Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay, thế giới thông tin ngày càng phát triển một cách đa dạng và phong phú. Nhu cầu về thông tin liên lạc trong cuộc sống càng tăng cả về số lượng và chất lượng, đòi hỏi các dịch vụ của ngành Viễn Thông càng mở rộng. Trong những năm gần đây thông tin vệ tinh trên thế giới đã có những bước tiến vượt bậc đáp ứng nhu cầu đời sống, đưa con người nhanh chóng tiếp cận với các tiến bộ khoa học kỹ thuật.Vệ tinh nói chung và GPS nói riêng là một trong những hệ thống thiết bị định vị rất hiệu quả. Do đó em chọn đề tài “Các mô hình định vị GPS” cho đồ án kết thúc môn học của mình. Nội dung của đồ án gồm 2 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinhChương 2: Hệ thống định vị toàn cầu GPSChương 1: Giới thiệu về sự ra đời và phát triển của hệ thống GPS, cung cấp các khái niệm cơ bản về thông tin vệ tinh, định vị, cơ sở lý thuyết của phép định vị bằng vệ tinh, phương trình đo mã, thiết lập mô hình toán học của phép đo cũng như các nguồn gây sai số của phép đo. Chương 2: Nghiên cứu về cấu trúc của hệ thống GPS, kĩ thuật định vị GPS, các nguyên tắc và phương pháp đo GPS. Đồng thời nghiên cứu về phương pháp A-GPS nhằm tăng độ chính xác, giảm thời gian xác định vị trí, giảm mức độ tiêu thụ năng lượng và tăng độ nhạy của thiết bị thu.
ỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, thế giới thông tin ngày càng phát triển một cách đa dạng và phong phú. Nhu cầu về thông tin liên lạc trong cuộc sống càng tăng cả về số lượng và chất lượng, đòi hỏi các dịch vụ của ngành Viễn Thông càng mở rộng. Trong những năm gần đây thông tin vệ tinh trên thế giới đã có những bước tiến vượt bậc đáp ứng nhu cầu đời sống, đưa con người nhanh chóng tiếp cận với các tiến bộ khoa học kỹ thuật. Vệ tinh nói chung và GPS nói riêng là một trong những hệ thống thiết bị định vị rất hiệu quả. Do đó em chọn đề tài “Các mô hình định vị GPS” cho đồ án kết thúc môn học của mình. Nội dung của đồ án gồm 2 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh Chương 2: Hệ thống định vị toàn cầu GPS Chương 1: Giới thiệu về sự ra đời và phát triển của hệ thống GPS, cung cấp các khái niệm cơ bản về thông tin vệ tinh, định vị, cơ sở lý thuyết của phép định vị bằng vệ tinh, phương trình đo mã, thiết lập mô hình toán học của phép đo cũng như các nguồn gây sai số của phép đo. Chương 2: Nghiên cứu về cấu trúc của hệ thống GPS, kĩ thuật định vị GPS, các nguyên tắc và phương pháp đo GPS. Đồng thời nghiên cứu về phương pháp A- GPS nhằm tăng độ chính xác, giảm thời gian xác định vị trí, giảm mức độ tiêu thụ năng lượng và tăng độ nhạy của thiết bị thu. