Một số lưu ý:
2.1.3suy giảm độ chính xác do đồ hình vệ tinh Độ chính xác kết quả đo GPS còn phụ thuộc
Độ chính xác kết quả đo GPS còn phụ thuộc vào đồ hình phân bố vệ tinh so với điểm đo trên mặt đất, đặc trưng bởi hệ số suy giảm độ chính xác (viết tắt theo tiếng Anh là DOP). DOP là tỷ số giữa sai số vị trí điểm đo và sai số trị đo. DOP càng nhỏ thì vị trí điểm đo được xác định càng chính xác; DOP thông thường lớn hơn 1, trừ phi có trị đo dư thừa hay nhận được tín hiệu từ trên 8 vệ tinh.
DOP được sử dụng như là cơ sở để lập kế hoạch đo, DOP được chia thành:
- GDOP - hệ số suy giảm độ chính xác hình học, là hệ số tổng hợp nhất.
- PDOP - hệ số suy giảm độ chính xác vị trí điểm,
- HDOP - hệ số suy giảm độ chính xác mặt bằng,
- VDOP - hệ số suy giảm độ chính xác độ cao, - TDOP - hệ số suy giảm độ chính xác thời gian.
Hình 2.1 Đồ hình vệ tinh so với máy thu
GDOP tốt GDOP kém
2
2..22 SaiSai sốsố đoạnđoạn sửsử dụngdụng
2
2..22..11 SaiSai sốsố đồngđồng hồhồ máymáy thuthu
Đồng hồ máy thu chỉ là loại đồng hồ thạch anh rẻ tiền, có độ chính xác kém xa đồng hồ vệ tinh. Tuy nhiên ta có thể loại bỏ sai số đồng hồ máy thu bằng sai phân bậc 1 vệ tinh hoặc bằng cách coi nó là ẩn số bổ sung trong quá trình xử lý.
2.2.2 Sai số tâm pha ăng ten
Như đã biết, ăng ten nhận tín hiệu GPS từ vệ tinh đến và chuyển đổi năng lượng thành dòng điện để chuyển vào máy thu. Điểm mà tín hiệu GPS được tiếp nhận gọi là tâm pha ăng ten. Nhìn chung, tâm pha ăng ten không trùng với tâm vật lý (hình học) của ăng ten. Đối với mỗi điểm đo, độ lệch này thay đổi tuỳ thuộc góc ngưỡng nhận tín hiệu, phương vị của vệ tinh phát tín hiệu xuống cũng như cường độ của tín hiệu. Mức độ sai số này tuỳ thuộc vào loại ăng ten. Cũng giống như đối với sai số khúc xạ đa đường dẫn, ta rất khó mô hình hoá sự thay đổi tâm pha ăng ten và do đó không thể loại bỏ trong quá trình xử lý số liệu đo.
Tuy nhiên ảnh hưởng của sai số này tới định vị không lớn nên thường được bỏ qua trong các ứng dụng thông thường.
2.2.3 Sai số khúc xạ đa đường dẫn
Sai số khúc xạ đa đường dẫn là nguồn sai số đáng quan tâm đối với cả trị đo pha sóng tải lẫn trị đo giả khoảng cách. Nguyên nhân do sóng tín hiệu từ vệ tinh đến ăng ten máy thu bằng nhiều đường khác nhau: trực tiếp từ vệ tinh và từ các vật cản chung quanh điểm đo phản xạ tới.
Sai số đa đường dẫn làm biến dạng tín hiệu gốc do giao thoa với tín hiệu phản xạ tại ăng ten máy thu. Nó ảnh hưởng tới trị đo giả khoảng cách lớn hơn so với trị đo pha sóng tải. Đối với trị đo sóng tải, sai số này đạt tối đa là 1/4 chu kỳ bước sóng (khoảng 4,8 cm đối với sóng L1), còn đối với trị đo giả khoảng cách sai số cực đại lên tới mấy chục mét đối với mã thông dụng C/A.
Ảnh hưởng này không như nhau tại mỗi điểm đo và thông thường nó không có tính tương quan giữa các điểm đo. Cho nên nó không bị loại bỏ hay giảm thiểu thông qua việc sử dụng các sai phân như các loại sai số kể trên; nó cũng rất khó mô hình hoá. Tuy nhiên có thể giảm sai số này thông qua các giải pháp công nghệ nâng cao chất lượng ăng ten (công nghệ Choke ring hay giải pháp lắp thêm vành chống nhiễu xạ) và nâng cao chất lượng máy thu. Thiết thực nhất đối người sử dụng là thông qua việc chọn điểm đo có độ thông thoáng tốt ngoài thực địa với góc ngưỡng cao thích hợp (thông thường dưới 15°). Trong quá trình xử lý số liệu đo, phải tiếp tục giảm thiểu ảnh hưởng này.
