòi h i tr đo có đ chính xác cao, c n ph i s d ng phép đ nh v tỏ ị ộ ầ ả ử ụ ị ị ương đ i.ố Trong ki u đo này, hai ăngten cùng hai máy thu tể ương ng đứ ược đ t t i hai đ u c a c nhặ ạ ầ ủ ạ

c n quan tr c và ph i làm vi c đ ng th i S dĩ có th đ t đầ ắ ả ệ ồ ờ ở ể ạ ược đ chính xác cao trongộki u đo này là vì m t s sai s tích lu trong các c ly quan tr c thể ộ ố ố ỹ ự ắ ường đ ng nh t v iồ ấ ớ nhau ho c t i thi u cũng tặ ố ể ương t nhau t i hai đ u c a đự ạ ầ ủ ường đáy Các sai s này có thố ể được lo i tr ho c ít nh t cũng gi m m t cách đáng k khi xác đ nh tr s đ nh v tạ ừ ặ ấ ả ộ ể ị ị ố ị ị ươ ngđ i.ố

M t ki u đ nh v tộ ể ị ị ương đ i đ c bi t h p d n, l n đ u tiên đố ặ ệ ấ ẫ ầ ầ ược Ben Remondithu c C c Đo đ c tr c đ a M đ xu t, là ki u đ nh v tộ ụ ạ ắ ị ỹ ề ấ ể ị ị ương đ i d ng bán đ ng (relativeố ạ ộsemi kinematic positioning) Ý tưởng c a ki u đo này là s d ng m t máy tĩnh vàm t máyủ ể ử ụ ộ ộdi đ ng lang thang xung quanh N u không xu t hi n tr s trộ ế ấ ệ ị ố ượt chu kỳ trong các máy thuthì có th liên t c đ m b o đ chính xác t t h n 1 chu kỳ (20 cm) c a tín hi u phaseể ụ ả ả ộ ố ơ ủ ệphách sóng mang trong các tr s đ nh v tị ố ị ị ương đ i gi a máy thu tĩnh và máy thu langố ữthang Ki n ngh này có hai ng ý: ế ị ụ

* Các ng d ng đ nh v đ ng có th l i d ng đ chính xác cao h n nhi u c a sứ ụ ị ị ộ ể ợ ụ ộ ơ ề ủ ố đo sóng mang, thay vì b h n ch trong đ chính xác c a s đo mã.ị ạ ế ộ ủ ố

* M ra m t ph m vi r ng h n trong ng d ng phép đ nh v GPS: l p tam giácở ộ ạ ộ ơ ứ ụ ị ị ậnh hàng không không dùng đ n nh ng đi m kh ng ch m t đ t.

I.3.3 Phép đ nh v nhi u máy thu.ịịề

Đ chính xác c a các k t qu đo s độ ủ ế ả ẽ ược c i thi n m t cách đáng k khi m t sả ệ ộ ể ộ ố máy thu được tri n khai dể ướ ại d ng m t m ng lộ ạ ướ ịi đ nh v Nói chung, m t m ng lị ộ ạ ướ iluôn có c u hình m nh h n v m t hình h c so v i m t c nh đo vì có s đo d th a -ấ ạ ơ ề ặ ọ ớ ộ ạ ố ư ừcác c nh đo trong lạ ướ ầi c n ph i tho mãn nh ng đi u ki n đả ả ữ ề ệ ược xác đ nh b ng phị ằ ươ ngpháp hình h c Các tr đo d th a đọ ị ư ừ ược dùng đ ki m soát nh hể ể ả ưởng c a nh ng sai sủ ữ ố khác nhau, bao g m sai s ng u nhiên và sai s h th ng trong các tr quan tr c Chúng taồ ố ẫ ố ệ ố ị ắđ ý th y r ng ngay c khi ch có 2 máy thu cũng nên liên k t các c nh đáy thi t k thànhể ấ ằ ả ỉ ế ạ ế ếcác m ng lạ ưới, có nh th m i c i thi n đư ế ớ ả ệ ược đ chính xác c a các tr s đ nh v ộ ủ ị ố ị ị

Khi tri n khai nhi u máy thu, ngể ề ười ta ph i đ i đ u v i nh ng qui lu t khácả ố ầ ớ ữ ậthường, liên quan đ n ph n lế ầ ưới mà trên đó các máy thu đang ho t đ ng và liên quan đ nạ ộ ế các giai đo n quan tr c trên t ng tr m riêng bi t Trong hoàn c nh nh v y, ngạ ắ ừ ạ ệ ả ư ậ ười ta c nầ ph i đ c bi t chú ý th c hi n t i u hoá l ch đo đ đ t đ chính xác t t nh t b ng nh ngả ặ ệ ự ệ ố ư ị ể ạ ộ ố ấ ằ ữ công c r ti n nh t.ụ ẻ ề ấ

I.3.4 Phép đ nh v đ ng tịị ộương đ iố

N u c n ph i xác đ nh v trí chuy n đ ng v i đ chính xác cao thi các phép đ nh vế ầ ả ị ị ể ộ ớ ộ ị ị đi m mô t trể ả ước đây có th không đ s d ng Khi đó, c n ph i dùng t i khái ni mể ủ ử ụ ầ ả ớ ệ đ nh v phân sai (differential) tị ị ương đ i ý tố ưởng chính c a phép đo này là dùng m tủ ộ ăngten tĩnh t i làm đi m tham chi u Sau đó, máy thu các ăngten tĩnh t i truy c p nh ngạ ể ế ạ ậ ữ

v tinh gi ng nh nh ng v tinh đang đệ ố ư ữ ệ ược máy thu có ăngten chuy n đ ng truy c p (t tể ộ ậ ố nh t là truy c p t t c các v tinh nhìn th y đấ ậ ấ ả ệ ấ ược) Đ chính xác độ ược coi là ph thu cụ ộ vào v trí c a máy tĩnh t i và s ho t đ ng c a đ ng h S dĩ có s khác nhau (t c sai sị ủ ạ ự ạ ộ ủ ồ ồ ở ự ứ ố khép đ dài) gi a nh ng c li đo t i các v tinh và nh ng c li tính độ ữ ữ ự ớ ệ ữ ự ượ ừ ịc t v trí "bi tế trước" c a máy thu tĩnh t i và đ ng h và s dĩ có s bi n đ i trông th y trong v trí c aủ ạ ồ ồ ở ự ế ổ ấ ị ủ máy thu tĩnh t i là do có nh ng bi n đ ng t c th i trong thông tin qu đ o trong giá trạ ữ ế ộ ứ ờ ỹ ạ ị th i gian tr do khí quy n và trong ho t đ ng c a đ ng h ờ ễ ể ạ ộ ủ ồ ồ