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1.1. Khái quát chung về các hệ thống dẫn đường vệ tinh quốc tế 1.1.1. Khái quát chung 1 Bắt đầu vào những thập niên 1960, hệ thống vệ tinh được thiết lập có ý nghĩa quan trọng của việc dẫn đường trên trái đất. Hệ thống được thiết kế chủ yếu cho việc xác định vị trí hàng ngày của tàu bè. Nhưng đã bắt đầu đặt nền móng cho việc sử dụng trong quá trình dẫn đường cho các phương tiện trên không. Các hệ thống dẫn đường vệ tinh dùng để cung cấp thông tin về vị trí, tốc độ và thời gian cho các máy thu ở mọi nơi trên trái đất, trong mọi điều kiện thời tiết. Hệ thống có thể xác định vị trí với sai số từ vài trăm mét đến vài mét và có thể giảm xuống chỉ còn vài centimet. 1.1.2. Hệ thống dẫn đường vô tuyến (Radio Navigation) Hệ thống dẫn đường vô tuyến, là hệ thống định vị sử dụng hệ tọa độ mặt đất, nguyên tắc định vị dựa vào nguyên lý giao hội hai cạnh bằng sóng radio: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 R X x Y y m R X x Y y m = − − − = − − − Trong đó: - R 1 : Khoảng cách từ máy phát 1 đến máy thu. - R 2 : Khoảng cách từ máy thu 2 đến máy thu. - X, Y: Tọa độ máy thu. - 1 2 1 2 , , ,x x y y : Tọa độ các máy phát 1 và 2. Nguyên tắc định vị của hệ thống dẫn đường vô tuyến dựa theo nguyên lý giao hội hai cạnh bằng sóng radio được thể hiện như hình 1.1. 2 Hình 1.1: Nguyên lý định vị bằng giao hội 2 cạnh sóng Radio 1.1.2.1. Nguyên lý hoạt động Áp dụng nguyên lý tính toán thời gian truyền sóng vô tuyến từ vệ tinh đến máy thu định vị đặt trên đối tượng cần xác định để xác định khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu định vị đó. Ta biết rằng tốc độ sóng vô tuyến trong không gian gần bằng vận tốc ánh sáng (3.10 8 m/s), nếu máy thu có thể xác định chính xác thời gian khi vệ tinh bắt đầu gửi đoạn tin và thời gian máy thu nhận được đoạn tin đó từ đó có thể xác định được khoảng cách giữa máy thu và vệ tinh theo biểu thức: .R c T= ∆ (1.1) với R: khoảng cách thừ vệ tinh đến máy thu. (m) c : Vận tốc ánh sáng. (c= 3.10 8 m/s) T ∆ : Thời gian truyền sóng từ máy phát đên máy thu. (s) Như vậy để thực hiện thì phải đồng bộ chính xác giữa vệ tinh và máy thu GPS thì máy phát ở vệ tinh và máy thu GPS có các mã định thời giả ngẫu nhiên đồng nhất. Mỗi vệ tinh sẽ liên tục phát mã đồng bộ của chúng một cách chính xác, máy thu GPS sau khi thu được mã đồng bộ phát từ vệ tinh nó sẽ thực hiện so sánh 3 với mã tạo ra để xác định thời gian truyền sóng. Hiệu số thời gian đó nhân với tốc độ truyền sóng sẽ cho ra kết quả khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh. Hình 1.3 mô tả quá trình so sánh mã của vệ tinh và mã của máy thu GPS để xác định thời gian truyền sóng. Hình 1.2: Quá trình so sánh mã của vệ tinh và mã của máy thu GPS • Đặc điểm của hệ thống - Thiết bị đơn giản rẻ tiền, dễ thao tác. - Tầm hoạt động bị hạn chế, độ chính xác không cao, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: + Thời điểm đo, nhiệt độ, độ ẩm của không khí ảnh hưởng tới quá trỡnh truyền lan súng điện từ. + Vị trí cần xác định tọa độ, ảnh hưởng của địa hinh phức tạp tới sự lan truyền của tia sóng. Để tăng tầm hoạt động của hệ thống, người ta thường liên kết từng cụm gồm 3 trạm đèn hiệu vô tuyến thành từng chuỗi hệ thống. Khi đó độ phủ sóng của hệ thống rộng hơn một trạm đơn