D .M ts l oi thi bk th ut GPS sd ng di tn UHF v VHF ảầ à
3.4.5.1. Sai sSA (Selectice Availalility) ố
L sai s nhân t o do ch ý c a b qu c phòng m a v o thông tin GPS nh mà ố ạ ủ ủ ộ ố ỹ đư à ằ m c ích b o m t trong quân s . nh h ng c a sai s SA n k t qu nh v thayụ đ ả ậ ự ả ưở ủ ố đế ế ả đị ị i tu theo ý nh ch quan c a ng i t o ra SA. Nh ng t ng y 1 tháng 6 N m
đổ ỳ đị ủ ủ ườ ạ ư ừ à ă
2000 B qu c phòng M thông báo không ua sai s SA v o tín hi u GPS n a.ộ ố ỹ đ ố à ệ ữ
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
T ng ion trong khí quy n l l p khí quy n có cao trên 50 km. Sóng i nầ ể à ớ ể độ đ ệ t i qua t ng ion b tán s c gây lên s tr tín hi u. nh h ng c a s tr tín hi uừ đ ầ ị ă ự ễ ệ ả ưở ủ ự ễ ệ n y thông th ng kho ng 20 – 30 m v o ban ng y v 3-6m v o ban êm.à ườ ả à à à à đ
S tr tín hi u do nh h ng c a t ng ion c a tín hi u t m t v tinh GPS nự ễ ệ ả ưở ủ ầ ủ ệ ừ ộ ệ đế hai máy thu GPS có kho ng cách nh (kho ng cách d i 40 km) l t ng i gi ngả ỏ ả ướ à ươ đố ố nhau. Nguyên nhân l khi ó có th coi tín hi u truy n t v tinh GPS t i hai máyà đ ể ệ ề ừ ệ ớ thu GPS được truy n qua cùng m t môi tr ng ion. ề ộ ườ Đố ới v i các máy thu GPS cách xa nhau thì s sai khác v tr tín hi u c ng t ng lên.ự ề ễ ệ ũ ă
gi m b t s tr tín hi u, v tinh GPS có phát i các h s mô hình hoá
Để ả ớ ự ễ ệ ệ đ ệ ố
t ng ion, các máy thu GPS s d ng, tính ra nh h ng c a s tr tín hi u. Tuyầ để ử ụ ả ưở ủ ự ễ ệ v y, các mô hình khí quy n c ng ch l g n úng, do v y v n t n t i s tr tín hi uậ ể ũ ỉ à ầ đ ậ ẫ ồ ạ ự ễ ệ do nh h ng c a t ng ion.ả ưở ủ ầ
H s tán s c c a t ng ion ph thu c v o t n s sóng i n t . Do v y s d ngệ ố ắ ủ ầ ụ ộ à ầ ố đ ệ ừ ậ ử ụ máy thu GPS hai t n s s gi m thi u áng k nh h ng sai s c a t ng ion.ầ ố ẽ ả ể đ ểả ưở ố ủ ầ
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
T ng i l u l l p khi quy n d i t ng ion. Do nh h ng c a tính ch t khucầ đố ư à ớ ể ướ ầ ả ưở ủ ấ x c a sóng i n t khi truy n qua môi tr ng khí quy n không ng nh t m sinhạ ủ đ ệ ử ề ườ ể đồ ấ à ra hi n t ng tr tín hi u GPS. H s chi t quang tiêu bi u cho t ng i l u lệ ượ ễ ệ ệ ố ế ể ầ đố ư à 1.0030, song do nh h ng c a nhi t , m v áp xu t khác nhau, h s n yả ưở ủ ệ độ độ ẩ à ấ ệ ố à luôn thay i gây nên s không ng nh t trong môi tr ng truy n sóng.đổ ự đồ ấ ườ ề
nh h ng c a t ng i l u n sai s tr tín hi u GPS ph thu c v o góc
ả ưở ủ ầ đố ư đế ố ễ ệ ụ ộ à
ng ng (Elevation angle) c a tín hi u v tinh. i góc ng ng th p d i 3ẩ ủ ệ ệ Đố ưỡ ấ ướ 0, sai s trố ễ tín hi u có th lên t i 30 m, góc ng ng cao c ng l n, sai s n y c ng gi m d n. Sệ ể ớ ưỡ à ớ ố à à ả ầ ự khác nhau v h s tri t quang c a vùng, có th t o ra s khác nhau v tr tínề ệ ố ế ủ ể ạ ự ề độ ễ hi u i v i hai máy GPS cách xa nhau t i 1-3 m. Sai s do nh h ng c a t ng iệ đố ớ ớ ố ả ưở ủ ầ đố l u có th gi m nh b ng cách t góc ng ng c a antena cho phù h p trong cácư ể ả ỏ ằ đặ ẩ ủ ợ máy thu GPS.
