Để thực nghiệm với phƣơng pháp định vị điểm chính xác (PPP) sử dụng dữ liệu cải chính từ IGS, tôi đã cài đặt giải thuật PPP và sử dụng dữ liệu thu sẵn từ trạm PIMO trong mạng lƣới của IGS. Các file dữ liệu đƣợc thu dƣới định dạng rinex là: pimo1280.13o và pimo1280.13n. Tƣơng ứng cùng thời điểm, dữ liệu cải chính cung cấp bởi IGS trong file igs17393.sp3 chứa các thông tin cải chính về quỹ đạo vệ tinh, và igs17393.clk chứa các thông tin cải chính về sai số đồng hồ vệ tinh. Hình dƣới minh họa một đoạn mã khai báo các file dữ liệu trong mã nguồn:
Một phần của giải thuật PPP xây dựng trên môi trƣờng MATLAB đƣợc minh họa nhƣ hình dƣới:
Hình 3.4. Minh họa một phần mã nguồn của PPP
Kết quả thử nghiệm (minh họa trong hình dƣới đây) cho thấy PPP có thể đạt tới độ chính xác cỡ cm theo phƣơng ngang sau một khoảng thời gian hội tụ cỡ 15 phút.
Hình 3.5. Độ chính xác định vị của PPP (đỏ) và SPP (xanh) với trạm PIMO
Có thể thấy trong những thời điểm đầu sai số giảm nhanh và khoảng 15 phút (~200 epoch - mỗi epoch là một lần đo) thì sai số gần nhƣ không thay đổi. Kết quả này cho thấy rõ ràng dữ liệu cải chính góp phần quan trọng vào việc loại bỏ các sai số định vị. Tuy nhiên với PPP, để đạt đƣợc kết quả chính xác cần phải có thời gian hội tụ dài.
KẾT LUẬN
Luận văn đã trình bày các phƣơng pháp sử dụng trị pha trong phép định vị. Mặc dù có nhiều phƣơng pháp định vị sử dụng trị pha hiện nay, tuy nhiên cơ sở của các phƣơng pháp này đều dựa trên sự kết hợp giữa các trị đo pha (ở các tần số khác nhau) và mã để loại bỏ nhiễu trong phép đo trƣớc khi áp dụng các bộ lọc (Kalman) để làm cho kết quả định vị hội tụ dần. Bên cạnh việc đề cập tới các phƣơng pháp sử dụng, các vấn đề cần lƣu ý khi sử dụng trị pha nhƣ: tăng nhiễu khi tổ hợp, cycle slip cũng đƣợc trình bày ở đây. Cuối cùng, chúng ta đã thực hiện các thí nghiệm để đánh giá và so sánh độ chính xác của các phƣơng pháp định vị có sử dụng trị đo pha. Qua kết quả có thể thấy, việc sử dụng pha đã cải thiện đáng kể độ chính xác định vị, sai số định vị có thể đạt tới cm với một số phƣơng pháp. Do vậy, có cơ sở để triển khai các nghiên cứu tiếp theo trong việc sử dụng trị đo pha để tăng cƣờng độ chính xác định vị.
Luận văn cũng đã đề cập tới các vấn đề liên quan đến hệ thống cung cấp dữ liệu cải chính của IGS bao gồm: phân bố trạm của IGS, các dịch vụ hiện đang hoạt động, đặc điểm của từng loại. Để phục vụ cho việc phát triển mô-đun tiếp nhận, tôi cũng đã tìm hiểu cấu trúc dữ liệu và giao thức mà IGS sử dụng để truyền tải. Việc phát triển mô-đun tiếp nhận dữ liệu từ IGS, các dữ liệu đọc về đã đƣợc giải mã và các thông tin đƣợc kết xuất ra màn hình để minh họa nhƣ đã trình bày là một kết quả thành công.
Ngoài ra, Luận văn cũng đã trình bày kỹ thuật định vị điểm chính xác; về lý thuyết phƣơng pháp định vị điểm chính xác dựa trên sự tổ hợp các trị đo pha và mã để giảm bớt nhiễu trong trị đo, đặc biệt là trễ gây ra do tầng điện ly (khi dùng tổ hợp loại trừ điện ly). Các bộ lọc Kalman giúp cho độ chính xác tăng dần, tọa độ điểm cần định vị hội tụ tới giá trị thật. Bên cạnh các kỹ thuật phía bộ thu, một phần quan trọng để giảm thời gian hội tụ của phƣơng pháp định vị điểm chính xác là các thông tin chính xác của vệ tinh. Các thông tin này đƣợc cung cấp bởi IGS cho các chế độ xử lý hậu kỳ hoặc thời gian thực (mới trong thời gian phát hành thử nghiệm bởi
IGS). Sau khi sử dụng các dịch vụ cải chính hậu kỳ của IGS để cài đặt giải thuật định vị điểm chính xác, kết quả cho thấy độ chính xác đạt đƣợc có thể đạt tới mức cm. Tuy nhiên thời gian hội tụ của phƣơng pháp vẫn còn dài, chƣa thể thỏa mãn nhu cầu ứng dụng thời gian thực. Đây cũng là cơ sở để các nghiên cứu tiếp theo tiếp tục phát triển bộ thu độ chính xác cao hoạt động trong thời gian thực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Dow, J.M., Neilan, R. E., and Rizos, C., The International GNSS Service in a changing landscape of Global Navigation Satellite Systems, Journal of Geodesy (2009) 83:191–198, DOI: 10.1007/s00190-008-0300-3
[2] Hofmann-Wellenhof, B., H. Lichtenegger, and J. Collins, GPS Theory and Practice, Springer-Verlag, 1993.
[3] J. Sanz Subirana, J. M. Juan Zornoza and M. Hernandez Pajares, GNSS Data Processing, ISBN: 978-92-9221-885-0, ESA Communications, 2013.
[4] Kalman, R.E. (1960), A new approach to linear filtering and prediction problems, Journal of Basic Engineering 82 (1): pp. 35–45.
[5] Mervat, L., Ambiguity Resolution Techniques in Geodetic and Geodynamic Applications of the Global Positioning System, PhD Thesis, University of Bern, Switzerland, 1995.
[6] Stark, H., and J. W. Woods, Probability, Random Processes, and Estimation Theory for Engineers, Prentice-Hall, 1986.
[7] T.Takasu, Real-time PPP with RTKLIB and IGS real-time satellite orbit and clock, IGS Workshop 2010, Newcastle upon Tyne, England, June 28 - July 2, 2010