T ng qua nv cách th ng đ nh ốị ị
3.1. Cs lý thuy t: ởế
3.3 Ph ng pháp i u ch , nh d ng Format s hi u v các lo i thôngươ đ ề ếđị ạ ố ệ à ạbáo (Message type) đượ ử đc g i i trong tín hi u c i chính phân sai.ệ ả ...17 báo (Message type) đượ ử đc g i i trong tín hi u c i chính phân sai.ệ ả ...17
3.3.1 Ph ng pháp i u ch .ươ đ ề ế...17 3.3.2. nh d ng Format s li u.Đị ạ ố ệ ...17 3.3.3. Các lo i thông báo (Massage type ).ạ ...18 3.3.3.1 Lo i thông báo 1 (Massage Type 1). C i chính phân sai DGPSạ ả
(Differrential GPS Corrections)...18 3.3.3.2. Thông báo 2 (Massage type 2 ) Delta Differential GPS Correction.21 3.3.3.3. Thông báo 3 (Massage type 3) Thông báo c a tr m Refrence.ủ ạ ...22 3.3.3.4. Thông báo 5 (message Type 5) l chùm v tinh kho (Constellationà ệ ẻ
Heath)...23 3.3.3.5. Thông báo 16 (Message Type 16) thông báo c bi t.đặ ệ ...23
3.4. Các phương pháp o DGPS.đ ...25
3.4.1. K thu t MSK – DGPS v i các tr m Beacon.ỹ ậ ớ ạ ...253.4.1.1. Yêu c u chung c a m t tr m Beacon Control l :ầ ủ ộ ạ à...253.4.1.1. Yêu c u chung c a m t tr m Beacon Control l :ầ ủ ộ ạ à...25 3.4.1.1. Yêu c u chung c a m t tr m Beacon Control l :ầ ủ ộ ạ à...25 3.4.1.2. H th ng antena bao g m các ph n chính sau:ệ ố ồ ầ ...26 3.4.1.3. Ho t ng c a máy GPS Monitor t i tr m Beacon Control.ạ độ ủ ạ ạ ...28 3.4.2. Ch c n ng báo ứ ă động v thông báo (Alams and message) c aà ủ
RSIM...29 3.4.3. Ph ng pháp DGPS di n r ng (Wide area Differential GPS –ươ ệ ộ
WADGPS)...35 3.4.4. K thu t DGPS truy n thông gi i t n s cao UHF ho c VHF.ỹ ậ ề ả ầ ố ặ ...37
C. Các tính n ng k thu t DGPS s d ng d i t n s UHF v VHF.ă ỹ ậ ử ụ ả ầ ố à ....40D. M t s lo i thi t b k thu t DGPS s d ng d i t n UHF v VHF.ộ ố ạ ế ị ỹ ậ ử ụ ả ầ à . 41 D. M t s lo i thi t b k thu t DGPS s d ng d i t n UHF v VHF.ộ ố ạ ế ị ỹ ậ ử ụ ả ầ à . 41
