C s c a đnh v đ ng là d a trên s khác nhau c a tr đo gi a hai chu k đo (epoch), đ c nh n b i m t máy thu tín hi u c a chính v tinh nào đó chuy n đ n. S thay đ i đó t ng đ ng v i s thay đ i kho ng cách đ a di n đ n v tinh.
K t qu c a đnh v đ ng là xác đ nh đ c các đi m trên đ ng đi c a máy thu di
đ ng so v i máy thu c đ nh. Tr m máy c đnh đ c g i là tr m tham kh o (reference) hay còn g i là tr m BASE. Máy thu đ t t i tr m này ph i đ m b o c đnh trong su t th i gian đo đ ng. Máy thu di đ ng g i là tr m ROVER, đ c di đ ng trên các đi m đo c n xác đnh to đ (trên đ t li n, trên không trung, trên bi n). Trong th i gian đo, c hai máy c n ph i thu đ c liên t c ít nh t 4 v tinh. nh v đ ng có th s d ng đ i v i tr đo kho ng cách gi ho c tr đo pha sóng t i ho c ph i h p c hai lo i trên. M t thi t b khác đi cùng v i ch đ đo đ ng là b đi u khi n đo (Survey Controller).
Ph ng pháp đo đ ng c ng đ c th c hi n theo hai ch đ là đo đ ng x lý sau (Post Processing Kinematic- vi t t t là PPK) và đo đ ng th i gian th c (Real Time Kinematic- vi t t t là RTK). Trong ph ng pháp PPK, to đ s đ c tính toán x lý trong phòng do v y không c n đ n Radio Link, nh ng v i RTK thì thi t b đó không th thi u đ c, nó đóng vai trò trong vi c truy n đi tín hi u ch a các s hi u ch nh v to
đ t tr m máy base.
d. o gi đ ng (Pseudo-Kinematic)
Ph ng pháp đo gi đ ng cho đ chính xác không cao b ng ph ng pháp đo
đ ng. Ph ng pháp này cho phép xác đ nh v trí t ng đ i c a hàng lo t đi m so v i
đi m đã bi t trong kho ng th i gian đo khá nhanh.
Máy c đnh c ng ph i ti n hành thu tín hi u trong su t chu k đo, máy di đ ng
đ c chuy n t i các đi m c n xác đ nh và m i đi m thu tín hi u 5-10 phút. Sau khi đo h t l t máy di đ ng quay tr v đi m xu t phát và đo l p l i t t c các đi m theo đúng trình t nh tr c, nh ng ph i đ m b o kho ng th i gian dãn cách gi a hai l n đo t i m i đi m không ít h n 1 ti ng đ ng h . Yêu c u nh t thi t c a ph ng pháp này là ph i có ít nh t 3 v tinh chung cho c hai l n đo t i m i đi m quan sát.
i u đáng chú ý nh t trong ph ng pháp này là máy di đ ng không c n thu tín hi u v tinh liên t c trong su t chu k đo nh ph ng pháp đo đ ng, t i m i đi m đo máy ch đo 5-10 phút sau đó có th t t máy trong lúc di chuy n đ n đi m khác. i u này cho phép áp d ng c nh ng khu v c có nhi u v t che khu t.
2.1.2.5. Cách xác đnh v trí trên m t đ t thông qua h th ng GPS.
Hình 2.5 Thu tín hi u v tinh GPS.[14]
Chúng ta bi t, ph n s d ng trong h th ng GPS bao g m các thi t b thu tín hi u t v tinh. M i v tinh quay quanh trái đ t 2 vòng m t ngày đêm. Qu đ o c a các v tinh đ c tính toán sao cho b t k n i nào trên trái đ t, vào b t k th i đi m nào, c ng có th “nhìn th y” t i thi u 4 v tinh. Công vi c c a m t máy thu GPS là xác đ nh v trí c a 4 v tinh hay h n n a, tính toán kho ng cách t các v tinh và s d ng các thông tin
đó đ xác đnh v trí c a chính nó. Vì ph i d a vào ít nh t là tín hi u c a 4 v tinh thì thông tin v v trí m i chính xác cao.
Các thi t b thu GPS xác đnh quãng đ ng (S) t v tinh đ n nó, b ng cách: l y th i gian(T) nhân v i v n t c c a ánh sáng (V = 3.108 m/s).