Người ta truy n kho ng l ch v trí (Position offset) ho c sai s khép đ dài t iề ả ệ ị ặ ố ộ ớ máy thu chuy n đ ng thông qua vi c n i thông tin liên lac trong th i gian th c K t quể ộ ệ ố ờ ự ế ả c a các nghiên c u cho tháy r ng ngủ ứ ằ ười ta nh n đậ ược nh ng k t qu t t h n và vi c bữ ế ả ố ơ ệ ổ sung s li u ch nh cũng d dàng h n khi dùng sai s khép đ dài thay cho kho ng l ch vố ệ ỉ ễ ơ ố ộ ả ệ ị trí S hi u ch nh th i gian th c này đã nâng cao đ chính xác và đ tin c y c a phép đ nhố ệ ỉ ờ ự ộ ộ ậ ủ ị v đ ng.ị ộ

Máy thu tĩnh t i có th đạ ể ược coi là m t v tinh gi đ t trên b đ truy n tín hi uộ ệ ả ặ ờ ể ề ệ và thông báo đã được mã hoá b ng cùng m t cách gi ng nh nh ng gì đã đằ ộ ố ư ữ ược truy nề qua v tinh.ệ

I.3.5 C u hình hình h c GPS và đ chính xác.ấọộ

Đ chính xác đ nh v đi m b ng GPS ph thu c vào hai y u t : c u hình hình h cộ ị ị ể ằ ụ ộ ế ố ấ ọ v trí v tinh và đ chính xác đo đ c Thành ph n thông thị ệ ộ ạ ầ ường c a đ chính xác đo đ củ ộ ạ GPS là sai s đo dài tố ương đương c a ngủ ườ ử ụi s d ng (UERE - User Equivalent RangeError) th hi n nh hể ệ ả ưởng t ng h p c a tính thi u tin c y c a l ch thiên văn, sai sổ ợ ủ ế ậ ủ ị ố truy n sóng, sai s đ ng h đo th i gian và nhi u trong máy thu.ề ố ồ ồ ờ ễ

xác DOP (Dilution of Precision) và được tính b ng t s gi a đ chính xác đ nh v và đằ ỉ ố ữ ộ ị ị ộ chính xác đo, ho c: ặ σ = DOP σo

Trong đó σo là đ chính xác c a tr s đo (đ tán x tiêu chu n)ộ ủ ị ố ộ ạ ẩ

σ là đ chính xác đ nh v (đ tán x tiêu chu n trong m t tr s t a đ )ộ ị ị ộ ạ ẩ ộ ị ố ọ ộ

DOP là m t tr s vô hộ ị ố ướng th hi n tác đ ng c a c u hình hình h c đ i v i để ệ ộ ủ ấ ọ ố ớ ộ chính xác c a v trí đi m Có nhi u tr s DOP khác nhau, tùy thu c chúng ta quan tâm đủ ị ể ề ị ố ộ ộ chính xác c a m t tr s t a đ riêng bi t hay là t ng h p c a nh ng t a đ Các tr sủ ộ ị ố ọ ộ ệ ổ ợ ủ ữ ọ ộ ị ố DOP thường dùng nh t là:ấ

VDOP σo là đ chính xác tiêu chu n trong cao đ ộ ẩ ộHDOP σo là đ chính xác v trí m t ph ng 2D.ộ ị ặ ẳ

PDOP σo là đ chính xác v trí không gian 3D.ộ ịTDOP σo là đ chính xác tiêu chu n trong th i gian.ộ ẩ ờTHDOP σo là đ chính xác m t ph ng và th i gian.ộ ặ ẳ ờ

GDOP σo là đ chính xác v trí không gian 3D và th i gian.ộ ị ờ

Kho ng tin c y đ i v i v trí đi m xác đ nh trên m t ph ng chính là căn b c haiả ậ ố ớ ị ể ị ặ ẳ ật ng bình phổ ương hai tr c c a elip sai s Đó chính là HDOP Nói chung, m i DOP đ uụ ủ ố ỗ ề tương đương v i m t căn b c hai c a t ng các bình phớ ộ ậ ủ ổ ương c a kho ng tin c y trên cácủ ả ậtr c tụ ương ng v i nh ng tham s chúng ta quan tâm.ứ ớ ữ ố

I.3.6 Đ suy gi m chính xác.ộả

Đ suy gi m chính xác DOP là s đo cộ ả ố ường đ hình h c c a c u hình phân b vộ ọ ủ ấ ố ệ tinh GPS B i vì c u hình v tinh ph thu c vào v trí, cho nên cở ấ ệ ụ ộ ị ường đ c u hình thayộ ấđ i theo th i gian khi các v tinh chuy n đ ng trên qu đ o c a chúng t v trí này đ n vổ ờ ệ ể ộ ỹ ạ ủ ừ ị ế ị trí kia.