3.4.5.4. Sai s qu o v tinh.ố ỹđạ ệ
M i v tinh GPS, theo thi t k ,s chuy n ng theo m t quy o nh t nh.ỗ ệ ế ế ẽ ể độ ộ đạ ấ đị Tuy v y do nhi u y u t k thu t, các v tinh không bay úng ho n to n theo quậ ề ế ố ỹ ậ ệ đ à à ỹ
o thi t k . Do v y, qu o v tinh (l ch v tinh) c thông báo trong tín hi u
đạ ế ế ậ ỹ đạ ệ ị ệ đượ ệ
v tinh phát tệ ừ v tinh GPS. S không ng ho n to n v i qu o th c t c a v tinh.ệ ẽ đứ à à ớ ỹ đạ ự ế ủ ệ Sai s s qu o v tinh l s chênh l ch gi a to ố ố ỹ đạ ệ à ự ệ ữ ạ độ được tính thông báo l ch vị ệ tinh.
Sai s v qu o v tinh nói chung l r t nh v h ng ng y u ố ề ỹ đạ ệ à ấ ỏ à à à đề đượ ảc c i chính l i ít nh t m t l n. Sai s n y th ng nh h n 3m.ạ ấ ộ ầ ố à ườ ỏ ơ
3.4.5.5. Sai s v ng h v tinh.ố ềđồ ồ ệ
L s gi th t c a ng h v tinh, so v i gi thông báo trong tín hi u v tinh.à ố ờ ậ ủ đồ ồ ệ ớ ờ ệ ệ Các máy nh v GPS nh v (Tính kho ng cách Pseudorange) vì v y sai s vđị ị để đị ị ả ậ ố ề
ng h v tinh s gây nên sai s xác nh kho ng cách Pseudorange, t c l gây
đồ ồ ệ ẽ ố đị ả ứ à
nên sai s nh v .ố đị ị
Sai s v qu o v tinh, c ng luôn ố ề ỹ đạ ệ ũ đượ ảc c i chính l i b ng tín hi u phát iạ ằ ệ đ t tr m Master Control trên m t t.ừ ạ ặ đấ
3.4.5.6. Sai s c a ng h máy thu GPS.ố ủ đồ ồ
C ng t ng t nh sai s ng h v tinh. Sai s ng h c a máy thu GPS t oữ ươ ự ư ố đồ ồ ệ ố đồ ồ ủ ạ nên sai s Pseudorange, t c l t o nên sai s nh v c a các máy thu GPS.ố ứ à ạ ố đị ị ủ
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
Hi n t ng a tuy n lá hi n t ng ph n x tín hi u GPS t m t t t i antenaệ ượ đ ế ệ ượ ả ạ ệ ừ ặ đấ ớ c a máy thu GPS khi góc ng ng cao c a v tinh th p.ủ ẩ ủ ệ ấ
Hi n t ng n y có th tránh ệ ựợ à ể được khi lo i b các v tinh có góc ng ngạ ỏ ệ ẩ cao(nh h n 10 ỏ ơ 0 đến 15 0 ) v s d ng antena có a ph n x .à ử ụ đĩ ả ạ
3.4.5.8. Độ chính xác do nh h ng c a ả ưở ủ đồng h v tinh (hay con g i l sồ ệ ọ à ự phân tán độ chính xác ).
chính xác nh v b ng GPS ph thu c v o v trí hình h c t ng quan gi a
Độ đị ị ằ ụ ộ à ị ọ ươ ữ
các v tinh i v i máy thu GPS nh v theo m t chùm v tinh GPS.Ch s ánh giáệ đố ớ đị ị ộ ệ ỉ ố đ s cân i v trí t ng quan c a các v tinh i v i máy thu GPS ự đố ị ươ ủ ệ đố ớ được g i lọ à DOP.Ch s n y ỉ ố à đượ ọ à ệ ốc g i l h s phân tán chính xác.
