CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG
2.3.1 Đánh giá phạm vi giả
Mặc dù ban đầu đƣợc sử dụng cho mục đích quân sự, nhƣng hệ thống GPS ngày nay đƣơc sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng dân sự, chẳng hạn nhƣ khảo sát, định vị/định hƣớng (trong không khí, trên biển và trên mặt đất), định vị, đo vận tốc, xác định thời gian, giám sát các vật di chuyển và tĩnh, v.v. Nhà điều hành hệ thống đảm bảo cho ngƣời sử dụng dịch vụ có độ chính xác dƣới đây (Bảng 2.1) đạt 95% thời gian [29]:
Bảng 2.1 Độ chính xác của dịch vụ dân sự tiêu chuẩn
Độ chính xác theo phƣơng ngang
Độ chính xác theo phƣơng dọc Độ chính xác thời gian
≤13 m ≤22 m ~40ns
2.3.1 Đánh giá phạm vi giả
Để một máy thu GPS xác định đƣợc vị trí của nó, nó phải nhận đƣợc tín hiệu thời gian từ 4 vệ tinh khác nhau (VT1-VT4) để tính toán thời gian truyền tín hiệu ∆t1 đến ∆t4.
Hình 2.2 Bốn tín hiệu vệ tinh mà người dùng phải nhận được
Các phép tính đƣợc thực hiện trong hệ tọa độ Đề-các, hệ tọa độ 3 chiều với gốc là tâm địa cầu (Hình 2.3). Phạm vi của ngƣời sử dụng từ bốn vệ tinh R1, R2, R3 và R4 có thể đƣợc xác định với sự trợ giúp của các khoảng thời gian truyền tín hiệu ∆t1, ∆t2, ∆t3 và ∆t4 giữa bốn vệ tinh và ngƣời sử dụng. Vì các vị trí , và của bốn vệ tinh đã xác định, nên có thể tính toán đƣợc tọa độ của ngƣời sử dụng.
Do có các đồng hồ nguyên tử trên vệ tinh, nên thời gian lúc tín hiệu vệ tinh truyền đi đƣợc xác định rất chính xác. Tất cả đồng hồ vệ tinh đƣợc điều chỉnh hoặc đồng bộ hóa với nhau và với giờ quốc tế UTC.
VT 2 VT 3 VT 1 VT 4 ∆t2 ∆t3 ∆t ∆t4 Hình 2.3 Hệ tọa độ 3 chiều
Ngƣợc lại, đồng hồ máy thu không đƣợc đồng bộ với UTC và do đó nó chậm hoặc nhanh phụ thuộc vào Δt. Δt có giá trị dƣơng khi đồng hồ ngƣời sử dụng nhanh. Sai số thời gian Δt gây ra sự không chính xác trong việc đo thời gian truyền tín hiệu và khoảng cách R. Do đó, khoảng cách đƣợc đo không chính xác gọi là khoảng cách giả PSR.
∆tđo đƣợc = ∆t + ∆t0 (1a)
PSR = ∆tđo đƣợc ⋅ c = (∆t + ∆t0)⋅ c (2a)
PSR = R + ∆t0 ⋅ c (3a)
R: khoảng cách chính xác của vệ tinh từ ngƣời sử dụng. c: tốc độ ánh sáng.
∆t: thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh đến ngƣởi sử dụng. : sai lệch giữa đồng hồ vệ tinh và đồng hồ ngƣời sử dụng. PSR: phạm vi giả.
Khoảng cách R từ vệ tinh đến ngƣời sử dụng có thể đƣợc tính trong hệ tọa độ Cartesian nhƣ sau:
R = √ (4a) Thay (4a) vào (3a), ta có:
PSR= √ + ∆t0 ⋅ c (5a)
Để xác định bốn biến số không xác định (∆t0, XAnW, YAnW và ZAnW), cần có bốn phƣơng trình độc lập:
Dƣới đây là giá trị PSR của bốn vệ tinh (i= 1…4):
= √ + ∆t0 ⋅ c (6a)