THẢO LUẬN CÁ NHÂN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU VI SAI DGPS

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ TOPIC THẢO LUẬN CÁ NHÂN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU VI SAI DGPS GVHD: TS Nguyễn Thanh Dũng SVTH: Dương Hồng Phương MSSV: 1853020005 TP Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 11 năm 2021 DGPS 1.Giới thiệu DGPS • Hệ thống định vị toàn cầu vi sai (DGPS) cải tiến hệ thống định vị toàn cầu(GPS) đem lại cải thiện độ xác vị trí Làm cho thiết bị định vị nhận biết khác biệt vị trí trạm đo Phân biệt theo hai cách: định hệ thống vệ tinh số liệu đo đạc xác biết từ trước Từ sai khác vị trí đo vệ tinh vị trí xác biết Các thiết bị định vị hiệu chỉnh vị trí xác chúng Hình 1.1: Hệ thống DGPS • DGPS ngắn gọn việc kết hợp máy thu vệ tinh để giảm loại bỏ lỗi phổ biến dựa máy thu vệ tinh làm giảm lỗi quỹ đạo, giảm lỗi tầng điện ly lỗi tầng đối lưu Ngăn chặng việc phải sử dụng SA tạo lỗi đồng hồ cho vệ tinh máy thu • Cải thiện độ xác đáng kể từ 100 mét sang cm đến milimét • DGPS sử dụng nhiều (mạng lưới) trạm tham chiếu cố định mặt đất • Trạm so sánh vị trí biết với vị trí tính tốn từ người dùng GPS • Bất kỳ khác biệt sau phát sóng điều chỉnh cho người dùng Các tín hiệu hiệu điều chỉnh phát từ trạm mặt đất thông qua kênh vệ tinh bổ sung Các dịch vụ thuộc sở hữu tư nhân thường yêu cầu người dùng đăng ký Ví dụ: • Hệ thống tăng cường dựa vệ tinh (SBAS), • Hệ thống tăng cường diện rộng (WAAS), • Hệ thống tăng cường khu vực địa phương (LAAS), • Dịch vụ lớp phủ điều hướng địa tĩnh châu âu (EGNOS), • Omni STAR • Dịch vụ báo hiệu bảo vệ bờ biển Hệ thống GPS sử dụng máy thu, vệ tinh thuật tốn để đồng hóa liệu thời gian, vị trí vận tốc cho việc di chuyển đất liền, biển khơng Cần có số lượng tối thiểu 24 vệ tinh để GPS hoạt động thường có 31 vệ tinh quay quanh địa cầu trường hợp vệ tinh không hoạt động Các vệ tinh GPS liên tục phát tín hiệu trái đất giải thích thiết bị GPS, nằm gần bề mặt trái đất Thiết bị GPS phải có khả đọc tín hiệu từ vệ tinh để tính toán vị trí Các tín hiệu vệ tinh GPS phát cho biết hai loại thông tin, thời gian thứ hai vị trí vệ tinh trái đất thời điểm cụ thể Máy thu GPS sử dụng thông tin để thực phép tính đặc biệt gọi Trilateration Máy thu so sánh thời gian tín hiệu gửi từ vệ tinh với thời gian tín hiệu nhận Sự khác biệt thời gian cho biết khoảng cách máy thu vệ tinh Các tín hiệu hiệu chỉnh thường phát dạng sóng radio UHF Hệ thống DGPS: -    Một chủ yếu cho hàng hải, phát tín hiệu dải sóng dài; -    Một hệ thống khác sử dụng cho điều tra đất đai di chuyển mặt đất, sử dụng băng tần FM radio thương mại Ở Việt Nam có trạm DGPS: Đồ Sơn, Vũng Tàu, Hà Giang, Cao Bằng, Lai Châu, Quảng Nam Các ứng dụng hệ thống DGPS: -    Ứng dụng trắc địa đồ mặt Đất -    Ứng dụng trắc địa đồ biển -    Ứng dụng giao thông hải dương học biển -    Ứng dụng