92
Hình 4.20: Hình ảnh nhìn từ máy thu lên bầu trời (75-100%)
Đồ thị số lượng vệ tinh nhìn thấy theo giờ trong ngày
Hình 4.21: Đồ thị số lượng vệ tinh nhìn thấy theo giờ trong ngày (75-100%)
93
Hình 4.22: Đồ thị lỗi định vị hướng NS (bắc qua nam) (75-100%)
Đồ thị lỗi định vị hướng EW (đông qua tây)
94
Biểu đồ điểm định vị nhìn từ trên xuống khi chỉ mình GPS
Hình 4.24: Chùm điểm định vị khi chỉ mình GPS (75-100%)
Biểu đồ điểm định vị nhìn từ trên xuống của GPS+QZSS
Hình 4.25: Chùm điểm định vị khi chỉ mình GPS+QZSS (75-100%)
95 Mục GPS GPS+QZSS Cải thiện Nhìn thấy 4 vệ tinh 100.00% 100.00% 0.00% Nhìn thấy 5 vệ tinh 100.00% 100.00% 0.00% PDOP 6 100.00% 100.00% 0.00% FIX 61.51% 61.51% 0.00% Định vị chính xác 10m 97.86% 97.90% 0.04%
Qua các bảng thống kê số liệu có thể thấy rằng, trong bất kỳ môi trường nào, QZSS đều có tác dụng cải thiện độ chính xác định vị. Tỷ lệ cải thiện khác nhau phụ thuộc vào môi trường, số lượng mẫu và điều kiện bầu trời.
96
KẾT LUẬN
Nội dung của đồ án đã chỉ ra được sự hỗ trợ định vị GPS khi sử dụng hệ thống vệ tinh QZSS. Trong chương 1, đã nêu những vấn đề liên quan đến quỹ đạo của vệ tinh. Cấu tạo của hệ thống QZS cũng như quỹ đạo của vệ tinh QZS và cấu trúc tín hiệu của nó đã được thấy ở chương 2. Với quỹ đạo có hình chiếu lên bề mặt trái đất là số 8 bất đối xứng, thời gian của bay trên bầu trời Nhật Bản của vệ tinh là lớn nhất với ít nhất tám tiếng trong ngày mà vẫn đảm bảo được yêu về kỹ thuật và dễ điều khiển. Một quỹ đạo vệ tinh dành riêng cho Nhật Bản, QZSS đã luôn đảm bảo được tính sẵn sàng đối với các thiết bị định vị tại Nhật Bản. Hơn nữa, với cấu trúc tín hiệu có đầy đủ các tín hiệu của hệ thống QPS hiện đại hóa, QZSS hoạt động hoàn toàn tương thích với GPS. Chương 3 là chương mà các nguyên lý định vị đã được nêu ra, các phép tính định vị, các phép đo tín hiệu, khoảng cách, lỗi và các thuật toán sửa lỗi đã được tìm hiểu và nêu phần nào trong chương này. Hệ thống QZSS gồm đầy đủ các tín hiệu của GPS hiện đại hóa giúp các thuật toán định vị và sửa lỗi cơ bản giống như GPS, ngoài ra còn có thêm khả năng sửa lỗi chính xác hơn ở tín hiệu L1-SAIF giúp gia tăng độ chính xác trong định vị di động. Chương 4 là chương mà các con số thống kê thực nghiệm đã được đưa ra như để khẳng định sự hiệu quả mà QZSS đã đem lại. Hệ thống QZSS giúp khả năng định vị có độ chính xác cao hơn cùng với sự ổn định vô cùng lớn. Trong mọi điều kiện môi trường thì QZSS luôn thu được tín hiệu và giúp cải thiện độ chính xác định vị của GPS. Tuy nhiện, tỷ lệ cải thiện khác nhau phụ thuộc vào môi trường, số lượng mẫu và điều kiện bầu trời.