3.4.5. Các ngu n sai s tác ng n chính xác DGPS.ồ ố độ đế độ ...42 3.4.5.1. Sai s SA (Selectice Availalility).ố ...42 3.4.5.2 S tr do nh h ng c a chi t xu t c a t ng Ion trong khí quy n.ự ễ ả ưở ủ ế ấ ủ ầ ể ..42 3.4.5.3. S tr tín hi u do nh h ng chi t quang c a t ng i l u.ự ễ ệ ả ưở ế ủ ầ đố ư ...43 3.4.5.4. Sai s qu o v tinh.ố ỹđạ ệ ...43 3.4.5.5. Sai s v ng h v tinh.ố ềđồ ồ ệ ...44 3.4.5.6. Sai s c a ng h máy thu GPS.ố ủ đồ ồ ...44 3.4.5.7. Sai s do nh h ng c a hi n t ng a tuy n.ố ả ưở ủ ệ ượ đ ế ...44 3.4.5.8. chính xác do nh h ng c a ng h v tinh (hay con g i l sĐộ ả ưở ủ đồ ồ ệ ọ à ự
phân tán chính xác ).độ ...44 3.4.6 M t s thi t b ng d ng công ngh DGPS Vi t Nam.ộ ố ế ị ứ ụ ệ ở ệ ...46 3.4.6.1. Thi t b ng b DGPS s d ng d i t n s cao VHF ho c UHFế ị đồ ộ ử ụ ả ầ ố ặ ....46
A. C u hình tr m t nh :ấ ạ ĩ ...46B. C u hình tr m ng.ấ ạ độ ...46 B. C u hình tr m ng.ấ ạ độ ...46
3.4.6.2 C u trúc v tính n ng k thu t các thi t b dùng trong công ngh c iấ à ă ỹ ậ ế ị ệ ả
chính DGPS gi i t n s cao.ả ầ ố ...48
A. Máy thu nh v DGPS c i chính.đị ị ả ...48B. RADIO LINK...48B. RADIO LINK...48 B. RADIO LINK...48
Chương IV :...52
M t S ý ki n ki n ngh đ thiêt l p m ng DGPS t i Vi t Namộ ố ế ế ị ể ậ ạ ạ ệ ...52
4.1.1 Xu h ng phát tri n.ướ ể ...524.1.2. Tình hình phát tri n c a DGPS trên th gi i.ể ủ ế ớ ...52 4.1.2. Tình hình phát tri n c a DGPS trên th gi i.ể ủ ế ớ ...52 4.2. Nh ng l i ích v ng d ng c a m ng DGPS Vi t Nam.ữ ợ àứ ụ ủ ạ ở ệ ...53 4.2.1 Đạo h ng.à ...53 4.2.2 Th i gian chính xácờ ...54 4.2.3. L p b n a hình.ậ ả đồ đị ...54 4.2.4. i v i m c ích quân s .Đố ớ ụ đ ự...54 4.2.5. Nghiên c u khoa h cứ ọ ...54
4.3. M t s ý ki n, ki n nghi thi t l p m ng DGPS Vi t Nam.ộ ố ế ế để ế ậ ạ ở ệ ...54
4.3.1. c i m a hình v ho t ng.Đặ đ ể đị à ạ độ ...544.3.1.1 Tr c tiên ta có th xem xét l i ích c a GPS v DGPS trên c s cướ ể ợ ủ à ơ ởđặ4.3.1.1 Tr c tiên ta có th xem xét l i ích c a GPS v DGPS trên c s cướ ể ợ ủ à ơ ởđặ 4.3.1.1 Tr c tiên ta có th xem xét l i ích c a GPS v DGPS trên c s cướ ể ợ ủ à ơ ởđặ
i m a hình t n c.