trắc địa đồ hàng không -    Ứng dụng giao thông hàng không -    Ứng dụng thám hiểm không gian -    Ứng dụng quân đội Đối với thiệt bị cho hệ thống DGPS có hãng tiếng là: -         Trimble với dòng SPS 356, SPS361, SPS461… Hình DGPS Trimble -         Hemisphere: Với dịng máy V102, R330, VS113… Hình DGPS Hemisphere 2.Tại cần GPS vi sai? Sự chậm trễ lỗi xảy hệ thống GPS trình chuyển tín hiệu đến trái đất tín hiệu phải di chuyển qua lớp khác bầu khí trái đất Các lỗi lỗi Ephemeris (quỹ đạo vệ tinh), độ trễ lan truyền khí quyển, lỗi đồng hồ vệ tinh, tiếng ồn máy thu, độ trễ tầng đối lưu đa đường, v.v Vì vậy, để loại bỏ lỗi khơng xác tín hiệu GPS, người ta tiến hành cải tiến sửa chữa tín hiệu GPS thơng thường gọi DGPS (Hệ thống định vị toàn cầu vi sai), cải tiến hệ thống GPS Với trợ giúp cơng nghệ này, suy giảm tín hiệu giảm thiểu giúp mang lại kết xác thơng tin định vị DGPS làm giảm sửa tác động lỗi đồng hồ vệ tinh, lỗi đồng hồ máy thu, lỗi quỹ đạo biến dạng khí quyển, làm cho điều hướng xác Bằng cách sử dụng DGPS, cải thiện độ xác vị trí hiển thị thân từ khoảng 1,5m với GPS đến khoảng 40cm với DGPS, mà không cần xử lý hậu kỳ Trong trường hợp xe van khảo sát đường , người dùng đo độ ăn mịn đường phán đốn xem đường có nên sữa chửa hay khơng cách lái xe qua Chỉ ngày lái xe thay công việc thủ công tháng thơng qua phương pháp truyền thống Có nhiều ứng dụng khác Tiết kiệm sức lao động lớn đồng thời, nhiệm vụ trước khơng thể thực dự đốn động đất trước chúng xảy trở nên khả thi GPS vi sai (DGPS) sử dụng mạng lưới trạm tham chiếu cố định mặt đất để tìm vị trí liên quan đến điểm tham chiếu cố định Nó phụ thuộc vào hai máy thu, tức máy thu tham chiếu máy thu rover máy thu tham chiếu máy thu tĩnh cố định vị trí định hệ thống biết máy thu người dùng Điểm khác biệt GPS DGPS: GPS DGPS GPS hệ thống định vị dựa DGPS nâng cao cải vào tín hiệu vệ tinh để hiển thị vị trí tiến hệ thống GPS để hiển đối tượng thị vị trí xác đối tượng Trong GPS, có thu Trong DGPS có hai thu, thu độc lập nhận tín thu tham chiếu thu rover hiệu từ vệ tinh Độ xác hệ thống GPS Độ xác hệ thống khoảng 15 mét DGPS lên đến 10 cm Nó sử dụng tồn Bao phủ phạm vi ngắn lên cầu bao phủ phạm vi rộng đến 100 km sử dụng quanh vùng Hệ thống GPS giá phải Hệ thống DGPS đắt so với GPS Phạm vi tần số tín hiệu truyền Phạm vi tần số tín hiệu vệ tinh GPS 1,1 đến truyền vệ tinh DGPS 1,5 GHz không cố định Tóm tắt DGPS • Thuật ngữ đề cập đến khác biệt mã C / A đơn giản • Có sẵn máy thu GPS từ chi phí thấp đến chi phí cao • Tạo độ xác từ mét phụ đến mét • Nhiều nhà cung cấp hiệu chỉnh DGPS theo thời gian thực - Lực lượng bảo vệ bờ biển, EGNOS, OmniSTAR • Được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác bao gồm điều hướng hàng hải, độ xác trồng trọt thử nghiệm phương tiện ứng dụng RTK gì? Real Time Kinematic dạng nâng cao DGPS sử dụng vệ tinh sóng mang để so sánh