ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
VŨ MINH TUẤN
NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP HỆ THỐNG KIỂM
SOÁT QUÁ TRÌNH GIAO VẬN
TRONG NGÂN HÀNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Mã số: 60 48 05
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN NGỌC HOÁ
HÀ NỘI - 2011
Mục lục
DANH MỤC HÌNH VẼ 7
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 8
MỞ ĐẦU 9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIS VÀ CÔNG NGHỆ GPS 11
1. Giới thiệu chung 11
2. Tổng quan về GIS 11
2.1 Khái niệm 11
2.2 Biểu diễn dữ liệu không gian 12
2.3 Cấu trúc của hệ thống thông tin địa lý 13
2.4 Các chức năng của GIS 17
CHƢƠNG 3: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG 44
1. Mục đích và yêu cầu chung 44
2. Phân tích và thiết kế hệ thống 45
2.1 Mô hình kiến trúc 45
2.2 User Case của chƣơng trình 45
2.3 Use case khai báo xe 46
2.4 Use case khai báo lộ trình 47
3. Cài đặt chƣơng trình 48
3.1 Tổ chức dữ liệu hệ thống 48
3.2 Môi trƣờng phát triển 50
4. Thực nghiệm 51
4.2 Đánh giá 55
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Dạng Vector và Raster
12
Hình 1.2: Mô hình chức năng của GIS
13
Hình 1.3: Mặt chiếu hình nón
19
Hình 1.4: Mặt chiếu hình trụ
20
Hình 1.5: Các vị trí của mặt phẳng phương vị
20
Hình 1.6: Xác định hiệu số giữa các thời điểm
24
Hình 2.1: Quy trình giao vận trong ngân hàng
31
GIS
Geographic Information System
DBMS
Database Management System
DDS
Decision support system
ISP
Internet Service Provider
ICAO
International Civil Aviation Organization
GSM
Global System for Mobile Communications
BIDV
Bank for Intevestment and Development Of VietNam
UC
Usercase
BD
Brief description
Ex
Exception
FE
Flow of Event
CSDL
Cơ sở dữ liệu
HSC
Hội sở chính
PGD
Phòng giao dịch
QTK
Quỹ tiết kiệm
o Tổng quan về GIS,các kỹ thuật quan trọng trong GISnhƣ mô hình dữ
liệu, các kiểu dữ liệu và các ứng dụng của GIS
o Khái quát chung về hệ thống định vị toàn cầu GPS, cấu trúc của hệ
thống định vị toàn cầu, nguyên lý định vị GPS, các ứng dụng GPS.
- Chƣơng 2. Nghiên cứu tích hợp hệ thống kiểm soát quá trình giao vận trong
ngân hàng: Chƣơng này đƣợc tập trung giới thiệu những kết quả:
10
o Tìm hiểu, đánh giá nhu cầu, phạm vi của hệ thống quản lý giao vận
trong ngân hàng nói chung và ngân hàng Đầu tƣ và phát triển Việt Nam
(BIDV) nói riêng.
o Nghiên cứuxây dựng quy trình chung và đặc tả chi tiết quá trình giao
vận trong ngân hàng.
o Tích hợp công nghệ trong quá trình giao vận: Nghiên cứu các phần mềm
GIS hỗ trợ lập trình, tìm hiểu thiết bị GPS.
- Chƣơng 3.Thực nghiệm: Chƣơng này tác giả trình bày những kết quả tiến hành
thực nghiệmvới hệ thống kiểm soát quá trình giao vận cho Ngân hàng Đầu tƣ và
Phát triển Việt Nam (BIDV)với gồm các chức năng chính nhƣ:
o Quản lý bản đồ
o Khai báo lộ trình khi có xe mới. Hoặc khai báo lại lộ trình của xe
o Giám sát đƣợc chính xác vị trí và các tình huống xảy ra nhƣ: Xe đỗ tại
một vị trí quá lâu, xe đi không đúng lộ trình đề ra
o Quản lý nhân viên và xe chở tiền
Cuối cùng tiến hành đánh giá mô hình đề xuất. Phần cuối của luận văn đƣợc tác
giả tóm tắt những đóng góp chính của luận văn, đồng thời trình bày một số hƣớng phát
triển kế tiếp của luận văn.