lẻ, thường vào khoảng 1000 dặm. 1.2. Sự ra đời của hệ thống GPS Sự ra đời của nhiều loại phương tiện tiên tiến như máy bay, tàu vũ trụ đòi hỏi 1 kỹ thuật mà các hệ thống cũ không thể đáp ứng được đó là định vị trong không gian 3 chiều, đứng trước sự đòi hỏi đó chính phủ Mỹ đã tài trợ 1 chương trình nghiên cứu hệ thống định vị và dẫn đường trong vũ trụ. Với Bộ quốc phòng Mỹ là cơ quan thiết kế và điều khiển hệ thống định vị toàn cầu. Trong nhóm tham gia điều hành dự án GPS cần phải kể đến Phd. Ivan Getting và Phd. Bradford Parkinson đã góp phần đáng kể trong dự án. 4 Vệ tinh Thập niên 1920: Ra đời hệ thống dẫn đường vô tuyến Đầu Đại chiến thế giới 2: LORAN, hệ thống dẫn đường áp dụng phương pháp đo độ lệch thời gian của tín hiệu sóng vô tuyến, do Phòng thí nghiệm Bức xạ Đại học MIT (MIT Radiation Laboratory). LORAN cũng là hệ thống định vị trong mọi điều kiện thời tiết thực sự đầu tiên, nhưng hai chiều (vĩ độ và kinh độ). Năm 1959 : TRANSIT, hệ thống dẫn đường dựa trên vệ tinh hoạt động đầu tiên, do Phòng thí nghiệm vật lý ứng dụng Johns Hopkins phát triển dưới sự chỉ đạo của TS Richard Kirschner. Mặc dù khởi đầu Transit được chế tạo để hỗ trợ cho đội tàu ngầm của Mỹ nhưng những công nghệ này đã được phát triển có ích trở thành Hệ thống định vị toàn cầu. Vệ tinh Transit đầu tiên được phóng lên vũ trụ vào năm 1959. Năm 1960 : Hệ thống dẫn đường đo hiệu thời gian ba chiều (kinh độ, vị độ và độ cao longitude, latitude and altitude) đầu tiên do Raytheon Corporation đề xuất theo yêu cầu của Air Force để làm hệ thống dẫn đường sẽ được sử dụng với (with a proposed ICBM) có thể đạt tới độ lưu động bằng chạy trên một hệ thống đường ray. Hệ thống dẫn đường được trình bày là MOSAIC (Mobile System for Accurate ICBM Control). Ý tưởng này bị hỏng khi chương trình Mobile Minuteman bị hủy bỏ vào năm 1961 Năm 1963: Tổng công ty Aerospace Corporation thực hiện nghiên cứu về hệ thống không gian làm cơ sở cho hệ thống dẫn đường cho phương tiện chuyển động nhanh theo ba chiều không gian. Việc nghiên cứu này trực tiếp dẫn tới khái niệm về hệ thống định vị toàn cầu. Khái niệm liên quan đến việc đo thời gian tới của tín hiệu sóng vô tuyến được phát đi từ vệ tinh có vị trí chính xác đã biết. Đo thời gian sẽ cho khoảng cách tới vị trí vệ tinh đã biết và lần lượt có thể xác định được vị trí của người sử dụng. 5 Ngày 14 tháng 7 năm 1974 Vệ tinh NAVSTAR đầu tiên được phóng lên vũ trụ. Vệ tinh này được chỉ định là Vệ tinh Công nghệ Dẫn đường (NTS) số 1, về cơ bản đây là vệ tịnh Timation tân trang lại do NRL đóng. Vệ tinh thứ hai (là vệ tinh cuối cùng) của nhóm NTS được phóng vào năm 1977. Những vệ tinh này được sử dụng cho việc đề xuất đánh giá khái niệm (ý tưởng) và thực hiện những đồng hồ nguyên tử đầu tiên đã được phóng vào trong không gian (vũ trụ). Năm 1977: Thực hiện kiểm tra thiết bị người sử dụng ở Yuma, Arizona. Ngày 22/2/1978: Vệ tinh Block I đầu tiên được phóng. Toàn bộ 11 vệ tinh Block I được phóng trong khoảng