2.4.3. Các tr đoăGPS
Trị đo GPS là những số liệu mà máy thu GPS nhận đ c từ tín hiệu của vệ tinh truyền tới dùng cho việc tính to đ điểm đo, bao gồm: trị đo Code (Code measurement) và trị đo pha (Phase measurement).
2.4.4.ăNguyênălỦăđ nh v GPS
Định vị là việc xác định vị trí điểm cần đo (vị trí tâm pha của anten). Tuỳ thu c vào đặc điểm c thể của việc xác định to đ ng i ta chia thành 2 lo i hình định vị cơ b n: định vị tuyệt đối và định vị t ơng đối.
Khi đặt máy điểm bất kỳ thu tín hiệu từ các vệ tinh, kho ng cách t ơng ứng từ máy thu đến các vệ tinh đ c xác định và to đ của điểm đo đ c xác định. Đây là bài toán giao h i nghịch không gian khi biết to đ của các vệ tinh và kho ng cách t ơng ứng đến máy thu. Trong tr ng h p này sử d ng máy thu GPS để xác định tọa đ của điểm quan sát trong hệ tọa đ WGS84. Tọa đ là các thành phần không gian vuông góc (X, Y, Z) hoặc các thành phần tọa đ mặt cầu (B, H, L). Hệ tọa đ WGS84 là hệ thống tọa đ cơ s của GPS. Nó đ c thiết lập gắn với elipxoid có kích th ớc theo Karaxovki: Bán kích tr c lớn a = 6.378.245 (m), bán kính tr c nhỏ b = 6.356.863 (m), đ dẹt α=1:289,3
Việc đo tọa đ GPS tuyệt đối đ c thực hiện trên cơ s sử d ng đ i l ng đo là kho ng cách từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao h i c nh không gian từ điểm đư biết đến tọa đ là các vệ tinh.
Nếu biết chính xác kho ng th i gian lan truyền tín hiệu kí tự ngẫu nhiên từ vệ tinh đến máy thu, ta sẽ tính đ c kho ng cách chính xác giữa vệ tinh và máy thu. Khi đó 3 kho ng cách đ c xác định đồng th i từ 3 vệ tinh đến máy thu sẽ cho ta vị trí không gian đơn vị của máy thu. Song trên thực tế c 3 đồng hồ trên vệ tinh và đồng hồ trên máy thu đều có sai số, nên kho ng cách đo đ c không ph i là kho ng cách chính xác. Kết qu là chúng không thể cắt nhau t i m t điểm, nghĩa là không thể xác định vị trí máy thu. Để khắc ph c tình tr ng này, cần sử d ng thêm m t đ i l ng nữa, đó là kho ng cách từ vệ tinh thứ 4, ta có hệ ph ơng trình:
1 − 2 + 1− 2 + 1 − 2 = �1 − �∆ 2 2 − 2 + 2 − 2 + 2 − 2 = �2 − �∆ 2 3 − 2 + 3 − 2 + 3 − 2 = �3 − �∆ 2 4 − 2 + 4 − 2 + 4 − 2 = �4 − �∆ 2
(2.1) -Định vị t ơng đối (Relative Positioning).
M t ph ơng án định vị khác cho phép sử d ng hệ thống GPS trong đo đ c trắc địa có đ chính xác cao đó là định vị t ơng đối. Sự khác của ph ơng pháp định vị này là ch ph i sử d ng tối thiểu 2 máy thu tín hiệu vệ tinh đồng th i và kết qu của ph ơng pháp là các thành phần số gia to đ X, Y, Z (hoặc B, L, H) của 2 điểm trong hệ to đ không gian. Đ chính xác định vị t ơng đối đ t cỡ cm và chủ yếu áp d ng trong lập l ới khống chế trắc địa.
Nguyên tắc đo tọa đ GPS t ơng đối đ c thực hiện dựa trên cơ s sử d ng đ i l ng đo là sóng pha t i. Để đ t đ c đ chính xác cao và rất cao cho kết qu xác định hiệu tọa đ giữa hai điểm đang xét, ng i ta đư t o ra và sử d ng các sai phân khác nhau cho pha sóng t i nhằm làm gi m nh h ng đến các nguồn sai số khác nhau nh : đồng hồ vệ tinh cǜng nh của máy thu, sai số tọa đ vệ tinh, sai số nguyên đa trị.
Ta kí hiệu ∆1 ( ) là hiệu pha sóng t i từ vệ tinh j đo đ c t i tr m r vào th i điểm , khi đó hai tr m 1 và 2 ta quan sát đồng th i vẹ tinh j vào th i điểm ta có sai phân bậc hai:
∆1 =1
2 − 1 (2.2)
Trong sai phân này hầu nh không còn nh h ng sai số đồng hồ vệ tinh. Nếu hai tr m cùng quan sát đồng th i hai vệ tinh j và k vào th i điểm , ta có sai phân bậc hai:
∆2 , =∆1 − ∆1 (2.3)
Trong sai phân này hầu nh không còn nh h ng sai số của đồng hồ vệ tinh và máy thu.
Nếu hai tr m cùng quan sát đồng th i hai vệ tinh j và k vào th i điểm và
+1 ta có sai phân bậc ba:
∆3 , =∆2 , − ∆2 , (2.4)