đòi hỏi phải ứng dụng công nghệ GIS vào việc lƣu trữ, xử lý, quản lý, truy cập và biểu
diễn chung. Đó chính là mối liên quan giữa GIS và GPS đƣợc đề cập và tìm hiểu, ứng
dụng ở luận văn này.
2. Tổng quan về GIS
2.1 Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý - GIS là một hệ thống để quản lý và khai thác bản đồ,
phân tích các sự vật, hiện tƣợng thực trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác
cơ sở dữ liệu thông thƣờng (nhƣ cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân
tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh đƣợc cung cấp duy nhất từ các
bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho
GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện,
dự đoán tác động và hoạch định chiến lƣợc).
Hiện nay, những thách thức chính mà chúng ta phải đối mặt - bùng nổ dân số, ô
nhiễm, phá rừng, thiên tai-chiếm một không gian địa lý quan trọng.Khi xác định một
công việc kinh doanh mới (nhƣ tìm một khu đất tốt cho trồng chuối, hoặc tính toán lộ
trình tối ƣu cho một chuyến xe khẩn cấp), GIS cho phép tạo lập bản đồ, phối hợp thông
tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp, và phát triển các giải pháp
hiệu quả mà trƣớc đây không thực hiện đƣợc. GIS là một công cụ đƣợc các cá nhân, tổ
chức, trƣờng học, chính phủ và các doanh nghiệp sử dụng nhằm hƣớng tới các phƣơng
thức mới giải quyết vấn đề.
12
Việc thể hiện những dữ liệu liên quan đến thông tin địa lý trong GIS chủ yếu đƣợc
sử dụng hai dạng cơ bản sau:
Dữ liệu không gian: mô tả vị trí tƣơng đối và tuyệt đối của một đặc tính địa lý.
Dữ liệu thuộc tính: mô tả các tính chất của dữ liệu không gian và liên quan. Các tính
chất này có thể là số lƣợng hay chất lƣợng trong tự nhiên. Dữ liệu thuộc tính thƣờng
đƣợc mô hình hoá bằng mô hình quan hệ.
2.2 Biểu diễn dữ liệu không gian
Trong GIS, bản đồ địa lý thực phải đƣợc số hoá thông qua việc sử dụng những kỹ
Hình 1.2 Mô hình chức năng của GIS
2.3.1 Dữ liệu không gian
Dữ liệu không gian cỏ thể đến từ nhiều nguồn, có các nguồn tƣ liệu sau: số liệu
tính toán thống kê, báo cáo, các quan trắc thực địa, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, bản đồ
giấy (dạng analog). Kỹ thuật hiện đại về viễn thám và hệ thống thông tin địa lý có khả
năng cung cấp thông tin không gian bao gồm các thuộc tính địa lý, khuôn dạng dữ liệu,
tỷ lệ bản đồ và các số liệu đo đạc. Việc tích hợp các tƣ liệu địa lý từ nhiều nguồn khác
nhau là đặc điểm cơ bản của một phần mềm GIS.
Thông thƣờng, tƣ liệu không gian đƣợc trình bày dƣới dạng các bản đồ giấy với
các thông tin chi tiết đƣợc tổ chức ở một file riêng. Các tƣ liệu đó không đáp ứng đƣợc
các nhu cầu hiện nay về tƣ liệu không gian là vì những lý do sau:
14
Đòi hỏi không gian lƣu trữ rất lớn, tra cứu khó khăn. Để nhập và khai thác dữ liệu,
nhất thiết phải liên kết đƣợc với các thông tin địa lý trên bản đồ và các dữ liệu
thuộc tính khác đƣợc lƣu trữ riêng biệt và điều này trở nên rất khó khăn với hình
thức lƣu trữ dạng kho hoặc thƣ viện.
Các khuôn dạng lƣu trữ truyền thống thƣờng không tƣơng thích với các tiêu chuẩn
dữ liệu hiện nay. Thay thế cho các dữ liệu dạng truyền thống, hiện nay tƣ liệu dạng
số với một khối lƣợng rất lớn có thể đƣợc lƣu trữ trong các đĩa CD, tƣơng ứng với
những khối lƣợng rất lớn của tƣ liệu analoge. Tƣ liệu số còn cho khả năng xử lý tự
động trên máy tính.