thời gian 1978 và 1985 trên Atlas-Centaur. Những vệ tinh Block I do Rockwell International xây dựng được coi là những vệ tinh mẫu phát triển được dùng để kiểm tra hệ thống. Bị mất một vệ tinh do phóng trượt. Ngày 26/4/1980: Phóng vệ tinh GPS đầu tiên thực hiện những bộ cảm ứng Hệ thống phát hiện tiếng nổ hạt nhân hoạt động tổng hợp (Integrated Operational Nucluear Detonation Detection System (IONDS) sensors). Năm 1982: Bộ Quốc phòng thông qua quyết định giảm số vệ tinh của chòm vệ tinh GPS từ 24 xuống 18 tiếp theo sau tái cấu tạo lại chương trình chính do Quyết định 1979 của Văn phòng Thư ký Bộ Quốc phòng gây ra để cắt giảm kinh phí 500 triệu đô la (khoảng 30%) từ ngân sách cho giai đoạn năm tài chính FY81- FY86. Ngày 14/7/1983 Phóng vệ tinh GPS đầu tiên thực hiện hệ thống dò tìm tiếng nổ hạt nhân (NDS) mới hơn. Ngày 16/9/1983 Theo (the Soviet downing of Korean Air flight 007), tổng thống Reagan hứa cho GPS được sử dụng cho các máy bay dân dụng hoàn toàn miễn phí khi hệ thống đưa vào sử dụng. Sự kiện này đánh dấu sự bắt đầu lan tỏa công nghệ GPS từ quân sự sang dân sự. 6 Năm 1984: Khảo sát trở thành một thị trường GPS thương mại đầu bảng được nâng cánh! Để bù cho số vệ tinh giới hạn có sẵn trong quá trình phát triển chòm vệ tinh, các nhà khảo sát đã chuyển qua số kỹ thuật nâng cao độ chính xác bao gồm kĩ thuật GPS Vi phân (DGPS) và kỹ thuật truy theo pha sóng mang (carrier phase tracking). Tháng 4 1985 Hợp đồng thiết bị người sử dụng chính đầu tiên được giao cho JPO. Hợp đồng bao gồm việc nghiên cứu, phát triển cũng như lựa chọn sản xuất các máy thu GPS dùng cho máy bay, tàu thủy và máy thu xách tay (gọn nhẹ). Năm 1987: Bộ Quốc phòng chính thức yêu cầu Bộ Giao thông (Department of Transport, DoT) có trách nhiệm thiết lập và cung cấp một văn phòng đáp ứng nhu cầu người sử dụng dân sự về thông tin GPS, dữ liệu và hỗ trợ kỹ thuật. Tháng 2 năm 1989, Coast Guard có trách nhiệm làm đại lý hướng dẫn Dịch vụ GPS Dân sự (civil GPS service). Ngày 21/6/1989 Hãng Martine Marietta (sau khi mua xong General Electric Astro Space Division vào năm 1992) được thắng hợp đồng xây dựng 20 vệ tinh bổ sung (Block IIR). Chiếc vệ tinh Block IIR đầu tiên sẵng sàng để phóng vào cuối năm 1996. Năm 1990 Hãng Trimble Navigation, nhà sản xuất bán máy thu GPS hàng đầu thế giới được thành lập năm 1978 hoàn thành loạt sản phẩm ban đầu. Ngày 25/3/1990 Do theo Kế hoạch Dẫn đường Vô tuyến Liên bang, lần đầu tiên khởi động (kích hoạt) SA (Selective Availability) làm giảm độ chính xác dẫn đường GPS có chủ định. Tháng 8/1990 SA được tắt đi trong chiến tranh vịnh Ba tư (Persian Gulf War). Những yếu tố đóng góp vào quyết định tắt SA bao gồm việc phủ sóng ba chiều có giới hạn được chòm NAVSTAR cung cấp trong quỹ đạo vào thời gian đó và sớ máy thu mã số chính xác (Precision (P)-code) trong bản kiểm kê của DoD. 7 DoD đã mua hàng nghìn máy thu GPS dân dụng ngay sau đó không lâu đã dùng cho lực lượng liên minh trong cuộc chiến