S = V.T (2.7)
Quá trình xác đnh v trí d a trên m t nguyên lý toán h c đ n gi n.
Gi s chúng ta đang m t n i nào đó Vi t Nam, nh ng chúng ta không bi t mình đang đâu. Khi đó chúng ta g p m t ng i dân đa ph ng h i và bi t đ c mình
đang cách V ng Tàu 40km. Chúng ta có th b t k đâu trên vòng tròn có tâm là V ng tàu, bán kính 40 km. Chúng ta h i m t ng i khác và ng i này cho bi t chúng ta
đang cách Biên Hoà 45 km.T ng h p hai thông tin trên chúng ta xác đnh đ c mình có th m t trong hai đi m giao nhau c a hai đ ng tròn trên. Nh ng nh th ch a đ . Ng i th ba cho chúng ta bi t v trí c a chúng ta cách Sài gòn 30 km. Bây gi thì chúng ta đã bi t mình đang đâu.
Áp d ng nguyên lý này vào không gian ba chi u, ta c ng có ba m t c u thay vì ba đ ng tròn, giao nhau t i m t đi m.
Hình 2.6 hình c u giao nhau t i 2 đi m [14]
N u chúng ta bi t r ng mình đang cách v tinh A 25 km, chúng ta có th b t k n i nào trên m t m t c u kh ng l có bán kính 25 km. N u chúng ta bi t thêm r ng chúng ta đang cách v tinh B 30 km, giao tuy n c a hai m t c u này là m t đ ng tròn V. Và n u chúng ta bi t thêm m t kho ng cách n a đ n v tinh C, chúng ta s có thêm m t m t c u, m t c u này giao v i đ ng tròn V t i hai đi m. Trái đ t chính là m t c u th t , m t trong hai giao đi m s n m trên m t đ t, đó chính là đi m chúng ta c n tìm. V i vi c gi s trái đ t là m t m t c u, đó là ch a k đ n cao đ . có c tung
Hình 2.7 Nh n thông s GPS t b n v tinh [8]
th c hi n tính toán đo kho ng cách t v tinh, máy thu GPS ph i bi t hai th t i thi u:
- V trí c a ít nh t ba v tinh bên trên nó.
- Kho ng cách gi a máy thu GPS đ n t ng v tinh nói trên
B ng cách phân tích sóng đi n t t n s cao, công su t c c th p t các v tinh, máy thu GPS tính toán ra đ c hai th trên. Máy thu lo i t t có th thu nh n tín hi u c a nhi u v tinh đ ng th i. Sóng radio chuy n đ ng v i v n t c ánh sáng, t c là 300 ngàn km/giây trong chân không. Máy thu có th tính toán đ c kho ng cách d a vào th i gian c n thi t đ tín hi u đ n đ c máy thu. Sau đây, chúng ta s tìm hi u máy thu và các v tinh đã ho t đ ng cùng nhau nh th nào đ đo các kho ng cách này.
Gi s vào th i đi m lúc 0 gi , m t v tinh b t đ u truy n m t chu i tín hi u dài, đ c g i là mã ng u nhiên gi . Máy thu c ng b t đ u t o ra chu i mã gi ng h t vào cùng th i đi m. Khi tín hi u t v tinh truy n đ n máy thu, chu i tín hi u đó s b tr m t chút so v i chu i do máy thu t o ra.
Chi u dài kho ng th i gian tr này chính là th i gian truy n c a tín hi u t v tinh. Máy thu nhân th i gian này v i t c đ ánh sáng đ xác đnh quãng đ ng truy n tín hi u. Gi s r ng tín hi u truy n trên đ ng th ng, đây chính là kho ng cách t v tinh
đ n máy thu. th c hi n phép đo này, chúng ta ph i ch c ch n là đ ng h trên v tinh và trong máy thu ph i đ ng b v i nhau và có đ chính xác t i thi u c nano giây. Vì ch c n sai s 1 mili giây s d n đ n sai s là 300 ngàn mét. có th đ a các ng d ng GPS đ n v i chúng ta, các ký s đã có m t gi i pháp thông minh và hi u qu . M i qu v tinh mang theo m t cái đ ng h nguyên t , nh ng m i máy thu thì ch trang b
đ ng h quartz thông th ng. Các đ ng h quartz này đ c đi u ch nh liên t c d a vào tín hi u đ c truy n đi t các v tinh.