Chúng ta mong mu n tr DOP càng nh càng t t Gi thi t đ chính xác tr s đo làố ị ỏ ố ả ế ộ ị ố10 m, tr DOP là 5 thì chúng ta có đ chính xác đ nh v là 50 m N u tr DOP g n b ngị ộ ị ị ế ị ầ ằ đ n v thì đ chính xác đ nh v c a chúng ta g n b ng đ chính xác tr s đo 10 m (m tơ ị ộ ị ị ủ ầ ằ ộ ị ố ộ tình hu ng may m n nh t).ố ắ ấ

I.4 CÁC NGU N SAI S TRONG K T QU ĐO GPSỒỐẾẢ

I.4.2 Sai s do quĩ đ o v tinhốạệ

Chuy n đ ng c a v tinh trên quĩ đ o không tuân th nghiêm ng t đ nh lu tể ộ ủ ệ ạ ủ ặ ị ậ Kepler do có nhi u tác đ ng nhi u nh : Tính không đ ng nh t c a tr ng trề ộ ễ ư ồ ấ ủ ọ ường trái đ t,ấ

khí quy n, áp l c c a b c x m t tr i, V trí t c th i c a v tinh ch có th xác đ nhể ự ủ ứ ạ ặ ờ ị ứ ờ ủ ệ ỉ ể ị theo mô hình chuy n đ ng để ộ ược xây d ng trên c s các s li u quan sát t các tr m cóự ơ ở ố ệ ừ ạđ chính xác cao trên m t đ t thu c ph n đi u khi n c a h th ng GPS và độ ặ ấ ộ ầ ề ể ủ ệ ố ương nhiêncó ch a sai s Có hai lo i ephemerit đứ ố ạ ược xác đ nh t k t qu h u s lý s li u quan sátị ừ ế ả ậ ử ố ệ

cho chính các th i đi m n m trong kho ng th i gian quan sát và ephemerit đờ ể ằ ả ờ ược ngo iạ suy t các ephemerit nêu trên cho máy ngày ti p theo, lo i ephemerit th nh t có đ chínhừ ế ạ ứ ấ ộxác m c 10 - 50 m, và ch đở ứ ỉ ược cung c p khi đấ ược Chính ph M cho phép, còn lo iủ ỹ ạ th 2 m c 20 -100 m và cho phép khách hàng s d ng Sai s v trí c a v tinh nhứ ở ứ ử ụ ố ị ủ ệ ả hưởng g n nh tr n v n t i sai s xác đ nh to đ c a đi m quan tr c đ n riêng bi t,ầ ư ọ ẹ ớ ố ị ạ ộ ủ ể ắ ơ ệ nh ng l i đư ạ ược lo i tr đáng k trong k t qu đ nh v tạ ừ ể ế ả ị ị ương đ i gi a hai đi m.ố ữ ể

I.4.3 Sai s do t ng đi n ly và t ng đ i l uốầệầố ư

Được phát đi t v tinh đ cao 20 200 km xu ng t i máy thu trên m t đ t, cácừ ệ ở ộ ố ớ ặ ấtín hi u vô tuy n ph i xuyên qua t ng đi n ly và t ng đ i l u T c đ lan truy n tín hi uệ ế ả ầ ệ ầ ố ư ố ộ ề ệ tăng t l thu n v i m t đ đi n t t do trong t ng đi n ly và t l ngh ch v i bìnhỉ ệ ậ ớ ậ ộ ệ ử ự ầ ệ ỉ ệ ị ớphương t n s c a tín hi u nh hầ ố ủ ệ Ả ưởng c a t ng đi n ly s đủ ầ ệ ẽ ược lo i tr đáng k b ngạ ừ ể ằ cách s d ng hai t n s t i khác nhau Chính vì th , đ đ m b o đ nh v v i đ chính xácử ụ ầ ố ả ế ể ả ả ị ị ớ ộcao người ta s d ng các máy thu GPS 2 t n s Xong khi 2 đi m quan sát g n nhau thìử ụ ầ ố ể ở ầ

d ng máy thu 1 t n s cho trụ ầ ố ường h p đ nh v kho ng cách ng n nh hợ ị ị ở ả ắ Ả ưởng c a t ngủ ầ đi n ly vào ban đêm s nh h n t i 5-6 l n so v i ban ngày.ệ ẽ ỏ ơ ớ ầ ớ

là nhi t đ , áp su t và đ m Nó có th đệ ộ ấ ộ ẩ ể ược xem là g n nh nhau đ i v i hai đi mầ ư ố ớ ể quan sát cách nhau không quá vài ch c km và vì th s đở ụ ế ẽ ược lo i tr đáng k trongạ ừ ểhi u tr đo gi a hai đi m quan sát.ệ ị ữ ể

Đ làm gi m nh hể ả ả ưởng c a t ng đi n ly và t ng đ i l u ngủ ầ ệ ầ ố ư ười ta quy đ nh chị ỉ quan sát v tinh đ cao t 15ệ ở ộ ừ o tr lên so v i m t ph ng chân tr i.ở ớ ặ ẳ ờ

I.4.4 Sai s do nhi u tín hi u:ốễệ

Ăng ten c a máy thu không ch thu tín hi u đi th ng t v tinh t i mà còn nh n củ ỉ ệ ẳ ừ ệ ớ ậ ả các tín hi u ph n x t m t đ t và môi trệ ả ạ ừ ặ ấ ường xung quanh Sai s do hi n tố ệ ượng này gâyra được g i là sai s do nhi u x c a tín hi u v tinh Đ làm gi m sai s này, các nhàọ ố ễ ạ ủ ệ ệ ể ả ốch t o máy thu không ng ng hoàn thi n c u t o c a c máy thu và ăng ten.ế ạ ừ ệ ấ ạ ủ ả