tranh. - Hệ GPS là hệ thống bao gồm các vệ tinh bay trên quỹ đạo, thu thập thông tin toàn cầu và được xử lý bởi các trạm điều khiển trên mặt đất. Ngày nay, khó hình dung rằng có một máy bay, một con tàu hay phương tiện thám hiểm trên bộ nào lại không lắp đặt thiết bị nhận tín hiệu từ vệ tinh. Hệ GPS là hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh do Hoa Kỳ kiểm soát và duy trì hoạt động. Những vệ tinh trị giá nhiều tỷ USD này bay phía trên trái đất ở độ cao 20.200 km (11.900 NM ), với tốc độ chừng 11.200 km/h, có nhiệm vụ truyền đi các tín hiệu radio tần số thấp tới các thiết bị thu nhận. Từ những năm đầu thập kỷ 80, các nhà sản xuất lớn chú ý nhiều hơn đến đối tượng sử dụng tư nhân. Trên các xe hơi hạng sang, những thiết bị trợ giúp cá nhân kỹ thuật số PDA (Personal Digital Assistant), được coi là một trang bị tiêu chuẩn, thể hiện giá trị của chủ sở hữu. - Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng năm 1978. - Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 10 năm. - Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500 kg và dài khoảng 17 bộ (5 m) với các tấm năng lượng Mặt Trời mở (có độ rộng 7 m²). - Công suất phát bằng hoặc dưới 50 watts. 1.3. Cơ sở của phép định vị bằng vệ tinh Để xác định vị trí của một vật thể bằng vệ tinh (định vị điểm) ta cần sử dụng vệ tinh làm các điểm tham chiếu, nghĩa là ta cần tính được khoảng cách từ vật thể đến các vệ tinh này (Hình 1.3). Ở đây ta đã biết trước vị trí j r của vệ tinh thứ j (phát ra tín hiệu) và muốn xác định vị trí R i của anten thứ i (thiết bị thu tín hiệu vệ tinh) do đó ta cần phải đo vector cự ly e i j ρ I j giữa 2 vị trí nói trên (e i j là vector đơn vị). 8 Khi đó tùy thuộc vào cách thức đo vector cự ly, chúng ta có thể có những kỹ thuật định vị vệ tinh khác nhau và xác định được vị trí của anten thứ i theo công thức sau: j j j i i i R r e ρ = − (1.2) Hình 1.3: Vị trí các vật thể được xác định qua 4 phép đo Do vị trí của vệ tinh thay đổi theo thời gian nên việc dự đoán một cách chính xác vị trí của vệ tinh r j (t) tại một thời điểm nào đó là rất khó khăn. Nhiệm vụ dự đoán quỹ đạo hay lịch thiên văn (ephemeris) của vệ tinh đòi hỏi phải có kiến thức đặc biệt về động lực học vệ tinh mà người vận hành hệ thống cần phải quan tâm. Giả sử ta bỏ qua sai số đồng hồ máy thu trên vật thể i và đo được cự ly từ vật thể i đến vệ tinh 1 là ρ i 1 , nghĩa là vật thể i đang nằm trên một mặt cầu (S 1 ) có tâm là vệ tinh 1 (C 1 ) và bán kính là ρ i 1 . Tiếp theo ta thực hiện phép đo cự ly từ vật thể i đến vệ tinh 2 và nhận được kết quả là ρ i 2 , điều này cho chúng ta biết rằng vật thể i không chỉ nằm trên mặt cầu (S 1 ) mà còn nằm trên mặt cầu (S 2 ) cách vệ tinh 2 (C 2 ) một khoảng cách là ρ i 2 . Nói cách khác, vật thể i sẽ nằm trên đường tròn (O) do 2 mặt cầu (S 1 ), (S 2 ) cắt nhau tạo ra. Nếu chúng ta tiếp tục đo được cự ly từ vật thể i 9 !" #$ %&' ()*+,-./0/1230!" 