Ch s DOP c ng cao thì chính xác c ng th p. Ch s t i u c a DOP nhỉ ố à độ à ấ ỉ ố ố ư ủ ỏ h n 2,5. Ch s DOP cho phép l nh h n 6.ơ ỉ ố à ỏ ơ
T t c các sai s trên u ấ ả ố đề đượ ọc g i chung l phân sai GPS. S d ng k thu tà ử ụ ỹ ậ c i chính phân sai DGPS, l s d ng k thu t nh m lo i b cá nhân sia ho c gi mả à ử ụ ỹ ậ ằ ạ ỏ ặ ả thi u các phân sai trên.ể
Trong các ngu n sai s trên, m t s ngu n sai s s b tri t tiêu v m t sồ ố ộ ố ồ ố ẽ ị ệ à ộ ố ngu n sai s s b gi m thi u khi s d ng k thu t DGPS.ồ ố ẽ ị ả ể ử ụ ỹ ậ
Các ngu n sai s b tri t tiêu (lo i b ) khi s d ng k thu t GPS l lo i sai sồ ố ị ệ ạ ỏ ử ụ ỹ ậ à ạ ố không ph thu c v o v trí c a máy thu GPS trên m t t ( nh h ng ho n to nụ ộ à ị ủ ặ đấ ả ưở à à gi ng nhau i v i t t c các máy thu GPS các v trí khác nhau) các ngu n sai số đố ớ ấ ả ở ị ồ ố n y bao g m:à ồ
- Sai s SAố
- Sai s ng h v tinhố đồ ồ ệ
V lý thuy t thì nh h ng c a các ngu n sai s khác, n sai s nh v c aề ế ả ưở ủ ồ ố đế ố đị ị ủ các máy thu GPS t g n nhau trên m t t l x p x nhau. Vì v y, i v i các máyđặ ầ ặ đấ à ấ ỉ ậ đố ớ GPS ng khi s d ng cách tr m t nh không xa thì các phân sai g n nh gi m thi uđộ ử ụ ạ ĩ ầ ư ả ể t i giá tr nh (10-15cm). Khi kho ng cách máy GPS ng cách xa tr m t nh (50-ớ ị ỏ ả độ ạ ĩ 500km) thì các nh h ng c a các th nh ph n sai s t i sai s nh v t i tr m t nhả ưở ủ à ầ ố ớ ố đị ị ạ ạ ĩ khác v i nh h ng t i sai s nh v t i các tr m ng. Nguyên lý c a GPS l tínhớ ả ưở ớ ố đị ị ạ ạ độ ủ à ra phân sai t i tr m t nh v l y ó l m s li u c i chính cho vi c tính toán nh vạ ạ ĩ à ấ đ à ố ệ ả ệ đị ị t i các tr m GPS ng. Do v y khi máy GPS ng xa tr m t nh, áp d ng k thu tạ ạ độ ậ độ ạ ĩ ụ ỹ ậ DGPS s b m t sai s lý thuy t v ph ng pháp kho ng 1-5m.ẽ ị ộ ố ế ề ươ ả
Dao ng sai s 1 - 5m ph thu c v o ch t l ng k thu t thi t b c a tr mđộ ố ụ ộ à ấ ượ ỹ ậ ế ị ủ ạ Beacon v máy thu GPS ng.à độ
So sánh độ chính xác GPS v DGPS à
Ngu n sai s ồ ố GPS DGPS Mã C/A Mã P Mã C/A Mã P Sai s t ng i n liố ầ đ ệ 21 1,3 0,5 0,5
Nhi u v s phân gi i c a máyễ à ự ả ủ 8 0,8 8 0,8
Sai s ố đường truy nề 10 4 0 4
Sai s do sai l ch gi a các kênhố ệ ữ
máy thu 2 0,5 0,5
Sai s ng h v tinhố đồ ồ ệ 10 0
Sai s l ch v tinhố ị ệ 8,6 0
chính xác v trí
Độ ị
Sai s bình ph ng trungố ươ
bình GPS DGPS
Mã C/A Mã P Mã C/A Mã P
Theo m t ph ng ngang (x,y)ặ ẳ (HDOP = 1,5)
42 21 19,5 6,3
Theo m t ph ng ng ( t )ặ ẳ đứ (VDOP = 2,5)