Nhƣ vậy, hệ thống thông tin địa lý là sự phát triển đặc biệt để sử dụng công nghệ và
nghệ thuật máy tính trong việc xử lý tƣ liệu không gian dạng số.[1]
2.3.2 Người điều hành
Vì hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tổng hợp của nhiều công việc kỹ thuật,
do đó đòi hỏi ngƣời điều hành phải đƣợc đào tạo và có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh
vực. Ngƣời điều hành là một phần không thể thiếu đƣợc của Hệ thống thông tin địa lý.
Hơn nữa sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật phần cứng và phần mềm đòi hỏi
ngƣời điều hành phải luôn đƣợc đào tạo. Những yêu cầu cơ bản về ngƣời điều hành bao
phần lớn đều chạy trong trạm Unix. Trạm Unix cho phép lƣu trữ cơ sở dữ liệu lớn và
nhiều chức năng xử lý khác nhau. Tất nhiên với sự trợ giúp của window NT thì PC cũng
có thể so sánh đƣợc với hệ unix. Ví dụ điểm hình về một hệ thống có hiệu quả là một hệ
Unix nhỏ có cài đặt phần mềm ARC/INFO để quản lý và vận hành Hệ thống thông tin
địa lý. Hiện nay, các hệ thống xử lý liên tục đƣợc nâng cấp và khoảng cách giữa trạm
Unix và PC càng hẹp dần.
Nhập, lƣu dữ và xuất dữ liệu: các thiết bị ngoại vi phục vụ cho việc nhập dữ liệu là:
Bàn số hoá, máy quét để chuyển đổi dữ liệu analoge thành dạng số. Hoặc đọc băng và
đĩa CD - ROM có nhiệm vụ lấy thông tin hiện có trong băng và đĩa. Các phƣơng tiện
thông dụng là ổ đĩa cứng, ổ đọc băng, ổ đĩa quang có thể ghi và xoá dữ liệu. Thiết bị
xuất dữ liệu bao gồm máy in đen trắng và màu, báo cáo, kết quả phân tích, máy in kim
(plotter). Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ tin học và điện tử, đặc biệt là khi có
thiết bị mạng cho phép san sẻ các chức năng và trao đổi giữa những ngƣời sử dụng và
càng tạo điều kiện cho hệ thống thông tin địa lý phát triển.
2.3.4 Phần mềm
Một hệ thống phần mềm xử lý GIS yêu cầu phải có hai chức năng sau: tự động hoá
bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu. Sự phát triển kỹ thuật GIS hiện đại liên quan đến sự
phát triển của hai hợp phần này.
a. Tự động hóa bản đồ
16
Bản đồ học là môn khoa học, nghệ thuật và kỹ thuật thành lập bản đồ. Do đó, tự
động hoá bản đồ là thành lập bản đồ với sự trợ giúp của máy tính. Một bản đồ là sự thể
hiện bằng đồ họa của mối quan hệ không gian và các hình dạng (Pobinson và NNK,
1984) và mỗi một bản đồ là sự mô hình hoá thực tế theo những tỷ lệ nhất định. Mô hình
đó yêu cầu biến đổi các số liệu ghi bản đồ thành bản đồ và gồm các công đoạn sau: Lựa
chọn, phân loại, làm đơn giản hóa và tạo mẫu ký tự (Den - 1990).
Máy tính trợ giúp cho bản đồ học ở nhiều phƣơng diện nhƣ sau:
Trƣớc hết, bản đồ trong máy tính là dạng số nên dễ dàng chỉnh sửa và việc chỉnh lý
đó tốn ít công sức hơn so với việc không có sự trợ giúp của máy tính. Mặc dù việc
đổi về tự nhiên thuộc tính. Ví dụ, sự thay đổi về diện tích đô thị về số liệu phải
tƣơng xứng với sự thay đổi về đƣờng ranh giới thành phố. Khi thay đổi ranh giới
thì số liệu tính toán về diện tích cũng tự động đƣợc thay đổi.