để đị đấ ướ ...55 4.3.1.2 V khí t ng.ề ượ ...55 4.3.2 M t s yêu c u xu t ng d ng DGPSộ ố ầ đề ấ ứ ụ ...55 4.3.3 Tri n khai l p t h th ng DGPS Vi t Nam.ể ắ đặ ệ ố ở ệ ...55
4.4. Trang b các thi t b thu GPS v DGPS.ị ế ị à ...57
Ch ng V : K t lu nươ ế ậ ...57 M t s t i li u tham kh oộ ố à ệ ả ...58 Chương II...67 T ng quan v các h th ng đ nh vổ ề ệ ố ị ị...67
2.1. Các h th ng nh v d n ệ ố đị ị ẫ đường tr c khi có h th ng GPSướ ệ ố ...67
2.1.1 H th ng nh v Radio (Radio navigation system)ệ ố đị ị ...67 2.1.1.1 H LORAN_C :ệ ...67 2.1.1.2 H th ng CHAYKA v LORAN/CHAYKA :ệ ố à ...67 2.1.1.3 H th ng DECCAệ ố ...67 2.1.2 H th ng TRANSIT:ệ ố ...68
2.2. H th ng nh v to n c u GPS (Global Positioning System )ệ ố đị ị à ầ ...68
2.2.1. H th ng NAVSTAệ ố ...68 2.2.2 H th ng nh v to n c u GLONASS.ệ ố đị ị à ầ ...72 2.2.3. H th ng nh v to n c u c i chính phân sai (Differential GPS).ệ ố đị ị à ầ ả 72
Chương III...74 Công ngh DGPSệ ...74
3.1. C s lý thuy t:ơ ở ế ...74 3.2. Nguyên lý o DGPSđ ...74 3.3 Ph ng pháp i u ch , nh d ng Format s hi u v các lo i thôngươ đ ề ếđị ạ ố ệ à ạ báo (Message type) đượ ử đc g i i trong tín hi u c i chính phân sai.ệ ả ...79
3.3.1 Ph ng pháp i u ch .ươ đ ề ế...79 3.3.2. nh d ng Format s li u.Đị ạ ố ệ ...79 3.3.3. Các lo i thông báo (Massage type ).ạ ...80 3.3.3.1 Lo i thông báo 1 (Massage Type 1). C i chính phân sai DGPSạ ả
(Differrential GPS Corrections)...80 3.3.3.2. Thông báo 2 (Massage type 2 ) Delta Differential GPS Correction.83 3.3.3.3. Thông báo 3 (Massage type 3) Thông báo c a tr m Refrence.ủ ạ ...84 3.3.3.4. Thông báo 5 (message Type 5) l chùm v tinh kho (Constellationà ệ ẻ
Heath)...85 3.3.3.5. Thông báo 16 (Message Type 16) thông báo c bi t.đặ ệ ...85
3.4. Các phương pháp o DGPS.đ ...87
3.4.1. K thu t MSK – DGPS v i các tr m Beacon.ỹ ậ ớ ạ ...87 3.4.1.1. Yêu c u chung c a m t tr m Beacon Control l :ầ ủ ộ ạ à...87 3.4.1.2. H th ng antena bao g m các ph n chính sau:ệ ố ồ ầ ...88 3.4.1.3. Ho t ng c a máy GPS Monitor t i tr m Beacon Control.ạ độ ủ ạ ạ ...90 3.4.2. Ch c n ng báo ứ ă động v thông báo (Alams and message) c aà ủ
RSIM...91 3.4.3. Ph ng pháp DGPS di n r ng (Wide area Differential GPS –ươ ệ ộ
WADGPS)...97 3.4.4. K thu t DGPS truy n thông gi i t n s cao UHF ho c VHF.ỹ ậ ề ả ầ ố ặ ...99