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
H th ng nh v to n c u (GPS) ệ ố đị ị à ầ được thi t k nh m tho mãn nhu c u nh vế ế ằ ả ầ đị ị v d n à ẫ đường v i chính xác cao, trong i u ki n th i ti t v l m vi c 24/24 gi .ớ độ đ ề ệ ờ ế à à ệ ờ
Th c t cho th y, v i các máy thu DGPS có công ngh khác nhau s cho cácự ế ấ ớ ệ ẽ chính xác khác nhau. i v i các công ngh s d ng máy nh v DGPS dùng
độ Đố ớ ệ ử ụ đị ị
các máy thu DGPS a kênh, hai t ng công ngh Maxwell cho đ ầ ệ độ chính xác m tặ ph ng t 1m n 3m th m chí <1m v i các v trí g n tr m c i chính, v i công nghẳ ừ đế ậ ớ ị ầ ạ ả ớ ệ Super-Track chính xác t độ đạ được 2m n 5m, còn cn DGPS di n r ng dùng quađế ệ ộ h th ng v tinh a t nh thì chính xác v o kho ng 3m n 5m tu thu c vùngệ ố ệ đị ĩ độ à ả đế ỳ ộ ph sóng v v trí c a tr m c i chính a ph ng.ủ à ị ủ ạ ả đị ươ
Ngo i ra v i các công ngh GPS khác nhau còn cho phép vùng ph sóng tínà ớ ệ ủ hi u c i chính khác nhau. ệ ả Đố ới v i công ngh DGPS s d ng gi i t n s cao VHF,ệ ử ụ ả ầ ố UHF vùng ph sóng c a các tr m t nh có bán kính kho n 100km tu theo côngủ ủ ạ ĩ ả ỳ su t máy phát. i v i công ngh MSK DGPS dùng d i t n d n ấ Đố ớ ệ ả ầ ẫ đường sóng trung vùng ph sóng c a các tr m t nh có bán kính t i a l < 600 km. Còn i v i côngủ ủ ạ ĩ ố đ à đố ớ ngh DGPS di n r ng dùng v tinh a t nh vùng ph sóng các tín hi u c a chínhệ ệ ộ ệ đị ĩ ủ ệ ỉ v o kho ng 2000 k.m tính t tr m c i chính vùng.à ả ừ ạ ả
T i Vi t Nam, n nay h u nhu t t c các gi i pháp công ngh DGPS u ãạ ệ đế ầ ấ ả ả ệ đề đ v ang à đ đượ ử ục s d ng cho các m c ích qu c phòng v dân s .ụ đ ố à ự
3.4.6.1. Thi t b ng b DGPS s d ng d i t n s cao VHF ho c UHF ế ị đồ ộ ử ụ ả ầ ố ặ
V c b n h th ng g m hai th nh ph n :ệ ơ ả ệ ố ồ à ầ - Tr m c i chính DGPS c nh.ạ ả ố đị
- Tr m c i chính ạ ả đượ đặc t trên i m có to xác nh ã bi t tr c.đ ể ạ độ đị đ ế ướ - Các tr m di ng t t i n i c n nh v .ạ độ đặ ạ ơ ầ đị ị
A. Cấu hình trạm tĩnh :
Máy thu nh v m t t n ho c hai t n lo i Trimble 4000 series có ch c n ngđị ị ộ ầ ặ ầ ạ ứ ă l m tr m t nh. Ví d nh l lo i Trimble 4000/ SSi – RS.à ạ ĩ ụ ư à ạ
Antena c a máy thu, lo i COMPACT DONE ủ ạ đượ đặc t chính xác trên m tộ i m ã bi t tr c to .
đ ể đ ế ướ ạ độ
Máy phát sóng UHF ho c VHF có MODEM.ặ
i v i máy phát VHF, d i t n s sóng mang l t 140 MHz n 180 MHz.
Đố ớ ả ầ ố à ừ đế
i v i máy phát UHF, d i t n s sóng mang l t 420 MHz n 470 MHz.