2.4 Các chức năng của GIS
Một phần mềm GIS các các chức năng cơ bản nhƣ sau: nhập dữ liệu, lƣu trữ dữ
liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ liệu theo cơ sở địa lý và đƣa ra những quyết định
(decision making) (Calkins và Tomlinson 1997). Có thể khái quát về các chức năng đó
nhƣ sau:
Nhập và bổ sung dữ liệu (entry and updating): Một trong những chức năng quan
trọng của hệ thống thông tin địa lý là nhập và bổ sung dữ liệu mà công việc đó không
tiến hành riêng rẽ. Bất kỳ một hệ thống nào cũng phải cho phép nhập và bổ sung dữ liệu,
nếu không có chức năng đó thì không đƣợc xem là một hệ thống thông tin địa lý vì chức
năng đó là một yêu cầu bắt buộc phải có.
Việc nhập và bổ sung dữ liệu phải cho phép sử dụng nguồn tự liệu dƣới dạng số
hoặc dạng analog. Dạng tƣ liệu không gian nhƣ bản đồ giấy hoặc ảnh vệ tinh, ảnh máy
bay phải đƣợc chuyển thành dạng số và các nguồn tƣ liệu số khác cũng phải chuyển đổi
đƣợc để tƣơng thích với cơ sở dữ liệu trong hệ thống đang sử dụng.
Chuyển đổi dữ liệu: chuyển đổi dữ liệu là một chức năng rất gần với việc nhập và
bổ sung dữ liệu. Nhiều phần mềm thƣơng mại cố gắng giữ độc quyền bằng cách hạn chế
đƣa các khuôn dạng dữ liệu theo loại phổ cập. Tuy nhiên ngƣời sử dụng phải lựa chọn
để hạn chế việc phải số hóa thêm những tài liệu hiện đang có ở dạng số. Trong thực tế,
cùng một tƣ liệu nhƣng có thể tồn tại ở nhiều khuôn dạng khác nhau. Vì vậy, đối với tƣ
liệu quốc gia, không thể chỉ lƣu giữ ở một dạng thuộc tính riêng biệt mà cần thiết phải
lƣu giữ ở nhiều khuôn dạng có tích chất phổ biến để sử dụng đƣợc trong nhiều ứng dụng
khác nhau. Nhƣ vậy, một phần mềm GIS cần phải có chức năng nhập và chuyển đổi
nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau.
Lƣu giữ tƣ liệu: Một chức năng quan trọng của hệ thống thông tin địa lý là lƣu giữ
và tổ chức cơ sở dữ liệu do sự đa dạng và với một khối lƣợng lớn của dữ liệu không
gian: đa dạng về thuộc tính, về khuôn dạng, về đơn vị đo, về tỷ lệ bản đồ. Hai yêu cầu
18
thể tổ chức thành các tham số riêng, các mô hình giải thích, dự báo đều có thẻ thực hiện
trong chức năng xử lý không gian.
2.5 Các phép chiếu
Trong phần này ta sẽ tìm hiểu ba phép chiếu cơ bản và thƣờng đƣợc sử dụng nhất đó là
phép chiếu với mặt chiếu: mặt hình nón, mặt hình trụ và mặt phẳng phƣơng vị.
19
Bƣớc đầu tiên khi tiến hành phép chiếu này là tạo ra một hay một tập các điểm tiếp xúc.
Các điểm tiếp xúc này đƣợc gọi là các tiếp điểm hay là tiếp tuyến (trong trƣờng hợp là
đƣờng thẳng). Các điểm này có vai trò rất quan trọng, vì độ biến dạng của phép chiếu
trên những điểm này bằng không. Độ biến dạng sẽ tăng khi khoảng cách giữa điểm
chiếu và điểm tiếp xúc tăng.
Mặt hình nón
Để thực hiên phép chiếu này ngƣời ta cho dùng một mặt hình nón “úp” lên bề
mặt cầu. Đƣờng thẳng tiếp xúc giữa mặt nón và mặt cầu là một vĩ tuyến và đƣợc gọi là
vĩ tuyến chuẩn. Các đƣờng kinh tuyến sau khi chiếu mặt nón sẽ thành những đƣờng
thẳng đứng, các đƣờng vĩ tuyến sẽ tạo thành những đƣờng tròn.
Sau khi thực hiện phép chiếu, ngƣời ta sẽ cắt hình nón dọc theo một kinh tuyến bất kỳ,
lúc này ta sẽ đƣợc kết quả của phép chiếu trên bề mặt nón. Sự giao nhau giữa những
đƣờng thẳng và cung tròn sẽ tạo nên một mặt lƣới. Đƣờng thẳng đối diện với đƣờng cắt
đƣợc gọi là kinh tuyến trung tâm.