C. Các tính n ng k thu t DGPS s d ng d i t n s UHF v VHF.ă ỹ ậ ử ụ ả ầ ố à . .102D. M t s lo i thi t b k thu t DGPS s d ng d i t n UHF v VHF.ộ ố ạ ế ị ỹ ậ ử ụ ả ầ à D. M t s lo i thi t b k thu t DGPS s d ng d i t n UHF v VHF.ộ ố ạ ế ị ỹ ậ ử ụ ả ầ à ...103
3.4.5. Các ngu n sai s tác ng n chính xác DGPS.ồ ố độ đế độ ...104 3.4.5.1. Sai s SA (Selectice Availalility).ố ...104 3.4.5.2 S tr do nh h ng c a chi t xu t c a t ng Ion trong khí quy n.ự ễ ả ưở ủ ế ấ ủ ầ ể 104 3.4.5.3. S tr tín hi u do nh h ng chi t quang c a t ng i l u.ự ễ ệ ả ưở ế ủ ầ đố ư ...105 3.4.5.4. Sai s qu o v tinh.ố ỹđạ ệ ...105 3.4.5.5. Sai s v ng h v tinh.ố ềđồ ồ ệ ...106 3.4.5.6. Sai s c a ng h máy thu GPS.ố ủ đồ ồ ...106 3.4.5.7. Sai s do nh h ng c a hi n t ng a tuy n.ố ả ưở ủ ệ ượ đ ế ...106 3.4.5.8. chính xác do nh h ng c a ng h v tinh (hay con g i l sĐộ ả ưở ủ đồ ồ ệ ọ à ự
phân tán chính xác ).độ ...106 3.4.6 M t s thi t b ng d ng công ngh DGPS Vi t Nam.ộ ố ế ị ứ ụ ệ ở ệ ...108 3.4.6.1. Thi t b ng b DGPS s d ng d i t n s cao VHF ho c UHFế ị đồ ộ ử ụ ả ầ ố ặ . .108
A. C u hình tr m t nh :ấ ạ ĩ ...108 B. C u hình tr m ng.ấ ạ độ ...108
3.4.6.2 C u trúc v tính n ng k thu t các thi t b dùng trong công ngh c iấ à ă ỹ ậ ế ị ệ ả
chính DGPS gi i t n s cao.ả ầ ố ...110
A. Máy thu nh v DGPS c i chính.đị ị ả ...110 B. RADIO LINK...110
Chương IV :...114
M t S ý ki n ki n ngh đ thiêt l p m ng DGPS t i Vi t Namộ ố ế ế ị ể ậ ạ ạ ệ ...114
4.1. Xu h ng v tình hình phát tri n c a m ng DGPS trên th gi i:ướ à ể ủ ạ ế ớ...114 ...114 4.1.1 Xu h ng phát tri n.ướ ể ...114 4.1.2. Tình hình phát tri n c a DGPS trên th gi i.ể ủ ế ớ ...114 4.2. Nh ng l i ích v ng d ng c a m ng DGPS Vi t Nam.ữ ợ àứ ụ ủ ạ ở ệ ...115 4.2.1 Đạo h ng.à ...115 4.2.2 Th i gian chính xácờ ...116 4.2.3. L p b n a hình.ậ ả đồ đị ...116 4.2.4. i v i m c ích quân s .Đố ớ ụ đ ự...116 4.2.5. Nghiên c u khoa h cứ ọ ...116
4.3. M t s ý ki n, ki n nghi thi t l p m ng DGPS Vi t Nam.ộ ố ế ế để ế ậ ạ ở ệ ...116
4.3.1.1 Tr c tiên ta có th xem xét l i ích c a GPS v DGPS trên c s cướ ể ợ ủ à ơ ởđặ
i m a hình t n c.
để đị đấ ướ ...117 4.3.1.2 V khí t ng.ề ượ ...117 4.3.2 M t s yêu c u xu t ng d ng DGPSộ ố ầ đề ấ ứ ụ ...117 4.3.3 Tri n khai l p t h th ng DGPS Vi t Nam.ể ắ đặ ệ ố ở ệ ...117
4.4. Trang b các thi t b thu GPS v DGPS.ị ế ị à ...119
Ch ng V : K t lu nươ ế ậ ...119 M t s t i li u tham kh oộ ố à ệ ả ...120 Chương I t v n Đặ ấ đề Ph ng pháp nh v dùng xác nh v trí, o c, d n ươ đị ị để đị ị đ đạ ẫ đường l v n r t… à ấ đề ấ c n thi t i v i h nh h i, quân s c ng nh các ho t ng kinh t v n hoá xã h i.ầ ế đố ớ à ả ự ũ ư ạ độ ế ă ộ i ôi v i s phát tri n v khoa h c k thu t, thì các ph ng pháp nh v c ng