Trên lý thuy t thì 4 m t c u ph i giao nhau t i 1 đi m. Nh ng do sai s đ ng h quartz, 4 m t c u đã không cho 1 giao đi m duy nh t. Bi t r ng sai s này gây ra b i
đ ng h trên máy thu là nh nhau t, máy thu có th d dàng lo i tr sai s này b ng cách tính toán ra l ng hi u ch nh c n thi t đ 4 m t c u giao nhau t i m t đi m. D a vào đó, máy thu t đ ng đi u ch nh đ ng h cho đ ng b v i đ ng h nguyên t trên v tinh. Nh đó mà đ ng h trên máy thu có đ chính xác g n nh t ng đ ng v i đ ng h nguyên t .
Ti p theo, chúng ta còn ph i bi t v trí chính xác c a các v tinh trên qu đ o. i u này c ng không khó l m vì các v tinh chuy n đ ng trên các qu đ o bi t tr c và có th d đoán đ c.Trong b nh c a m i máy thu đ u có ch a m t b ng tra v trí tính toán c a t t c các v tinh vào b t k th i đi m nào g i là Almanac.
2.1.2.6. Các k thu t đnh v thuê bao di đ ng
K thu t đnh v thuê bao di đ ng đây ta ch xét trong m ng GSM/GPRS. Các nhà cung c p d ch v LBS đã s d ng m t s ph ng pháp khác nhau nh m đnh v v trí thuê bao. Có th chia ph ng pháp đ nh v làm hai lo i chính:
- D a trên c s m ng nh Cell-ID, TOA (Time Of Arrival), AOA (Angle of Arrival), TDOA (Time Difference Of Arrival).
- D a trên máy di đ ng nh E-OTD, A-GPS.
Nh ng c ng có ng i phân chia ph ng pháp đnh v thành hai lo i, th nh t là lo i ph thu c vào h th ng GPS và lo i còn l i là nó không ph thu c vào h th ng
đnh v GPS. Ph n ti p theo chúng ta s t p trung tìm hi u các k thu t Cell-ID và A- GPS.
a. K thu t Cell-ID
V i ph ng pháp này yêu c u m ng xác đnh v trí BTS (Base Transceiver Station) trong đó MS (Mobile Station) n m trong ph m vi BTS đó. Và v trí c a MS c ng chính là v trí c a BTS đó. Nh ng MS có th b t kì v trí nào trong BTS, nên v trí MS còn ph thu c vào kích th c Cell. chính xác s ph thu c tr c ti p vào kích th c c a BTS. N u trong khu thành ph , đô th thì m t đ BTS là r t mau nên kích
vùng BTS th a nh vùng ngo i ô, vùng quê thì kích th c c a m t cell là l n nên đ
chính xác v trí c a MS là không cao, sai s trong phép đnh v lên đ n ch c km. t ng đ chính xác k thu t Cell-ID s d ng sector-ID k t h p v i m t ho c các hai k thu t là TA (Timing Advance) và d a vào đ m nh c a tín hi u.
- TA : K thu t TA s d ng thông tin v sai l ch th i gian đ c g i t BTS t i hi u ch nh th i gian phát c a MS sao cho tín hi u t MS t i BTS đúng v i khe th i gian dành cho MS đ tính ra kho ng cách t MS t i BTS. Tuy nhiên, k thu t TA ch cho bi t MS trong vùng đa lý c a BTS đang ph c v nó v i bán kính xác đnh đ c nh TA.
- m nh c a tín hi u : Ngoài ra, trong m ng thông tin di đ ng MS th ng đo
đ m nh c a tín hi u t m t s BTS và g i thông tin này đ n BTS đang ph c v nó, vì v y có th d a vào thông tin đ m nh tín hi u này đ tính ra đ c v trí MS v i đ chính xác cao h n TA. Tuy nhiên, có r t nhi u y u t làm h n ch hi u qu c a ph ng pháp này nh đa hình, suy hao môi tr ng trong nhà (các v t li u xây d ng, hình d ng, kích c toà nhà).
Hình 2.8 Cell-ID k t h p v i Cell-sector ho c TA [14]
u đi m c a ph ng pháp Cell-ID là ít ph i thay đ i ph n c ng, vì v y mà ít t n kém. Nh c đi m c a ph ng pháp là đ chính xác v trí kém, và nó ph thu c vào m t
đ cell.