quan sát từ máy thu khác hệ thống, để tinh chỉnh lỗi đồng hồ vệ tinh máy thu, cải thiện độ xác vị trí Động học thời gian thực (RTK) Tín hiệu GPS tạo thành từ thành phần riêng biệt: • Sóng mang • Mã GPS • Tin nhắn điều hướng Máy thu GPS điển hình sử dụng thơng báo định vị GPS để tính tốn vị trí RTK sử dụng sóng mang tín hiệu GPS, dài 19,02cm Bằng cách đếm số chu kỳ (và giai đoạn chất mang), thời gian khoảng cách di chuyển đo xác Tóm tắt RTK • Kỹ thuật tương tự DGPS sử dụng giai đoạn sóng mang để cung cấp độ xác định vị • Giá thành cao so với máy thu DGPS • Tạo độ xác từ 20 cm đến phụ cm • Các hiệu chỉnh RTK cung cấp thông qua trạm gốc cục hiệu chỉnh riêng nhà cung cấp - OmniSTAR, Leica, Trimble • Được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác bao gồm điều khiển máy (xây dựng, cảng container, nông nghiệp), ứng dụng thử nghiệm phương tiện, khảo sát (đất liền, hàng hải, thủy văn, hàng không) Hình: DGPS Khung tọa độ điều hướng điểm tham chiếu Hệ tọa độ gốc cho GPS (tức hệ tọa độ mà tính tốn thực hiện) Trắc địa giới Khảo sát năm 1984 (WGS-84) Hầu hết máy thu GPS cung cấp thơng tin vị trí đầu (vĩ độ, kinh độ chiều cao) nhiều hệ tọa độ trắc địa khác cách chuyển đổi liệu vị trí WGS-84 Các kiểm tra chứng nhận tiếng ồn máy bay thường liên quan đến việc sử dụng khung tọa độ hình chữ nhật cục có định nghĩa dựa dãy micrô đường trung tâm đường băng sân bay Thông thường, trục x khung thiết lập từ hai điểm mặt đất thẳng hàng danh nghĩa với đường tâm đường băng; trục y trực giao mặt phẳng nằm ngang với trục x trục z vng góc với mặt phẳng nằm ngang Giải pháp định vị trắc địa (tức vĩ độ, kinh độ độ cao) phải chuyển đổi sang hệ tọa độ địa phương thông qua xử lý hậu kỳ trước xử lý liệu nhiễu Một số máy thu GPS cung cấp liệu hệ tọa độ hình chữ nhật dựa điểm tham chiếu Đây thứ người dùng xác định điểm tham chiếu nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều hướng dọc theo tuyến đường khu vực địa phương Cuộc khảo sát ban đầu thực để xác định vị trí điểm tham chiếu quan trọng độ xác kết TSPI(xem khảo sát) Nếu người nhận hỗ trợ điều hướng điểm tham chiếu, sau hai điểm vậy, xác định theo vĩ độ, kinh độ độ cao, nhập vào máy thu Máy thu sau cung cấp ngầm định vị trí máy bay so với khung tọa độ xác định điểm (tức khoảng cách từ đường thẳng nối hai điểm khoảng cách đến điểm) Vì kiểm tra chứng nhận tiếng ồn, thu GPS nên đọc điểm tham chiếu từ tệp liệu in Ngồi ra, điểm tham chiếu nhập vào thu ghi vào tệp liệu Khảo sát địa điểm thử nghiệm Một khảo sát cẩn thận khu vực thử nghiệm nơi tiến hành thử nghiệm tiếng ồn quan trọng thành cơng phép đo chương trình Các bước sau liên quan đến khảo sát: a) Vị trí tham chiếu ban đầu chọn Tọa độ nó, bao gồm giá trị số cho vĩ độ nó, kinh độ độ cao, lưu trữ tập tin vĩnh viễn để lưu hồ sơ Thơng thường, ban đầu vị trí tham chiếu di tích khảo sát vĩ độ kinh độ biết Vị trí tượng đài thường lấy từ khảo sát bậc ba, trường hợp đó, vị trí trắc địa sai số trật tự hàng trăm mét Tuy nhiên, lỗi không ảnh hưởng đến phép đo vị trí liên quan đến điểm điểm khác xuất phát từ điểm Độ cao đài kỷ niệm giả định độ cao tham chiếu sân bay công bố Độ cao thường áp dụng cho chân tháp Chênh lệch chiều cao tượng đài tháp bị bỏ qua Điều không làm giảm độ xác phép đo vi sai thực liên quan đến vị trí tham chiếu Lưu ý.