5. Nắp ắc qui 6 Mặt điỊu khiĨn
7.2.2. Nguyờn lý xỏc định vị trớ điểm của hệ GPS
Dưới đõy là cỏc bước cơ bản để xỏc định được vị trớ của một điểm bất kỳ trờn bề mặt trỏi đất dựa vào hệ thống định vị vệ tinh GPS.
Bước 1: Các vƯ tinh được xem như cỏc điểm tham chiếu
Hệ định vị toàn cầu GPS cú 24 vệ tinh. Quỹ đạo chuyển động của cỏc vệ tinh GPS được giỏm sỏt liờn tục bởi cỏc trạm mặt đất, chớnh vỡ vậy vị trớ của cỏc vệ tinh luụn được xỏc định một cỏch rất chớnh xỏc. Vị trớ này của cỏc vệ tinh là nền tảng căn bản cho tất cả cỏc tớnh toỏn GPS tiếp the
Bước 2: Xỏc định khoảng cỏch dựa vào thời gian di chuyển của tớn hiƯu
Chúng ta có thĨ xác định được khoảng cỏch từ cỏc mỏy thu tới mỗi vệ tinh bằng cỏch xỏc định được chớnh xỏc khoảng cỏch mà tớn hiệu di chuyển từ các vƯ tinh khác nhau tới mỏy th Cỏc mỏy thu và vệ tinh GPS đỊu sư dơng một mã đỈc biệt và cỏc đồng hồ cú độ chớnh xỏc rất ca Bằng cỏch thu và liệt kờ một tập hợp cỏc tin cú mà đặc biệt này truyền đi từ mỗi vệ tinh GPS, mỏy thu tớn hiệu đặt trờn mặt đất cú thể xỏc định được chớnh xỏc khoảng thời gian khi tớn hiệu bắt đầu rời vệ tinh đi tới ăngten mỏy thu trờn mặt đất khoảng cỏch tới cỏc vệ tinh sẽ được xỏc định bằng thời gian di chuyển và vận tốc ỏnh sỏng.
D = T x S Trong đú:
D: là khoảng cỏch từ mỏy thu tớn hiệu đến vệ tinh GPS
T: lhoảng thời gian tín hiƯu đi từ vƯ tinh GPS đến máy thu tín hiƯu S: vận tốc ánh sáng (= 3.1010 cm/s)
Bước 3: Biết khoảng cỏch tới 3 vệ tinh sẽ xỏc định được vị trớ điĨm
Sau khi hoàn thành bước 1 và bước 2, chỳng ta đà xỏc định được khoảng cỏch từ mỏy thu tớn hiệu đến vệ tinh GPS, đồng thời chỳng ta cũng biết xỏc định vị trớ của cỏc vệ tinh đú trờn quỹ đạ
thu tớn hiệu trờn mặt đất.
Giả sử mỏy thu tớn hiệu đà xỏc định được khoảng cỏch tới một vệ tinh nào đú bằng 23.000 km. Phộp đo thứ nhất này đà tạo nờn một khối cầu giả định cú tõm là vệ tinh GPS đà xỏc định và bỏn kớnh của hỡnh cầu này chớnh bằng 23.000 km, mỏy thu tớn hiệu đà được đặt tại một vị trớ nào đú trờn mặt khối cầu giả định nà
Nếu tiếp tục xỏc định khoảng cỏch từ mỏy thu tớn hiƯu tới vƯ tinh thứ 2, giả sử khoảng cỏch này bằng 26.000 km và khối cầu thứ 2 cú bỏn kớnh 26.000 km giao nhau, tại điểm giao nhau của 2 khối cầu tạo thành một khối cầu nhỏ hơn vị trớ đặt mỏy thu tớn hiệu đà được thu nhỏ lại nằm tại một điểm nào đó trong khu vực giao nhau nà
Tiếp tục với phộp đo xỏc định khoảng cỏch tới vệ tinh thức 3 sẽ tạo thành một khối cầu thứ 3, khu vực giao nhau của 3 khối cầu này sẽ chỉ cũn lại 2 điểm và vị trớ đặt mỏy thu tớn hiệu sẽ trựng với 1 trong 2 điểm giao nhau nà
Với 3 phộp đo khoảng cỏch trờn đà đủ để xỏc định vị trớ đặt mỏy thu tớn hiệu, rất dễ dàng loại bỏ một trong 2 điểm giao của 3 mặt cầu này vỡ cú một điểm sẽ nằm trong khụng gian hoặc đang chuyển động với vận tốc rất lớn. Trong thực tế chúng ta vẫn cần tới phộp đo khoảng cỏch tới vệ tinh thứ 4, phộp đo thứ 4 này ngoài mục đớch xỏc định duy nhất một vị trớ đặt mỏy thu tớn hiệu cũn là phộp đo nhằm mơc đích loại bỏ sai số về thời gian do sự khụng đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh GPS và đồng hồ của mỏy thu tớn hiệu định vị.