4 đến vệ tinh 3 là ρ i 3 thì vị trí chính xác của nó là một trong hai giao điểm P 1 , P 2 của mặt cầu (S 3 ) với đường tròn (O), như ở hình 1.4. Như vậy, bằng các phép đo cự ly từ vật thể i đến 3 vệ tinh, ta có thể xác định được 2 vị trí có thể có của nó trong không gian. Để xác định vị trí nào là vị trí thật ta có thể thực hiện 1 phép đo bổ sung, tuy nhiên 1 trong 2 vị trí tính được từ phép đo này sẽ cho một kết quả không phù hợp (hoặc là ở rất xa trái đất, hoặc là chuyển động với vận tốc vô cùng lớn) và do đó có thể bỏ qua mà không cần phải thực hiện phép đo này.Ba phép đo cự ly ở trên cho ta 3 phương trình độc lập với nhau cần thiết để xác định 3 ẩn số. 3 ẩn số này là tọa độ (x, y, z) của vật thể i trong không gian 3 chiều. Khi kể đến sai số đồng hồ máy thu, tất cả các phép đo cự ly đồng thời đều bị lệch bởi giá trị sai số này. Do đó, trong bất kỳ một tập hợp các phép đo cự ly đồng thời nào, chúng ta cũng cần phải xác định đầy đủ 4 ẩn số (3 ẩn số vị trí, 1 ẩn số thời gian), nghĩa là cần 4 phương trình hay 4 phép đo cự ly đến vệ tinh để xác định vị trí duy nhất của vật thể 1.3.1. Nguyên lý đo cự ly trong phép định vị vệ tinh 1.3.1.1. Mã giả ngẫu nhiên (Pseudo Random Code - PRC) 10 [...]... thiệu 1 cách tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh, sự ra đời và phát triển của hệ thống GPS Trong chương này cũng đã chỉ ra 18 cơ sở của phép định vị bằng vệ tinh, các nguồn gây sai số trong phép đo GPS Đây cũng là cơ sở để nghiên cứu về cách khắc phục các sai số này và được nghiên cứu ở chương tiếp theo CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS 2.1 Cấu trúc mô hình hệ thống GPS Hệ thống định vị toàn... hệ thống GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS bao gồm 3 bộ phận cấu thành, đó là phần không gian (space segment), phần điều khiển (control segment), phần người sử dụng (user segment) 19 Hình 2.1: Các thành phần cấu tạo mô hình của hệ thống GPS Hệ thống định vị toàn cầu GPS sử dụng tín hiệu từ các vệ tinh trong không gian để xác định vị chí của vật thể trên trái đất GPS là một trùm 24 vệ tinh quỹ đạo quay... được kèm vào các thông điệp mà vệ tinh phát đi Khi tính toán khoảng cách đến các vệ tinh, máy thu GPS sẽ lấy thời gian truyền tín hiệu nhận được trừ đi các sai số này để xác định thời gian truyền tín hiệu thực sự Mặc dù các trung tâm điều khiển mặt đất cố gắng hết sức để liên tục theo dõi hoạt động của các đồng hồ vệ tinh, chúng vẫn không thể xác định các sai số một cách chính xác được Do đó các vệ tinh... được định vị ở bất kì đâu trên trái đất cũng có tầm nhìn thẳng trực tiếp đến ít nhất 4 vệ tinh ở bất kì thời điểm nào Khi quỹ đạo của các vệ tinh thay đổi, quan hệ hinh học giữa chúng cũng thay đổi để đảm bảo cấu trúc ban đầu của quỹ đạo Vệ tinh phát ra tín hiệu vô tuyến được mã hóa cho máy thu GPS giải mã để xác định các thông số quan trọng của hệ thống Hình 1 2: Mô hình hệ thống định vị vệ tinh GPS. .. trong công nghệ GPS Phép đo ba cạnh tam giác: Là phương pháp xác định vị trí tương đối của vật