Từ các thông tin của các vệ tinh GPS như góc ngẩng, góc phương vị và thông tin về các tham số Klobuchar mà module GPS gửi tới máy tính thông qua cổng com sau đó được phần mềm U-Center tổng hợp và giải mã . Tác giả đã sử dụng phần mềm do mình thiết kế để tính toán ra được trễ tầng điện ly của máy thu đối với từng vệ tinh GPS mà máy thu nhìn thấy. Các kết quả dưới đây được tính toán từ kết quả đo lúc 19h45 phút ngày 27/8/2016 tại sân vận động Mỹ Đình của module GPS. Khi đó module GPS sử dụng 9 vệ tinh cho quá trình định vị là SV 5, 13, 15, 18, 20, 21, 24, 29, 32. Tác giả đã sử dụng phần mềm U-Center để phân tích tổng hợp các thông tin mà module GPS gửi về qua cổng com để lấy ra được các thông tin về hằng số Klobuchar như thể hiện trên hình 4.17, các thông tin về góc ngẩng và góc phương vị của máy thu đối với từng vệ tinh như thể hiện trên hình 4.18, vị trí của máy thu có kinh độ và vĩ độ lần lượt là 21.0198°N và 105.7659°E. Từ các tham số đầu vào đó, tác giả đã dùng phần mềm để tính toán ra trễ tầng điện ly đối với từng vệ tinh GPS như thể hiện trên hình 4.19. Từ trễ của tầng điện ly đối với từng vệ tinh và tham số về khoảng cách từ máy thu tới các vệ tinh GPS ta có thể tính toán lại khoảng cách từ máy thu tới các vệ tinh GPS một cách chính xác hơn nhờ giảm được sai số tầng điện ly trong quá trình truyền sóng. Từ đó có thể nâng cao được độ chính xác của phương pháp định vị. Tuy rằng phương pháp này chưa loại bỏ được hoàn toàn sai số của tầng điện ly nhưng ta có thể sử dụng phương pháp này trong trường hợp mà module GPS không thu được các tín hiệu tăng cường SBAS để nâng cao độ chính xác của module GPS. Ở thời điểm hiện tại, tác giả chưa hoàn toàn làm chủ được việc xử lý các dữ liệu thô mà module GPS cung cấp nên chưa thể kiểm nghiệm đánh giá được hiệu quả của phương pháp này. Trong phạm vi của luận văn này, tác giả dừng lại ở việc ước lượng tính toán ra trễ của tầng điện ly của máy thu với các vệ tinh GPS. Trong tương lai tác giả sẽ cố gắng hoàn thiện phần xử lý dữ liệu thô mà module GPS thu được, hoàn thiện thuật toán, đánh giá hiệu quả của phương pháp nâng cao độ chính xác của định vị bằng cách bù sai tầng điện ly.
55
Hình 4.17 Các tham số Klobuchar
56
57
KẾT LUẬN CHUNG
Trong phạm vi của luận văn này, tác giả đã trình bày giới thiệu tổng quan về các hệ thống định vị vệ tinh GNSS mà trọng tâm là hệ thống định vị toàn cầu GPS – hệ thống đang được ứng dụng phổ biến trong cuộc sống. Ngoài ra, tác giả cũng đã trình bày và tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác của hệ thống GPS. Từ đó, tác giả đưa ra các phương pháp sửa sai để nâng cao độ chính xác của hệ thống GPS nhằm đáp ứng các yêu cầu, ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao. Trong các yếu tố gây ra sai số ảnh hưởng tới độ chính xác của hệ thống GPS thì sai số gây ra do tầng điện ly ảnh hưởng rất lớn tới độ chính xác của hệ thống GPS. Để nâng cao độ chính xác của hệ thống GPS tác giả sử dụng tín hiệu SBAS có tích hợp mã chập để sửa sai các sai số trong quá trình truyền sóng. Ngoài ra, tác giả đề xuất sử dụng mô hình thực nghiệm Klobuchar để tính toán trễ tầng điện ly từ đó áp dụng phương pháp bù sai để giảm sai số gây ra do tầng điện ly. Trong giai đoạn đầu của dự án, tác giả thiết kế một module GPS để thu thập các thông tin của tín hiệu GPS như các tham số Klobuchar, thông tin về các vệ tinh GPS, thông tin về vị trí của máy thu. Sau đó tác giả sẽ sử dụng phần mềm U-Center để tổng hợp và giải mã các thông tin mà module GPS thu được. Từ thông tin mà phần mềm U-Center cung cấp, tác giả phát triển một phần mềm sử dụng mô hình Klobuchar để tính toán ước lượng ra trễ của tầng điện ly. Trong tương lai, tác giả dự định sẽ tự mình thiết kế một phần mềm để tổng hợp và giải mã các thông tin mà module GPS thu được và gửi về. Khi đó tác giả sẽ tiến hành cập nhật các tham số đầu vào cho phần mềm tính toán ước lượng trễ tầng điện ly một cách tự động và theo thời gian thực, từ đó tác giả sẽ tính toán được trễ của tầng điện ly theo thời gian thực và sử dụng nó để sửa sai sai số tầng điện ly. Trong giai đoạn hiện tại, các tham số đầu vào của phần mềm tính toán trễ tầng điện ly vẫn phải cập nhật bằng tay thông qua phần mềm U-Center và trễ tầng điện ly vẫn chưa thể theo dõi theo thời gian thực.