Sau một thời gian tìm hiểu, tôi đã có được một số hiểu biết nhất định về hệ thống Quasi-zenith Satellite (QZSS) của Nhật Bản, về khả năng hoạt động và những lợi ích của nó đem lại. Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ cũng như thời gian, báo cáo vẫn chưa thể đưa ra hết được những kỹ thuật và các phép đo trong hệ thống định vị. Tôi hy vọng trong tương lai có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về đề tài này để có cái nhìn toàn diện nhất về hệ thống định vị vệ tinh nói chung và hệ thống QZSS nói riêng.
97
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Anil K. Maini, Varsha Agrawal (2011), SATELLITE TECHNOLOGY PRINCIPLES AND APPLICATIONS, A John Wiley and Sons, Ltd, Publication. 2. Interface Specification for QZSS, IS-QZSS V1.6, Japan Aerospace Exploration Agency November 28, 2014.
3. Inside GNSS, (2007): “Successful GPS Block IIR-M Spacecraft Launch”, Gibbons Media & Research LLC.
4. Yun Zhang, A Study on Integration of GPS and Quasi-Zenith Satellite System, MARCH 2008.
5. Kelly C.Seals, William R.Michalson, Peter F.Swaszek, Richard J.Hartnett (2013), Using Both GPS L1 C/A and L1C: Strategies to Improve Acquisition Sensitivity,
Proc.ION GNSS+ 2013, Nashville TN.
6. P.Misra, P.Enge (2011), Global Positioning System: Signals, Measurements and Performance, revised second edition ed. Lincoln, MA: Ganga-Jamuna Press.
7. F.Macchi-Gernot, M.G.Petovello, G.Lachapelle (2010), Combined acquisition and tracking methods for GPS L1 C/A and L1C signals, International Journal of Navigation and Observation.
8. SAIC, Navstar GPS Space Segment/Navigation User Interfaces, IS-GPS-200E, Science Applications International Corporation, El Segundo, CA, June 8, 2010. 9. T.Stansell, K.Hudnut, R.Keegan (2010), GPS L1C: Enhanced performance, receiver design suggestions, and key contributions, 23th International Techhnical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation.
10. J.J.Rushanan (2007), The spreading and overlay codes for the L1C signal, Navigation: Journal of The Institute of Navigation, vol. 54, no. 1, pp. 43-51, 2007. 11. J.W.Betz, Binary offset carrier modulations for radionavigation, Navigation:
98
12. K.C.Seals, William R.Michalson, Peter F.Swaszek, Richard J.Hartnett (2012), Analysis of coherent combining for GPS L1C acquisition, ION GNSS 2012, September 2012.
13. H.L.V. Trees, Detection, Estimation, and Modulation Theory Part I, Wiley, 1968.
14. Kogure S., M.Kishimoto, M.Sawabe, K.Terada (2007), Introduction of IS-QZSS (Interface Specifications for QZSS) in Proceedings of ION GNSS 2007.
15. Kon M., System Overview and Applications of Quasi-Zenith Satellite Systems,
21st International Communications Satellites Systems Conference and Exhibit, AIAA 2003.
16. Kaplan E. D., Understanding GPS Principles and Applications, Artech House Publishers, Boston, London.
17. Adeniyi Iyiade, Real Time Kinematic GPS in an Urban Canyon Environment,
Map Asia Conference, 2005.
18. Byung-Hyun Lee, Sung-Hyuck Im, Gyu-In Jee, Performance Analysis of GPS Standalone using Carrier-smoothed Doppler Measurement, IS-GPS/GNSS 2010, Taipei.
19. Hofmann-Wellenhof, Lichtenegger, Wasle, GNSS-Global Navigation Satellite Systems, GPS, GLONASS, Galileo & More, Springer, Wien-New York 2008. 20. Leppakoski H., Syrjarinne J., Takala J., Complementary Kalman Filter for Smoothing GPS Position with GPS Velocity, ION GPS/GNSS 2003, Porland, OR. 21. https://qz-tec.jaxa.jp/ANALYZE/.