— Ngồi ra, nhiều máy thu GPS có chế độ “khảo sát” để tạo vị trí khảo sát, theo máy thu tính trung bình phép đo vị trí khoảng thời gian người dùng chọn (ví dụ: đến 24 giờ) Độ xác tuyệt đối thu được, thường nhỏ m (10 ft), đủ xác phép đo hệ thống TSPI dựa DGPS không liên quan đến phép đo từ hệ thống b) Ăng ten trạm mặt đất lắp đặt vị trí chuẩn ban đầu khoảng thời gian loạt thử nghiệm Nếu khơng, vị trí tham chiếu phải thiết lập nơi ăng ten trạm mặt đất cài đặt phần lại loạt thử nghiệm Điều thực cách sử dụng GPS lưu động máy thu ăng ten sử dụng cho khảo sát địa điểm, với ăng ten trạm mặt đất lắp đặt ban đầu địa điểm tham khảo Vĩ độ, kinh độ độ cao vị trí (bình thường) lưu trữ hồ sơ thường trực để lưu trữ hồ sơ c) Nếu điều hướng điểm tham chiếu sử dụng, hệ thống TSPI dựa DGPS, với trạm mặt đất vị trí bình thường, sử dụng để đo vĩ độ, kinh độ độ cao FROM TO điểm tham chiếu sử dụng để thiết lập khung tọa độ chương trình thử nghiệm Ít ba phép đo nên thực để giảm thiểu sai sót Các vị trí kết phải lưu trữ tệp vĩnh viễn cho lưu trữ hồ sơ d) Hệ thống TSPI dựa DGPS, với trạm mặt đất vị trí bình thường, sử dụng để đo vĩ độ, kinh độ độ cao vị trí micrơ chuyển đổi thành tọa độ thử nghiệm Các vị trí đo lưu trữ tập tin vĩnh viễn để lưu hồ sơ Nếu điều hướng điểm tham chiếu sử dụng vị trí micrơ phải ghi lại tọa độ thử nghiệm e) Nếu sử dụng hệ thống TSPI dựa DGPS để khảo sát tất vị trí micrơ, sau phép đo trực tiếp ba điểm chung phải thực để xác định mối quan hệ hai điều tra Ví dụ: micrô khảo sát cách sử dụng kỹ thuật cổ điển, sau khảo sát TSPI dựa DGPS hai micrô đầu đường dây micrô micrô khác, xa tốt so với hai micrô đầu tiên, hợp lý Kết hai khảo sát phải đồng ý phạm vi 30 cm (1 ft) điểm chung Nếu chúng chênh lệch 30 cm (1 ft) khác biệt thể dạng độ lệch luân chuyển, sau kết khảo sát nên điều chỉnh để phù hợp với khảo sát Điều chỉnh nên phê duyệt quan cấp giấy chứng nhận trước thử nghiệm  .. .DGPS 1.Giới thiệu DGPS • Hệ thống định vị toàn cầu vi sai (DGPS) cải tiến hệ thống định vị toàn cầu(GPS) đem lại cải thiện độ... thống DGPS có hãng tiếng là: -         Trimble với dịng SPS 356, SPS361, SPS461… Hình DGPS Trimble -         Hemisphere: Với dịng máy V102, R330, VS113… Hình DGPS Hemisphere 2.Tại cần GPS vi sai? ... khoảng 15 mét DGPS lên đến 10 cm Nó sử dụng toàn Bao phủ phạm vi ngắn lên cầu bao phủ phạm vi rộng đến 100 km sử dụng quanh vùng Hệ thống GPS giá phải Hệ thống DGPS đắt so với GPS Phạm vi tần số