thể sử dụng nguyên tắc hình học của tam giác Vị trí được xác định dựa trên phép đạc tam giác : 26 Biết vị trí của mỗi vệ tinh Biết sự khác nhau về khoảng cách của các vệ tinh Đồng hồ chính xác tại máy thu Thêm khả năng sửa lỗi Các phép đo khoảng cách cần tối thiểu 3 vệ tinh để đưa ra một vị trí chính... tạo thành một đường tròn 27 Hình 1 7: Định vị với 2 vệ tinh Nếu khoảng cách của vệ tinh thứ 3 với thiết bị là 200 Km, điều đó sẽ thu hẹp phạm vi định vị chỉ còn lại 2 điểm Mặt cầu thứ 3 sẽ cắt đường trón là giao của 2 mặt cầu A và B 28 Hình 1 8: Định vị với 3 vệ tinh Hiệu ứng thay đổi doffler ứng dụng trong GPS để xác định vận tốc của máy thu Một cặp vệ tinh và máy thu GPS đều nằm trong trường lực... trong mô hình của hệ thống GPS 32 Hình 2.4 : Vị trí đặt trạm điều khiển GPS trên mặt đất 2.1.3 Phần sử dụng (User Segment) Phần sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu từ vệ tinh trên đất liền, máy bay và tàu thủy Các máy thu này phân làm 2 loại: máy thu 1 tần số và máy thu 2 tần số Máy thu 1 tần số chỉ nhận được các mã phát đi với sóng mang L1 Các máy thu 2 tần số nhận được cả 2 sóng mang L1 và L2 Các. .. (Khoảng cách) = V (Tốc độ) x t(Khoảng thời gian di chuyển ) ; V = Tốc độ ánh sáng (3 x 108 (m/s)) Máy thu GPS là thành phần thứ 3 của hệ thống GPS Nó có thể được bổ xung các phần mềm như máy tính cá nhân mà không cần cấu tại lại phần cứng Khái niệm SDR không mới thể hiện khả năng có thê thực hiện nhiều quá trinh của thiết bị điện tử số Hình 1 5: Mô hình hoạt động GPS 1.4.4 Các khái niệm và định luật... hiện 2 vòng quay quang trái đất Vị trí hiện tại,thời gian và vận tốc có thể được xác định bởi các máy thu GPS xử lý tín hiệu được phát từ vệ tinh Một máy thu GPS sẽ được sử dụng để xử lý các tín hiệu vô tuyến Máy thu sẽ chuyển tín hiệu nhận được từ vệ tinh thành các thông tin như : Vĩ độ 20 kinh độ tốc độ độ cao 1.4.2 Các thành phần của hệ thống GPS Hệ thống GPS hiện tại bao gồm 3 thành phần... số khoảng cách 300.000 m Nếu các khoảng cách đến tất cả các vệ tinh được đo chính xác vào cùng một thời điểm thì tất cả khoảng cách này đều bị lệch 300.000 m Vì vậy, ta có thể xem sai số đồng hồ máy thu là một trong các ẩn số cần tìm và đó cũng là lý do mà tại sao khi xác định vị trí ta cần thực hiện các phép đo cự ly đến 4 vệ tinh, nghĩa là cần 4 phương trình để giải ra 4 ẩn số (3 ẩn số vị trí x, . thiết bị thu. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH 1. 1. Khái quát chung về các hệ thống dẫn đường vệ tinh quốc tế 1. 1 .1. Khái quát chung 1 Bắt đầu vào những thập niên 19 60, hệ thống vệ. 1 2 1 2 , , ,x x y y : Tọa độ các máy phát 1 và 2. Nguyên tắc định vị của hệ thống dẫn đường vô tuyến dựa theo nguyên lý giao hội hai cạnh bằng sóng radio được thể hiện như hình 1. 1. 2 Hình 1. 1:. đo được cự ly từ vật thể i đến vệ tinh 1 là ρ i 1 , nghĩa là vật thể i đang nằm trên một mặt cầu (S 1 ) có tâm là vệ tinh 1 (C 1 ) và bán kính là ρ i 1 . Tiếp theo ta thực hiện phép đo cự ly