T ng h p nh hổ ợ ả ưởng c a các ngu n sai s ch y u nêu trên cùng v i ngu n saiủ ồ ố ủ ế ớ ồs ph khác, kho ng cách t v tinh đ n các đi m quan sát ph khác s có sai s 13 mố ụ ả ừ ệ ế ể ụ ẽ ốv i xác su t 95% N u xét đ n nh hớ ấ ế ế ả ưởng c a ch đ C\A thì sai s này s là 50 m.ủ ế ộ ố ẽSong các giá tr này m i ch là sai s c a kho ng cách t m i v tinh đ n đi m quan sát,ị ớ ỉ ố ủ ả ừ ỗ ệ ế ểch không ph i là sai s c a b n thân v trí đi m quan sát Do v trí đi m quan sát đứ ả ố ủ ả ị ể ị ể ượ cxác đ nh b i phép giao h i kho ng cách t các v tinh nên đ chính xác c a nó ph thu cị ở ộ ả ừ ệ ộ ủ ụ ộ vào các góc giao h i, t c là ph thu c vào đ hình phân b v tinh so v i đi m quan sát.ộ ứ ụ ộ ồ ố ệ ớ ểđ có để ược sai s v trí đi m quan sát ta ph i đem sai s kho ng cách giao h i nhân v iố ị ể ả ố ả ộ ớ

m t h s l n h n 1 H s này đ c tr ng cho đ hình giao h i và độ ệ ố ớ ơ ệ ố ặ ư ồ ộ ược g i là h sọ ệ ố phân tán đ chính xác (Dilution of Precision - DOP) Rõ ràng DOP càng nh thì v trí đi mộ ỏ ị ể quan sát được xác đ nh càng chính xác.ị

H s DOP t ng h p nh t là h s phân tán đ chính xác hình h c - GDOP, vì nóệ ố ổ ợ ấ ệ ố ộ ọđ c tr ng cho c ba thành ph n t a đ không gian X, Y, Z và y u t th i gian t H sặ ư ả ầ ọ ộ ế ố ờ ệ ố GDOP t 2 - 4 đừ ược coi là t t.ố

I.5 CÁC NG D NG C A H TH NG Đ NH V TOÀNỨỤỦỆỐỊỊC U GPSẦ

1.5.1 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ m t đ tứụắịảồ ặấ

Đ chính xác cao c a các tr s đo Phase sóng mang GPS cùng v i nh ng thu tộ ủ ị ố ớ ữ ậ toán bình sai x p x d n cung c p m t công c thích h p cho nhi u nhi m v khác nhauấ ỉ ầ ấ ộ ụ ợ ề ệ ụtrong công tác tr c đ a và b n đ Chúng ta có th chia các ng d ng này làm 4 lo i:ắ ị ả ồ ể ứ ụ ạ

- Đo đ c đ a chínhạ ị

- L p lậ ưới kh ng ch tr c đ a.ố ế ắ ị- Theo dõi đ bi n d ng c c b ộ ế ạ ụ ộ- Theo dõi đ bi n d ng toàn b ộ ế ạ ộ

Đo đ c đ a chính đòi h i đ chính xác v trí tạ ị ỏ ộ ị ương đ i kho ng 10ố ả -4 Người ta cóth đ t để ạ ược đ chính xác này m t cách d dàng b ng cách quan tr c GPS.ộ ộ ễ ằ ắ

Lưới kh ng ch tr c đ a là nh ng lố ế ắ ị ữ ưới tr c đ a có đ chính xác cao Đ chính xácắ ị ộ ộyêu c u v v trí tầ ề ị ương đ i kho ng 5.10ố ả -6 đ n 1.10ế -6 ng v i các c ly 20 - 100 km Đứ ớ ự ộ chính xác này có th đ t để ạ ược b ng cách x lý sau các tr đo phase sóng mang GPS b ngằ ử ị ằ nh ng ph n m m tiêu chu n Các c p h ng kh ng ch th p h n (ví d lữ ầ ề ẩ ấ ạ ố ế ấ ơ ụ ưới đo v b nẽ ả đ ) có th cũng đồ ể ược thành l p b ng phậ ằ ương pháp GPS.

Vi c theo dõi đ bi n d ng c c b (lún do khai thác m , bi n d ng công trình)ệ ộ ế ạ ụ ộ ỏ ế ạđòi h i đ chính xác 1 mm đ n 1 cm trên c ly t i m t vài km Đ i v i nh ng ng d ngỏ ộ ế ự ớ ộ ố ớ ữ ứ ụ này, đ chính xác có th đ t độ ể ạ ược nói trên b h n ch b i s thi u ch c ch n trong sị ạ ế ở ự ế ắ ắ ự bi n đ i c a các t m vi m ch trong ăng ten GPS và s sai l ch v tín hi u do môi trế ổ ủ ấ ạ ự ệ ề ệ ườ ngph n x n i đ t ăng ten H n th n a, khó khăn b tăng lên do kh năng nhìn th y v tinhả ạ ơ ặ ơ ế ữ ị ả ấ ệb gi i h n vì hi n tị ớ ạ ệ ượng bóng t i c a tín hi u trong môi trố ủ ệ ường công nghi p tiêu bi u.ệ ể

Vi c theo dõi đ bi n d ng toàn bệộ ếạộ (ho t đ ng ki n t o c a đ a t ng) đòi h i đạ ộ ế ạ ủ ị ầ ỏ ộ chính xác kho ng 10ả -7 - 10-8 trên c ly liên l c đ a S khác nhau c b n gi a vi c theoự ụ ị ự ơ ả ữ ệdõi bi n d ng toàn b so v i nh ng ng d ng đã nói trên là ch trong trế ạ ộ ớ ữ ứ ụ ở ỗ ường h p nàyợ

c n ph i có m t mô hình ph c t p v các qu đ o v tinh GPS, các tr th i tr khiầ ả ộ ứ ạ ề ỹ ạ ệ ị ờ ễtruy n tín hi u qua t ng khí quy n và các đ l ch khác.ề ệ ầ ể ộ ệ