Đ đ ớ ự ể ề ọ ỹ ậ ươ đị ị ũ
phát tri n t thô s n hi n i. B t u t kính l c phân, la b n, các b ng v sao.ể ừ ơ đế ệ đạ ắ đầ ừ ụ à ả ề Sau ó l áp d ng sóng vô tuy n i n nh v nh h th ng d n đ à ụ ế đ ệ để đị ị ư ệ ố ẫ đường radio, Transit v cho n khi k thu t phóng v tinh nhân t o … à đế ỹ ậ ệ ạ được phát tri n ( uể đầ nh ng n m 1960 ) thì ph ng pháp nh v to n c u ữ ă ươ đị ị à ầ được th c hi n. H th ng nhự ệ ệ ố đị v to n c u GPS ( Global Positioning System ) ra i, nó kh c ph c ị à ầ đờ ắ ụ được nh ngữ nh c i m c a các ph ng pháp nh v tr c ó nh : ượ đ ể ủ ươ đị ị ướ đ ư Độ chính xác cao ( n t ngđế ừ cm), t ng hoá cao, ho t ng theo ch ng trình ph n m m ã ự độ ạ độ ươ ầ ề đ đượ ậc l p trình s n, s d ng v b o d ng thi t b . c bi t các ch l m vi c luôn m b o,ẵ để ử ụ à ả ưỡ ế ị Đặ ệ ế độ à ệ đả ả các thi t b l m vi c n nh 24/24gi do máy có c u t o c bi t. ế ị à ệ ổ đị ờ ấ ạ đặ ệ
M c dù h th ng nh v GPS có nh ng u i m trên nh ng nó v n có nh ngặ ệ ố đị ị ữ ư đ ể ư ẫ ữ nhân t nh h ng n vi c nh v v d n ố ả ưở đế ệ đị ị à ẫ đường thí d :nh các sai s do s tán s cụ ư ố ự ắ v khúc x trong t ng i n ly, trong quá trình truy n sóng, sai s ng h v tinh và ạ ầ đ ệ ễ ố đồ ồ ệ à
ng h máy thu GPS, sai s do nh h ng c a các tia ph n x t m t t t i máy
đồ ồ ố ả ưở ủ ả ạ ừ ặ đấ ớ
thu GPS ( Multi parth signal) m v trí nh v b ng GPS có th b sai l ch. … à ị đị ị ằ ể ị ệ Để kh c ph c v áp ng yêu c u òi h i ng y c ng cao v chính xác v ph m viắ ụ à đ ứ ầ đ ỏ à à ề độ à ạ
ng d ng c a ph ng pháp nh v thì ph i ng d ng các công ngh tiên ti n có k
ứ ụ ủ ươ đị ị ả ứ ụ ệ ế ỹ
thu t cao. Ng i ta ã a ra k thu t DGPS (Differential GPS )l m t k thu t hi nậ ườ đ đư ỹ ậ à ộ ỹ ậ ệ i c s d ng r ng rãi. Vi c ng d ng công ngh úng h ng có hi u qu cao
đạ đượ ử ụ ộ ệ ứ ụ ệ đ ướ ệ ả
tr c tiên ph i nghiên c u hi u rõ b n ch t c a công ngh ó trên c s hi u bi tướ ả ứ ể ả ấ ủ ệ đ ơ ở ể ế v l m ch nó.à à ủ
Xu t phát t ng ng lý do trên tôi nghiên c u t i h th ng nh v v tinh cóấ ừ ữ ứ đề à ệ ố đị ị ệ s a phân sai DGPS (Differential Global Positioning System ) nh m m c ích n mử ằ ụ đ ắ v ng lý thuy t th c h nh ng d ng công ngh DGPS ã v ang ữ ế ự à ứ ụ ệ đ à đ được tri n khaiể r ng rãi trên th gi i v khu v c ông Nam á v ang s d ng r ng rãi n c ta.ộ ế ớ à ự Đ à đ ử ụ ộ ở ướ
