Tích hợp bản đồ số và hệ thống GPS trên điện thoại di động: Giải pháp tìm đường đi ngắn nhất

MỤC LỤC

Các đường

Tập các điểm có đặc điểm là gần thuộc đường thẳng, các đường thẳng có thể nối lại với nhau hoặc không. Parts chỉ số của điểm đầu tiên trong một phần Points các điểm cho tất cả các phần.

Pixel và độ phân giải .1 Pixel

Độ phân giải

Độ phân giải là đơn vị bản ghi nhỏ nhất hay đặc điểm tối thiểu là có thể vẽ và đo đạc được. Như ở hình trên độ phân giải của dữ liệu là 10m điều này có nghĩa là bất kì một đối tượng nào trên mặt đất diện tích dưới 10m2 sẽ không được hiển thị trên bản đồ.

TÌM HIỂU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

  • Một số kỹ thuật đa truy nhập

    Cho dù thoại vẫn có thể là ứng dụng chiếm ưu thế trong mấy năm đầu của mạng hệ 3G, những cũng sẽ có khả năng mạng vận hành những hệ thống với những ứng dụng đa phương tiện di động, chẳng hạn như điện thoại truyền hình ảnh, truy nhập file bằng ftp, tra cứu trang Web… Khi công nghệ 3G mở ra, những ứng dụng mới với băng thông rộng sẽ thâm nhập thị trường theo một khuynh hướng mà việc chuyển phát dữ liệu sẽ cho ra thông lượng lớn nhất. Vào năm 1987, 13 nhà khai thác và quản lý đã ký kết hiệp định giác thư thoả thuận sơ bộ (MoU - Memorandum of Understanding) của GSM và tên gọi ban đầu theo tiếng Pháp đã được thay thành tên mới mô tả đầy đủ chức năng hơn; đó là Hệ thống Toàn cầu Truyền thông Di động (GSM), mặc dù vẫn là những chữ cái viết tắt như thế.

    Hình 3-1 đưa ra một mạng điện thoại di động tổ ong bao gồm các trạm gốc (BTS).
    Hình 3-1 đưa ra một mạng điện thoại di động tổ ong bao gồm các trạm gốc (BTS).

    TÌM HIỂU HỆ THỐNG GPS

    • Nghiên cứu các thành phần hệ thống GPS .1 Nghiên cứu việc thiết kế hệ thống GPS
      • Hoạt động của hệ thống GPS .1 Sóng của vệ tinh GPS

        Năm 1978, nhằm mục đích thu thập các thông tin về tọa độ (vĩ độ và kinh độ), độ cao và tốc độ của các cuộc hành quân, hướng dẫn cho pháo binh và các hạm đội, Bộ Quốc phòng Mỹ đã phóng lên quỹ đạo trái đất 24 vệ tinh. Thực sự việc nghiên cứu phát triển hệ thống GPS của Bộ Quốc Phòng Mỹ được tiến hành trong năm 1973, mục đích chính lúc đó mà đến cả ngày nay là xây dựng một hệ thống định vị hoạt động tốt trong tất cả các điều kiện thời tiết, khí hậu, hoạt động 24 giờ trong ngày và phần quan trọng của hệ thống là cung cấp các thông tin về vị trí các điểm yêu cầu của lực lượng vũ trang Mỹ và các nước đồng minh của Mỹ. Theo tin tức của báo Vietnamnet thì Mỹ vừa phóng vệ tinh định vị hiện đại nhất, thuộc một nhóm vệ tinh định vị toàn cầu mới (GPS) nhằm giúp người sử dụng thương mại và quân đội Mỹ xác định được vị trí và mục tiêu chính xác hơn.

        Sau khi thu thập số liệu ở thực địa, phần mềm chuyển số liệu vị trí và thông tin thuộc tính sang máy tính (PC), sau đó phần mềm sẽ nâng cao độ chính xác (bằng kỹ thuật phân sai). Phần mềm xử lý số liệu GPS còn có chức năng biên tập hoặc vẽ. Phần mềm này cũng hỗ trợ thu thập các yếu tố địa lý và thông tin thuộc tính cho GPS hoặc các cơ sở dữ liệu khác. Một vệ tinh có thể truyền tín hiệu radio ở nhiều mức tần số thấp khác nhau, được gọi là L1, L2.. Hình 4-6 Thiết bị nhận GPS cài đặt sẵn trên xe Honda Accord. Tần số L1 chứa đựng 2 tín hiệu số mã hoá bằng kỹ thuật số), được gọi là P-code và C/A-code. Quỹ đạo của các vệ tinh được tính toán sao cho ở bất kỳ nơi nào trên trái đất, vào bất kỳ thời điểm nào, cũng có thể “nhìn thấy” tối thiểu 4 vệ tinh.Công việc của một máy thu GPS là xác định vị trí của 4 vệ tinh hay hơn nữa, tính toán khoảng cách từ các vệ tinh và sử dụng các thông tin đó để xác định vị trí của chính nó. Thực sự với nhiệm vụ của mình là xác định chính xác toạ độ, vận tốc tại một thời điểm bất kì của một vị trí nào đó, hệ thống định vị toàn cầu đã khẳng định cần thiết của mình trong các lĩnh vực đời sống.

        GPS được các nhà khoa học áp dụng vào để cảnh báo trước các thảm họa thời tiết sẽ xảy ra cho con người như: động đất, sóng thần… Các nhà khoa học đang đề nghị NASA phóng một vệ tinh có trang bị InSAR và họ hy vọng trong vòng 20 năm tới sẽ có thêm nhiều vệ tinh tương tự như vậy trong quỹ đạo Trái đất.