Đố ớ ả ầ ố à ừ đế
Máy s d ng l lo i RADEL MTS 160 Base Station.ử ụ à ạ
T n s sóng mang UHF 430 Mhz – 450 Mhz, d i thông l 250 Khz.ầ ố ả à Tu ch n b ng ph n m m Procomm.ỳ ọ ằ ầ ề
Công su t máy phát l 2 W.ấ à
Antena máy phát l lo i s o d i 2,8 m.à ạ à à
r ng vùng ph sóng v i bán kính t antena phát l 15 Km.
Độ ộ ủ ớ ừ à
Ch ế độ phát TRANSPARENT cho phép phát liên t c các gói thông tin theoụ chu n RTCM SC 104.ẩ
i n áp ngu n s d ng : i n áp l i AC = 220 V ho c 12 V.
Đ ệ ồ ử ụ đ ệ ướ ặ
B. Cấu hình trạm động.
S d ng máy thu c i chính GPS lo i Trimble 4000 / SSi có ch c n ng DGPSử ụ ả ạ ứ ă (nh n v c i chính theo chu n RTCM SC 104 trên các c ng giao ti p RS 232 port 1ậ à ả ẩ ổ ế n i v i máy thu Radio link ).ố ớ
Antena thu GPS lo i COMPACT DONE.ạ
Máy thu Radio lo i RADTEL MTS 160 Rover Sation.ạ
nh y máy thu tín hi u l 0,3 mV khi l n tín hi u l 12 dB.
Antena máy thu dùng lo i s o d i cao m t mét, khi l p t nên t t i v tríạ à à ộ ắ đặ đặ ạ ị cao, tránh g n các thi t b gây nhi u khác nhu : radar, antena thu phát các máy phátầ ế ị ễ
i n công su t l n.
đ ệ ấ ớ
Ch thu phát TRANSPARENT cho phép thu liên t c các gói tín hi u chu nế độ ụ ệ ẩ RTCM SC 104.
i n áp ngu n s d ng iên l i AC 220 V acquy 12V.
Đ ệ ồ ử ụ đ ướ
Có th s d ng v i s l ng không h n ch v i các tr m ng. V i i u ki nể ử ụ ớ ố ượ ạ ế ớ ạ độ ớ đ ề ệ các máy thu Radio t i tr m ng cùng lo i ho c t ng thích v i máy phát Radioạ ạ độ ạ ặ ươ ớ c a tr m c i chính v ủ ạ ả à đượ đặc t cùng t n s v i máy c a tr m c i chính.ầ ố ớ ủ ạ ả
chính xác c a tr m c i chính l 3m n 5m.
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 ảchính DGPS gi i t n s cao.ả ầ ốchính DGPS gi i t n s cao.ả ầ ố chính DGPS gi i t n s cao.ả ầ ố
A. Máy thu định vị DGPS cải chính.
Các máy thu DGPS t t i tr m c i chính đặ ạ ạ ả đượcc s d ng l lo i th ng hi uử ụ à ạ ươ ệ RS trong c u trúc tên c a lo i thi t b ó, ví d : Trimble 4000 RS / SSi, SSe, DSMấ ủ ạ ế ị đ ụ 212 RS, LBX 12 RS.
Các máy n y ã à đ đượ à đặc c i t ph n m m h th ng Firmware RTCS SC- 104ầ ề ệ ố REERECE STATION trong b nh Flash Rom c a máy.ộ ớ ủ
Sau ây l c u hình lo i máy Trimble 4000 RS / SSi ho c SSe dùng l m máyđ à ấ ạ ặ à thu DGPS cho các trm c i chính v tr m ng gi i t n s cai UHF, VHF ang sạ ả à ạ độ ả ầ ố đ ử d ng t i trung tâm tr c a b n d .ụ ạ ắ đị ả ồ
A.1 Máy Trimble 4000 DGPS RS
Máy thu nh v c i chính 4000 DGPS RS l lo i máy a n ng.Tu thu c k ađị ị ả à ạ đ ă ỳ ộ ự ch n c a ng i s d ng m có th c i t các ph n m m khác nhau t o các c uọ ủ ườ ử ụ à ể à đặ ầ ề để ạ ấ