2.2.4 Độ trễ tầng điện ly
Được phát từ độ cao hơn 20.200km xuống máy thu đặt trên Trái đất, các tín hiệu vô tuyến phải xuyên qua tầng điện ly và tầng đối lưu. Ảnh hưởng của tầng điện ly và tầng đối lưu gây nên cái gọi là độ trễ. Cả hai đều gây nên sai số hệ thống.
Các điện tử tự do trong tầng ion gây nên độ trễ nhóm phụ thuộc vào tần số tín hiệu vệ tinh; độ trễ này là nguồn sai số tiềm năng trong trị đo theo thời gian. Mặt khác, tốc độ lan truyền tín hiệu tăng tỷ lệ nghịch với bình phương tần số của tín hiệu, và tỷ lệ thuận với mật độ điện tử trong tầng điện ly. Độ trễ tín hiện của L2 nhỏ hơn nhiều so với L1.
Mật độ điện tử thay đổi theo mấy yếu tố sau: (1) vị trí địa lý nơi đo: mật độ electron tối thiểu ở vùng độ vĩ trung bình cao hơn ở hai cực và vùng xích đạo;
(2) thời gian trong ngày: mật độ electron ban ngày thấp hơn ban đêm;
(3) thời gian trong năm: mật độ electron vào mùa đông cao hơn mùa hè;
(4) năm trong chu kỳ 11 năm hoạt động đốt nóng của Mặt trời với một cực đại và một cực tiểu.
Hình 2.3 Các tầng của khí quyển Trái đất
Rút ra một số kết luận:
(1) Việc bỏ qua ảnh hưởng sai số do độ trễ điện ly sẽ làm cho việc khắc phục trượt chu kỳ khó khăn và việc tìm lời giải số nguyên đa trị khó khăn hơn đối với chiều dài cạnh đo lớn;
(2) Tiến hành đo vào đêm tốt hơn ngày; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(3) Sử dụng mô hình dự báo độ trễ tầng điện ly trong thông điệp đạo hàng quảng bá;
(4) Sử dụng máy đo 2 tần số sẽ cho phép tạo nên lời giải loại bỏ được ảnh hưởng tầng điện ly;
(5) Tạo nên các sai phân số liệu đo tại các điểm sẽ giảm nhỏ được ảnh hưởng của sai số độ trễ điện ly xuống khoảng 1÷2mm.
2.2.5 Độ trễ tầng đối lưu
Ngay phía dưới tầng điện ly là tầng đối lưu. Ảnh hưởng của tầng đối lưu (nằm cách mặt đất từ 0÷70km) - mà cụ thể là sự thay đổi nhiệt độ, áp suất và độ ẩm không khí - gây nên sự thay đổi vận tốc truyền sóng tín hiệu radio khiến cả mã (code) lẫn pha sóng tải đều chịu cùng một độ trễ. Độ trễ này phụ thuộc vào góc ngưỡng của vệ tinh, nó cực tiểu (cỡ 2,3m) khi vệ tinh ở thiên đỉnh, đạt 9,3 m khi vệ tinh ở góc ngưỡng 150 và 20 ÷ 28 m ở góc ngưỡng cao 50.
Độ trễ tầng đối lưu có thể tách ra hai thành phần: khô và ướt. Thành phần khô gây nên 90% tổng độ trễ, nó có thể được mô hình hoá bằng hàm bậc cao để hiệu chỉnh trong quá trình xử lý. Thành phần ướt gây nên 10% độ trễ còn lại, nó phụ thuộc vào độ ẩm dọc đường truyền tín hiệu GPS và không dự báo được. May mắn là nó liên quan yếu với các dữ liệu khí tượng, do đó, ngày nay có thể sử dụng dữ liệu khí tượng chuẩn (áp suất không khí 1010mb, nhiệt độ 200C và độ ẩm không khí 50%) trong các mô hình khí tượng thay vì số liệu đo thực tế mà vẫn đạt được kết quả thoả mãn trong đa số trường hợp.
Một số nhà khoa học đã nghiên cứu thành công ảnh hưởng của tầng đối lưu đến kết quả đo GSP và xây dựng được mô hình hiệu chỉnh:
- Hopfield
- Goad-Goodman - Saastamoinen - Black
- Niell
Nhìn chung, độ trễ tầng đối lưu được xem là tương tự nhau đối với hai điểm đo cách nhau dưới vài ba chục cây số và với độ chênh cao địa hình không đáng kể; trong trường hợp này nó được giảm thiểu trong gia số toạ độ giữa hai điểm đo. Cần lưu ý rằng ảnh hưởng này không phụ thộc vào tần số, nghĩa là nó tác động như nhau tới số liệu đo thu bằng máy một tần cũng như máy hai tần. Tuy nhiên, đối với số liệu đo cả hai tần, có thể tạo nên phương trình kết hợp để loại bỏ ảnh hưởng của nó.