I.5.2 Các ng d ng trong giao thông và thông tin trên m t đ tứụặấ

Vi c ph bi n r ng rãi phép đ nh v hàng h i b ng GPS trong giao thông dân d ngệ ổ ế ộ ị ị ả ằ ụ h u nh tăng d n d n thay th các phầ ư ầ ầ ế ương pháp truy n th ng Trong vi c xác đ nh cácề ố ệ ịhành trình trên m t đ t, m t màn hình t đ ng th hi n v trí c a phặ ấ ộ ự ộ ể ệ ị ủ ương ti n (đệ ược xácđ nh b ng GPS) trên m t s đ đi n t có th s thay th s so sánh có tính th công cácị ằ ộ ơ ồ ệ ử ể ẽ ế ự ủv t th xung quanh phậ ể ương ti n v i b n đ truy n th ng ng d ng này thu c lo i c cệ ớ ả ồ ề ố Ứ ụ ộ ạ ự kỳ quan tr ng đ i v i các phọ ố ớ ương ti n thi hành lu t pháp, công tác tìm ki m ho c c uệ ậ ế ặ ứ h ộ

Vi c theo dõi v trí và s chuy n đ ng c a các phệ ị ự ể ộ ủ ương ti n có th đ t đệ ể ạ ược n uế các phương ti n này đệ ược trang b nh ng máy phát chuy n ti p t đ ng đ h tr máyị ữ ể ế ự ộ ể ỗ ợthu GPS V trí đị ược xác đ nh b ng các thi t b thu và x lý GPS có th đị ằ ế ị ử ể ược truy n đ nề ế m t đ a đi m trung tâm độ ị ể ược th hi n trên màn hình.ể ệ

I.5.3 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ trên bi n:ứụắịảồể

Nh đ chính xác cao và th i gian c n thi t đ đo m t v trí ch đ nh (Fix) ng n,ờ ộ ờ ầ ế ể ộ ị ỉ ị ắ h GPS đ c bi t phù h p v i công vi c đ nh v ven b và ngoài kh i Đ i v i công tácệ ặ ệ ợ ớ ệ ị ị ờ ơ ố ớtr c đ a bi n, yêu c u đ chính xác v v trí m t ph ng thắ ị ể ầ ộ ề ị ặ ẳ ường thay đ i trong kho ng tổ ả ừ m t vài đ cimét đ n m t vài ch c mét Đ đáp ng các yêu c u này c n ph i s d ngộ ề ế ộ ụ ể ứ ầ ầ ả ử ụ nh ng k thu t quan sát và x lý s li u khác nhau b ng cách s d ng các phép đo gi cữ ỹ ậ ử ố ệ ằ ử ụ ả ự ly ho c phép đo phase sóng mang Các ng d ng trên bi n bao g m đo v b n đ , cácặ ứ ụ ể ồ ẽ ả ồchướng ng i d n đạ ẫ ường tàu thuy n (đo v bãi c n, đo v phao n i) và đo v các c u tàuề ẽ ạ ẽ ổ ẽ ầvà b n c ng Các yêu c u đ nh v trong thám hi m đ a lý đáy bi n (ví d đo đ a ch n)ế ả ầ ị ị ể ị ể ụ ị ấ cũng nh các yêu c u v đ nh v h khoan đ u có th đư ầ ề ị ị ố ề ể ược đáp ng b ng GPS.ứ ằ

Trong tr c đ a bi n (đ a hình đáy bi n, trắ ị ể ị ể ường tr ng l c c a trái đ t ) đ u có thọ ự ủ ấ ề ể dùng GPS làm công c đ nh v ụ ị ị

I.5.4 Các ng d ng trong giao thông và h i dứụả ương h c trên bi nọể

H th ng đ nhv GPS đã tr thành m t công c d n đệ ố ị ị ở ộ ụ ẫ ường hàng h i trên bi n lýả ểtưởng Yêu c u đ chính xác d n hầ ộ ẫ ướng đi trên bi n thay đ i trong kho ng t m t vàiể ổ ả ừ ộmét (trên bãi bi n, b n tàu và d n hể ế ẫ ướng trên sông) đ n m t vài trăm mét (d n hế ộ ẫ ướ ngtrên đường đi) Th t c đ nh v GPS chính xác s d ng c phép đo gi ng u nhiên vàủ ụ ị ị ử ụ ả ả ẫphép đo phase sóng mang có th đ a đ n vi c d n hể ư ế ệ ẫ ướng đi c a tàu thuy n trên sông vàủ ềven bi n không c n đ n phao n i, công tác tìm ki m và c u h ngoài kh i xa cũng s cóể ầ ế ổ ế ứ ộ ơ ẽhi u qu h n nh đệ ả ơ ờ ược nâng cao đ chính xác vi c d n hộ ệ ẫ ướng đường đi.

Các nhu c u đ nh v đ i v i công tác dã ngo i trong v t lý đ i dầ ị ị ố ớ ạ ậ ạ ương cũng có thể được đáp ng nh h GPS Phép đo phase c a sóng mang b túc cho ta t c đ tàu thuy nứ ờ ệ ủ ổ ố ộ ề chính xác, là s li u c n thi t trong nghiên c u các dòng ch y c a đ i dố ệ ầ ế ứ ả ủ ạ ương.

I.5.5 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ hàng khôngứụắịảồ

Trong ng d ng đo đ c và đo v b n đ t nh máy bay, h đ nh v GPS cungứ ụ ạ ẽ ả ồ ừ ả ệ ị ịc p k thu t d n đấ ỹ ậ ẫ ường bay, xác đ nh tâm chính nh.ị ả

Trong đo v nh hàng không, yêu c u đ chính xác d n đẽ ả ầ ộ ẫ ường bay kho ng m tả ộ vài ch c mét - có th th c hi n đụ ể ự ệ ược m t cách d dàng nh h GPS Phép x lý sau v iộ ễ ờ ệ ử ớ đ chính xác cao b ng GPS có th thay th k thu t tam giác nh không gian và do đó cóộ ằ ể ế ỹ ậ ảth đóng vai trò c a các đi m kh ng ch m t đ t m t cách tuy t h o Yêu c u v để ủ ể ố ế ặ ấ ộ ệ ả ầ ề ộ chính xác c a phép đ nh v trong lĩnh v c ng d ng này thay đ i trong kho ng t 0.5 mủ ị ị ự ứ ụ ổ ả ừđ n 26 m tuỳ theo t ng lo i t l b n đ khác nhau.ế ừ ạ ỉ ệ ả ồ