        Hình 4-1 Các thành phần của hệ thống GPS
        Hình 4-1 Các thành phần của hệ thống GPS

        TÍCH HỢP BẢN ĐỒ SỐ, HỆ THỐNG GPS TRÊN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG VÀ BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT

        Tích hợp bản đồ số với GPS trên điện thoại di động .1 Giới thiệu chung

        • Một số dịch vụ dựa trên vị trí
          • Các kỹ thuật định vị thuê bao di động

            Các ứng dụng kiểu này rất thông dụng, ví dụ bạn đang đứng giữa đường và đang gặp nguy hiểm bạn có thể tìm ra đường đi đến vị trí trạm công an gần nhất để cần giúp đỡ khi đó nếu bạn có đầu cuối hỗ trợ WAP (Wireless Access Protocol) cùng sự trợ giúp của ứng dụng LBS sẽ tương tác các thành phần khác trong mạng để tìm ra vị trí của bạn và đưa ra đường đi ngắn nhất cũng như vị trí của trạm công an gần nhất!. Như tên gọi của nó các dịch vụ này dành cho các trường hợp khẩn cấp như khi bạn gặp nạn, hỏa hoạn,… thì bạn có thể dùng điện thoại di động gọi điện cho cảnh sát, xe cứu thương, lính cứu hỏa,… và từ tín hiệu điện thoại di động của bạn các nhân viên cứu trợ sẽ xác định được không chỉ vị trí hiện tại của bạn nơi xảy ra tai nạn mà còn xác định được cả các thông tin về cá nhân của bạn (nếu bạn đăng kí) như nhóm máu, tình trạng sức khỏe,. Nếu trong khu thành phố, đô thị thì mật độ BTS là rất mau nên kích thước của cell là nhỏ do đó độ chính xác vị trí của MS là rất cao và ngược lại nếu ở vùng BTS thưa như vùng ngoại ô, vùng quê thì kích thước của một cell là lớn nên độ chính xác vị trí của MS là không cao, sai số trong phép định vị lên đến chục km.

            Kỹ thuật TA sử dụng thông tin về sai lệch thời gian được gửi từ BTS tới hiệu chỉnh thời gian phát của MS sao cho tín hiệu từ MS tới BTS đúng với khe thời gian dành cho MS để tính ra khoảng cách từ MS tới BTS. Ngoài ra, trong mạng thông tin di động MS thường đo độ mạnh của tín hiệu từ một số BTS và gửi thông tin này đến BTS đang phục vụ nó, vì vậy có thể dựa vào thông tin độ mạnh tín hiệu này để tính ra được vị trí MS với độ chính xác cao hơn TA. Ở dạng này, máy thu A-GPS trong MS nhận một ít thông tin từ server A-GPS LS và tính khoảng cách đến các vệ tinh, các thông tin này được MS gửi lại server để server này xác định vị trí của MS.

            Kỹ thuật A-GPS đó tỏ rừ khả năng chớnh xỏc trong định vị của mỡnh, nhưng khi ta kết hợp các phương pháp lại với nhau ta sẽ được một phương pháp kết hợp rất tốt, cụ thể ở đây ta sẽ tìm hiểu phương pháp kết hợp giữa A-GPS với Cell-ID.

            Hình 5-2 Phần mềm tìm đường Wayfinder trên mobile
            Hình 5-2 Phần mềm tìm đường Wayfinder trên mobile

            Bài toán tìm đường đi ngắn nhất trên PocketPC

            • Đánh giá chương trình .1 Các điểm đã đạt được

              Trong phần tiếp theo chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu bài toán tìm đường đi ngắn nhất trờn PocketPC9 để hiểu rừ hơn ứng dụng to lớn của LBS – cỏc dịch vụ dựa trờn định vị. Cũng giống như thuật toán tìm cây khung Prime, việc tìm lại một đường ngắn nhất từ tập đã xét xong V\T đến tập chưa xét xong T sẽ tốn rất nhiều chi phí (cần 2 vòng for), do đó ta có thể cải tiến bằng cách lưu lại độ dài nhỏ nhất đến đỉnh v ∈ T và chỉ cần 1 vòng for để tìm đỉnh có độ dài min. Nếu đỉnh y ∉ T, nghĩa là y đã xét xong (finalized), và arrnCost[y] chính là đường đi ngắn nhất, ta dừng thuật toán, in ra chi phí và đường đi ngắn nhất.

              Bản đồ trên minh họa một bản đồ được chia thành nhiều ô – cell, trong một cell có nhiều đường khác nhau chạy qua, và trong một cell cũng có nhiều các đa giá – polygon,. BOOL MoveLeft(); //dịch chuyển bản đồ sang trái BOOL MoveRight(); //dịch chuyển bản đồ sang phải BOOL MoveUp(); //dịch chuyển bản đồ lên trên BOOL MoveDown(); //dịch chuyển bản đồ xuống dưới …. Chương trình trong tương lai là một chương trình tìm đường trên Mobile Phone sử dụng kỹ thuật A-GPS kết hợp với một số kỹ thuật khác như Cell-ID, hay E-OTD để định vị trí và tìm đường đi.

              Với những đặc tính của kỹ thuật A-GPS như trên thì ta có thể thấy để giải quyết bài toàn đặt ra: “tìm đường đi ngắn nhất” của chúng ta rất cần thiết sử dụng đến kỹ thuật này.

              Hình 5-6 Bản đồ được chia thành các ô - cell
              Hình 5-6 Bản đồ được chia thành các ô - cell