Trong khuôn kh c a t i n y tôi trình b y các ph n sau:ổ ủ đề à à à ầ 5. S l c v các h th ng nh vơ ượ ề ệ ố đị ị
6. Công ngh DGPS (Differential Global Positioning System)ệ 7. M t s ý ki n ki n ngh thi t l p m ng DGPS Vi t Namộ ố ế ế ị ế ậ ạ ở ệ 8. K t lu nế ậ
K thu t DGPS l m t n i dung còn m i m i v i ng i dùng Vi t Nam,ỹ ậ à ộ ộ ớ ẻ đố ớ ườ ệ vì th i gian có h n, vi c tìm hi u t i li u còn khó kh n nên không tránh kh iờ ạ ệ ể à ệ ă ỏ nh ng thi u sót. Tôi r t mong ữ ế ấ đượ ự ỉ ả đc s ch b o, óng góp ý ki n c a các th y giáoế ủ ầ v các b n ng nghi p.à ạ đồ ệ
ho n th nh c khoá h c m c th l b o v th nh công lu n v n t t
Để à à đượ ọ à ụ ể à ả ệ à ậ ă ố
nghi p ng y hôm nay. ó l s c g ng h c t p c a b n thân cùng v i công lao toệ à Đ à ự ố ắ ọ ậ ủ ả ớ l n gi ng d y truy n t ki n th c c a các th y cô giáo tr ng ớ ả ạ ề đạ ế ứ ủ ầ ườ Đại H c H ng H iọ à ả nói chung, c a các th y giáo trong khoa i n T Vi n Thông nói riêng v c bi tủ ầ Đệ ử ễ à đặ ệ l s ch b o h ng d n t n tình c a th y giáo h ng d n: i tá - PGS - TS - Nhà ự ỉ ả ướ ẫ ậ ủ ầ ướ ẫ Đạ à giáo u tú o ư Đà Đức Kính. Qua ây tôi xin b y t lòng bi t n sâu s c t i th y ođ à ỏ ế ơ ắ ớ ầ Đà
c Kính cùng các th y giáo trong tr ng. Tôi xin kính chúc th y cùng to n th
Đứ ầ ườ ầ à ể
gia ình an khang th nh vđ ị ượng.
Xin chân th nh c m n!à ả ơ
Tác gi :ả
Chương II
T ng quan v các h th ng đ nh vổ ề ệ ố ị ị
nh v d n ng có t lâu trong cu c s ng. Ng i ta ã a ra r t nhi u
Đị ị ẫ đườ ừ ộ ố ườ đ đư ấ ề
ph ng pháp nh v . ây tôi gi i thi u m t s h th ng nh v d n ươ đị ị ở đ ớ ệ ộ ố ệ ố đị ị ẫ đường chính.
2.1. Các hệ thống định vị dẫn đường trước khi có hệ thống GPS 2.1.1 H th ng nh v Radio (Radio navigation system)ệ ố đị ị
Nguyên lý c b n la giao h i c nh t 3 i m ã bi t to xác nh to ơ ả ộ ạ ừ đ ể đ ế ạ độ để đị ạ độ m t ph ng c a i m t máy ( i m ch a bi t to )ặ ẳ ủ đ ể đặ Để ư ế ạđộ
T i ít nh t 3 i m ã bi t to d ,thi t l p 3 tr m phát tín hi u :Radio, i mạ ấ đ ể đ ế ạ ộ ế ậ ạ ệ đ ể c n nh v t máy thu tín hi u t các tr m phát tín hi u radio trên.Kho ng cáchầ đị ị đặ ệ ừ ạ ệ ả t tr m t máy thu d n tr n phát ừ ạ đặ ế ạ được xác nh b ng tr th i gian c a tín hi uđị ằ độ ễ ờ ủ ệ phát t tr m phát t i tr m thu.D a v o tr th i gian ít nh t 3 tr m phát v to ừ ạ ớ ạ ự à độ ễ ờ ấ ạ à ạ độ c a c c tr m n y,s tính ủ ả ạ à ẽ được to m t ph t ph ng c a tr m t máy thu.K thu tạ độ ặ ặ ẳ ủ ạ đă ỹ ậ