Phép l p m t c t đ a hình b ng laze hàng không có th đậ ặ ắ ị ằ ể ược dùng đ đo v tr cể ẽ ự ti p b n đ s c a đ a hình (mô hình s m t đ t) n u v trí c a b c m bi n (laze) đế ả ồ ố ủ ị ố ặ ấ ế ị ủ ộ ả ế ượ cbi t v i đ chính xác kho ng 0.5 - 1 m v đ cao và m t vài mét v m t ph ng Ngế ớ ộ ả ề ộ ộ ề ặ ẳ ười tatrông đ i h GPS s cho đ chính xác đ nh v t t h n trong phép x lý sau khi đo.ợ ệ ẽ ộ ị ị ố ơ ử

Phép đo tr ng l c hàng không cũng đòi h i m t ki u đ nh v tọ ự ỏ ộ ể ị ị ương t nh v y.ự ư ậ Trong lĩnh v c ng d ng này, các s đo GPS cho phép xác đ nh thêm t c đ c a b c mự ứ ụ ố ị ố ộ ủ ộ ả bi n c n thi t cho phép quy EOTVOS d li u tr ng l c.ế ầ ế ữ ệ ọ ự

Phép đo sâu laze hàng không và phép x nh rada đòi h i đ chính xác đ nh v bạ ả ỏ ộ ị ị ộ c m bi n không cao có th th c hi n m t cách d dàng b ng các s đo GPS.ả ế ể ự ệ ộ ễ ằ ố

I.5.6 ng d ng trong giao thông hàng khôngỨụ

Trong lĩnh v c hàng không dân d ng, h u h t các hãng hàng không qu c t đã sự ụ ầ ế ố ế ử d ng h GPS làm h th ng d n đụ ệ ệ ố ẫ ường bay ICAO - T ch c hàng không dân d ng qu cổ ứ ụ ố t đã quy đ nh s d ng h th ng GPS trong d n đế ị ử ụ ệ ố ẫ ường và c t, h cánh Vi t nam tấ ạ Ở ệ ừ 1998 hãng hàng không qu c gia s chính th c s d ng GPS.ố ẽ ứ ử ụ

Trong các ng d ng hàng không khác (lâm nghi p và gieo tr ng ngũ c c ), nh ngứ ụ ệ ồ ố ữ lĩnh v c không đòi h i tính an toàn c a hàng không mà ch c n tri n khai vi c v nự ỏ ủ ỉ ầ ể ệ ậ chuy n hàng hóa, k thu t GPS có th đ m b o d dàng nh ng yêu c u chính xác vể ỹ ậ ể ả ả ễ ữ ầ ề d n đẫ ường bay.

I.5.7 Các ng d ng trong thám hi m không gianứụể

ng d ng ch y u c a h GPS trong thám hi m không gian bao g m vi c đ nh v

và đ nh hị ướng bay c a các phủ ương ti n không gian khác có mang theo nh ng máy thuệ ữphát đ a lý ho c tr c đ a Thông thị ặ ắ ị ường các v tinh này có qu đ o th p, vì v y nguyênệ ỹ ạ ấ ậ

lý hình h c c a các phép đo cũng tọ ủ ươgn t nh đã ng d ng cho m t đ t Nh ng ví dự ư ứ ụ ặ ấ ữ ụ đi n hình trong lĩnh v c ng d ng này là phép đo vi n thám b ng v tinh và phép đo để ự ứ ụ ễ ằ ệ ộ cao b ng rada Các v trí t a đ c a v tinh nh n đằ ị ọ ộ ủ ệ ậ ượ ừc t các s đo GPS có th đố ể ượ cdùng đ c i ti n ho c đ n gi n hóa nh ng tính toán qu đ o c a các phể ả ế ặ ơ ả ữ ỹ ạ ủ ương ti n khôngệgian này, th m chí thay th phép đ nh v liên t c b ng phép đ nh v r i r c trong đ nh vậ ế ị ị ụ ằ ị ị ờ ạ ị ị qu đ o bay.ỹ ạ

I.5.8 Các ng d ng trong vi c ngh ng i gi i trí.ứụệỉơả

Người ta trông đ i giá c c a các máy thu GPS s liên t c gi m Hi n nay m cợ ả ủ ẽ ụ ả ệ ở ứ giá m t vài trăm dola nh ng ngộ ữ ườ ử ụi s d ng không chuyên cũng đã có th mua để ược máythu GPS đ n gi n, có kích thơ ả ước, tr ng lọ ượng r t nh (nh đ ng h đeo tay) Trongấ ỏ ư ồ ồtrường h p này, các ho t đ ng ngh ng i và đi u dợ ạ ộ ỉ ơ ề ưỡng s cung c p m t th trẽ ấ ộ ị ường r ngộ l n cho nh ng máy thu đeo tay, xách tay, giá r d s d ng.ớ ữ ẻ ễ ử ụ

I.5.9 Các ng d ng trong quân đ iứụộ

H th ng đ nh v toàn c u đệ ố ị ị ầ ược thi t k ch y u đ cho quân đ i đ nh v đi mế ế ủ ế ể ộ ị ị ể theo th i gian th c Các ng d ng cho quân đ i bao g m d n hờ ự ứ ụ ộ ồ ẫ ướng hàng không, hàngh i và trên b H đ nh v GPS đả ộ ệ ị ị ược coi là h đ c l p và là m t b ph n c a nh ng hệ ộ ậ ộ ộ ậ ủ ữ ệ th ng d n đố ẫ ường tích h p Ngoài ra, các v tinh GPS còn mang theo các b thu phát đợ ệ ộ ể khám phá và hi n th các v n h t nhân.ể ị ụ ổ ạ