58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Charles Jeffrey. (2010), An Introdution to GNSS GPS, GLONASS, Galileo and other Global Navigation Satellite Systems, NovAtel Inc.
2. Chang-Moon Lee, Kwan-Dong Park, Jihyun Ha, Sanguk Lee. (2010), Journal of Astronomy and Space Scienses, Generation of Klobuchar Coefficients for Ionospheric Error Simulation, pp. 117-122.
3. David L.M. Warren. (2002), Broadcast vs Pricise Ephemerides: A Historical Perspective, Air Force Institue of Technology.
4. Geoffrey Blewitt. (1997), Basic of the GPS Technique: Observation Equation, Swedish Land Survey.
5. G. Sasi Bhushana Rao, G. Sateesh Kumar, Rajkumar Goswami, International Journal of Engineering Research and Applications, GPS Navigation Data error correction : A Comparison of existing (15,11) Hamming with a new design using 1/3 8 state Convolutional Code, Vol. 1, No. 4, pp. 1912-1916.
6. John A. Kloburchar. (1975), A First-Order, Worldwide, Ionospheric, Time Delay Algorithm, Air Force Cambrige Research Laboratories.
7. Lihua Ma, Meng Wang. (2013), Artifical Satellites, Influence of GPS Ephemeris Error on GPS Single Point Positioning Accuracy, Vol. 48, No. 3, pp. 126-139. 8. Macus G. Ferguson. (2000), Global Positioning System (GPS) Error Source
Prediction, Air Force Institue of Technology.
9. Manuel Hernández-Pajares. (2003), IGS Ionosphere WG Status Report: Performance of IGS Ionosphere TEC Maps, Technical University of Catalonia (gAGE/UPC) Barcelona, Spain.
10.Michael C. Olynik. (2002), Temporal Characteristics of GPS Error Sources and Their Impact on Relative Positioning, Department of Geomatics Engineering. 11.Navipedia, SBAS Fundamentals,
59
12.Navstar Global Positioning System Program Office Navstar Seminars. (1996),
Navstar GPS User Equipment Introduction, Navtech Seminars & Navtech Book and Software Store.
13.Priceton University, Global Navigation Satellite System (GNSS),
https://www.princeton.edu/~alaink/Orf467F07/GNSS.pdf
14.Sébastien CARCANAGUE. (2013), Low-cost GPS/GLONASS Precise Positioning Algorithm in Constrained Environment, Institut National Polytechnique de Toulouse.
15.Srilatha Indira Dutt, Shaik Gowsuddin. (2013), International Journal of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), Ionospheric Delay Estimation Using Klobuchar Algorithm forSingle Frequency GPS Receivers, Vol. 2, No. 2, pp. 202-207.
16.Sudhir Man Shrestha. (2003), Investigations into the Estimation of Tropospheric Delay and Wet Refractivity Using GPS Measurements, Department of Geomatics Engineering.
17.Sneha Bawane, V.V. Gohokar. (2014), International Journal of Research in Engineer and Technology, Simulation of Convolution Encode, Vol. 3, No. 3, pp. 557-561.
18.Ublox. (2007), GPS Essential of Satellite Navigation,Zürcherstrasse 68 8800 Thalwil Switzerland.
19.Ublox. (2014), Neo 7P Ublox 7 Precise Point Positioning GNSS module,
Zürcherstrasse 68 8800 Thalwil Switzerland.
20.Ublox. (2016), U-Center GNSS evaluation software for windowns, Zürcherstrasse 68 8800 Thalwil Switzerland.