I.6 S PHÁT TRI N C A CÔNG NGH GPS ĐO TĨNHỰỂỦỆTRONG GIAI ĐO N 1990 Đ N NAYẠẾ

T năm 1990 cho t i nay công ngh GPS đã đừ ớ ệ ược c i ti n khá nhi u đ đ t đả ế ề ể ạ ượ ccác thành t u m i v đ chính xác và v m r ng ph m vi k thu t Nói chung các thayự ớ ề ộ ề ở ộ ạ ỹ ậđ i ch y u v k thu t GPS là:ổ ủ ế ề ỹ ậ

•S lố ượng v tinh đã nâng t 18 lên 32 t o nên s lệ ừ ạ ố ượng tr đo nhi u h n trênị ề ơm i đi m đo;ỗ ể

•Ch t lấ ượng tín hi u v tinh t t h n nhi u l n, không gây các gián đo n trongệ ệ ố ơ ề ầ ạthu tín hi u nh trệ ư ước đây;

•Máy thu đượ ả ếc c i ti n v đ ng h đ nâng cao đ chính xác v th i gian;ề ồ ồ ể ộ ề ờ

•Antenna được c i ti n đ có đ nh y cao h n và kh c ph c các sai s nhi u tínả ế ể ộ ậ ơ ắ ụ ố ễhi u do môi trệ ường, đ c bi t là các nhi u do tín hi u ph n x t các v t đ tặ ệ ễ ệ ả ạ ừ ậ ặ quanh antenna;

•Ph n m m x lý các base line đầ ề ử ược c i ti n đ nâng cao vi c h n ch sai s doả ế ể ệ ạ ế ốqu đ o v tinh, sai s c a t ng bình l u.ỹ ạ ệ ố ủ ầ ư

Các thành qu ch y u c a công ngh GPS đả ủ ế ủ ệ ược nâng cao t năm 1990 cho đ nừ ế nay nh sau: ư

I.6.1 Nâng cao đ chính xác đo tĩnh thông qua các bi n pháp h n ch sai s đo:ộệạếố

Trong công ngh GPS có m t s ngu n sai s ch y u và các bi n pháp kh cệ ộ ố ồ ố ủ ế ệ ắ ph c đã đụ ược áp d ng nh sau:ụ ư

Sai s do qu đ o v tinh:ố ỹ ạ ệ Đây là ngu n sai s khá l n nh ng tác đ ng ch y uồ ố ớ ư ộ ủ ế vào to đ tuy t đ i x lý theo phạ ộ ệ ố ử ương pháp PseudoRange Vì v y, thông thậ ường to đạ ộ tuy t đ i trong h WGS-84 qu c t ch có th xác đ nh đệ ố ệ ố ế ỉ ể ị ược v i đ chính xác kho ng tớ ộ ả ừ 10 m t i100 m To đ này có vai trò r t quan tr ng trong vi c tính toán gia s to đớ ạ ộ ấ ọ ệ ố ạ ộ

∆X, ∆Y, ∆Z c a các base line N u đ chính xác to đ tuy t đ i c a m t đ u base lineủ ế ộ ạ ộ ệ ố ủ ộ ầtăng đượ ừc t 100m t i 2m thì đ chính xác c a ớ ộ ủ ∆X, ∆Y, ∆Z có th tăng thêm để ược 1 dm.Chính vì v y ngậ ười ta c n có to đ g n đúng trong h WGS-84 t i c 2 m đ có đầ ạ ộ ầ ệ ớ ỡ ể ượ ccác base line có đ chính xác cao Đ kh c ph c các sai s này ngộ ể ắ ụ ố ười ta đã s d ng cácử ụbi n pháp sau:ệ

Có đượ ịc l ch v tinh chính xác t i th i đi m đo: L ch v tinh chính xác có th cóệ ạ ờ ể ị ệ ểđược n u yêu c u NASA ho c IGS cung c p, nh ng cách này không ti n dùng vì ph iế ầ ặ ấ ư ệ ả ch đ i trong th i gian không ng n.ờ ợ ờ ắ

Quan tr c liên t c trong 24 gi : t c là 2 vòng qu đ o c a 32 v tính có th hi uắ ụ ờ ứ ỹ ạ ủ ệ ể ệ ch nh đỉ ượ ịc l ch v tinh thông qua các ph n m m x lý PseudoRange m i, đ chính xácệ ầ ề ử ớ ộđ t đạ ượ ớc t i 1 m Đ chính xác này đã độ ược th nghi m t i Vi t nam và đã so sánh k tử ệ ạ ệ ế qu đo to đ tuy t đ i v i k t qu lan truy n to đ theo các base line t 1 đi m g cả ạ ộ ệ ố ớ ế ả ề ạ ộ ừ ể ố to đ tuy t đ i cũng nh v i to đ đo n i v i lạ ộ ệ ố ư ớ ạ ộ ố ớ ưới IGS qu c t ố ế

S d ng h th ng DGPS toàn c u do OMNI STAR cung c p theo công nghử ụ ệ ố ầ ấ ệ RTCM v i các s hi u ch nh to đ đớ ố ệ ỉ ạ ộ ược cung c p t h th ng các tr m đ nh v c đ nhấ ừ ệ ố ạ ị ị ố ị toàn c u Công ngh này cũng đã đầ ệ ược th nghi m t i Vi t nam và cho đ chính xác đ tử ệ ạ ệ ộ ạ t i 1 m nh lý thuy t đã d báo.ớ ư ế ự

Sai s do môi trố ường truy n sóng:ề Môi trường chuy n sóng gây nên 3 lo i sai sề ạ ố ch y u trong quá trình sóng mang chuy n t v tinh t i máy thu:ủ ế ể ừ ệ ớ

Sai s do t ng Ion gây ra: đây là sai s do hi n tố ầ ố ệ ượng khúc x tia sóng đi tạ ừ kho ng không vũ tr vào t ng đ u tiên c a khí quy n Sai s này không gây nh hả ụ ầ ầ ủ ể ố ả ưở ngl n t i k t qu đo trong kho ng cách ng n mà ch có ý nghĩa trên kho ng cách dài Đớ ớ ế ả ả ắ ỉ ả ể kh c ph c ngắ ụ ười ta đã s d ng t n s th hai khi đo đ c trên kho ng cách dài.ử ụ ầ ố ứ ạ ả

Sai s do t ng đ i l u gây ra: đây là hi n tố ầ ố ư ệ ượng khúc x tia sóng đi trong l p khíạ ớquy n g n m t đ t Sai s này có tác đ ng ch y u cho kho ng cách ng n mà khôngể ầ ặ ấ ố ộ ủ ế ả ắ

đáng k trên kho ng cách dài Trể ả ước đây người ta yêu c u đo nhi t đ , áp su t, đ mầ ệ ộ ấ ộ ẩ đ tính s hi u ch nh Đ n nay các ph n m m đã s d ng s hi u ch nh theo mô hìnhể ố ệ ỉ ế ầ ề ử ụ ố ệ ỉt ng đ i l u t o đ chính xác cao h n s d ng các s hi u ch nh do nhi t đ , áp su t, đầ ố ư ạ ộ ơ ử ụ ố ệ ỉ ệ ộ ấ ộ

Sai s nhi u tín hi u do môi trố ễ ệ ường: sai s này có 2 ngu n gây ra: m t là do cácố ồ ộngu n phát sóng ng n quanh máy thu gây ra nh các đài truy n hình và hai là do sóng GPSồ ắ ư ềph n x t các v t th đ t quanh antenna Đ kh c ph c sai s này ngả ạ ừ ậ ể ặ ể ắ ụ ố ười ta đã c i ti nả ế các antenna có đ nh y cao h n, có kh năng ch ng nhi u và đ t thêm các b l c trongộ ậ ơ ả ố ễ ặ ộ ọph n m m (c firmware và software).ầ ề ả

Sai s do đ ng h máy thu:ố ồ ồ Đ chính xác đ ng h và đ ng b th i gian gi a đ ngộ ồ ồ ồ ộ ờ ữ ồ h v tinh và đ ng h máy thu có ý nghĩa r t quan tr ng trong vi c nâng cao đ chính xácồ ệ ồ ồ ấ ọ ệ ộk t qu đo GPS T t nhiên c i ti n đ ng h máy thu là m t vi c có th làm ngay đế ả ấ ả ế ồ ồ ộ ệ ể ượ c,ví d nh l p đ t các đ ng h nguyên t nh trên v tinh, nh ng nh v y không ai ch pụ ư ắ ặ ồ ồ ử ư ệ ư ư ậ ấ nh n đậ ược giá thành máy thu Người ta ch có th c i ti n các đ ng h th ch anh trongỉ ể ả ế ồ ồ ạmáy thu đ có kh năng n đ nh h n trong giai đo n đã đ ng b v i đ ng h v tinh.ể ả ổ ị ơ ạ ồ ộ ớ ồ ồ ệ

Đ n nay các ngu n sai s nói trên đã đế ồ ố ược kh c ph c đáng k , t o đắ ụ ể ạ ược các baseline có đ chính xác cao h n nhi u so v i giai đo n 1990 Các tr đo GPS c nh dài đã nângộ ơ ề ớ ạ ị ạđược đ chính xác t c 1/20.000.000 vào giai đo n 1990 đ n 1/200.000.000 nh hi nộ ừ ỡ ạ ế ư ệ nay đ t đạ ược.

I.6.2 Nâng cao đ chính xác tính toán nh các thu t toán m i:ộờậớ

Phương pháp x lý s li u góp ph n r t quan tr ng trong vi c lo i tr các sai sử ố ệ ầ ấ ọ ệ ạ ừ ố đo Người ta t p trung vào 2 gi i pháp sau đây:ậ ả

Trong x lý s li u GPS ngử ố ệ ười ta quan tâm t i hi u các tr đo có th có đớ ệ ị ể ược để lo i tr sai s , trong đó có hi u b c nh t là hi u tr đo gi a các th i đi m thu tín hi uạ ừ ố ệ ậ ấ ệ ị ữ ờ ể ệ c a 1 v tinh, hi u b c hai là hi u tr đo gi a các v tinh và hi u b c 3 là hi u tr đo gi aủ ệ ệ ậ ệ ị ữ ệ ệ ậ ệ ị ữ các đi m m t đ t S d ng hi u b c m y đ có m t l i gi i base line ch a sai s đo ítể ặ ấ ử ụ ệ ậ ấ ể ộ ờ ả ứ ốnh t là m t quá trình đ t nhi u ti n b theo th i gian Hãng GPS hàng đ u TRIMBLE đãấ ộ ạ ề ế ộ ờ ầđ a ra ph n m m TRIMVEC+ cho x lý các base line trong giai đo n 1990 - 1994, đ nư ầ ề ử ạ ế 1995 h đã thay th b ng ph n m m Wave Processor có hi u qu cao h n nhi u.ọ ế ằ ầ ề ệ ả ơ ề

V n đ l c nhi u là m t k thu t ph c t p trong x lý s li u v tinh, theo th iấ ề ọ ễ ộ ỹ ậ ứ ạ ử ố ệ ệ ờ gian người ta đã đ a ra các b l c hoàn ch nh h n đ sao cho trong tr đo ch còn nhi uư ộ ọ ỉ ơ ể ị ỉ ễ ng u nhiên Trong ph n m m m i GPSurvey c a hãng TRIMBLE đã đ a đẫ ầ ề ớ ủ ư ược vào nhi uề b l c m i t o hi u qu đáng k trong x lý các base line.ộ ọ ớ ạ ệ ả ể ử