Càng xa vĩ tuyến chuẩn độ biến dạng càng tăng. Do đó để tăng độ chính xác ngƣời ta cắt
bỏ phần đỉnh của mặt nón hay ta không tiến hành chiếu lên vùng này. Phép chiếu này
thƣờng đƣợc dùng cho việc chiếu các vùng có các vĩ tuyến trung bình chạy quavà hƣớng
theo chiều đông - tây. Hình 1.3: Mặt chiếu hình nón
Mặt hình trụ
21
đƣờng thẳng giao nhau ở điểm cực, vĩ tuyến là các đƣờng tròn có cùng tâm là cực của
mặt cầu. Góc giữa các đƣờng kinh tuyến đƣợc bảo tồn.
1
2.6 Một số ứng dụng của GIS
GIS có phổ ứng dụng rất rộng, từ hỗ trợ quản lý tài nguyên/môi trƣờng, quy hoạch, phát
triển, giao thông, …[7].
Một ứng dụng quan trọng của GIS là mô hình hoá các cấu trúc căn bản thực của
thế giới trên dữ liệu con số. Các mô hình này có thể cho phép phân tích những khuynh
hƣớng, định nghĩa những nhân tố gây ra chúng, trình bày các khả năng cho phép chọn
lựa các giải pháp để giải quyết những vấn đề đƣợc đặt ra, hoặc chỉ ra các mối quan hệ
mật thiết và các kết quả của một quyết định. Thí dụ, GIS có thể chỉ ra các nguồn tài
nguyên thiên nhiên có khả năng bị ảnh hƣởng do các quyết định nào đó trên cơ sở các
dữ liệu của ảnh vệ tinh. Những vùng chịu tổn thất từ vùng khai hoang có thể đƣợc định
nghĩa và phân tích trên cơ sở dữ liệu chồng lấp của các yêu cầu về loại đất, sự gia tăng
năng suất, thời gian, loại, tỷ lệ, và khả năng quản lý, nhu cầu thực tế có thể đƣợc chỉ ra
và định rõ kết quả.
Trong nông nghiệp, sự thiệt hại về tiềm năng tài nguyên thiên nhiên do việc mở
rộng diện tích trồng lúa có thể đƣợc đánh giá về mặt số lƣợng, việc đánh giá trên cơ sở
về mặt kinh tế của nơi có sự thay đổi về mặt kỹ thuật. GIS có thể chỉ ra sự thay đổi ở
mặt giới hạn về số lƣợng (trong việc phát triển diện tích của một vùng mới). GIS cũng
đƣợc sử dụng để chỉ ra những tuyến đƣờng tốt nhất cho giao thông đƣờng bộ và thuỷ
lợi.
Một hƣớng sử dụng quan trọng khác của GIS là trong phân tích thống kê những
đặc điểm (nhƣ diện tích của khu rừng hay chiều dài của con sông, kênh, đƣờng, vùng)
qua việc xác định các vùng đệm. Ví dụ, đất xung quanh một khu rừng đƣợc giới hạn có
thể đƣợc nghiên cứu để quyết định cách sử dụng đất thích hợp nhất, vùng đệm xung
quanh có thể đƣợc chồng lấp với hiện trạng đất có khả năng tiềm tàng lý tƣởng để chọn
Satellite Timing and Global Positioning System). Ngày 22 tháng 2 năm 1978 vệ tinh đầu
tiên của hệ thống định vị toàn cầu GPS đó đƣa lờn quỹ đạo. Từ năm 1978 - 1985 có 11
vệ tinh Block I đƣợc phóng lên quỹ đạo. Hiện nay hầu hết số vệ tinh thuộc Block I đó
hết thời hạn sử dụng. Việc phóng vệ tinh thế hệ Block II bắt đầu vào năm 1989, sau giai
đoạn này hệ thống gồm 24 vệ tinh triển khai trên 6 quỹ đạo nghiêng 55o so với mặt phẳ
ng xích đạo trái đất với chu kỳ 12h ở độ cao khoảng 20.200 km. Loại vệ tinh thế
hệ II (Block IIR) đƣợc đƣa lên quỹ đạo năm 1995 , cho đến nay có 32 vệ tinh GPS đang
hoạt động.
Trƣớc năm 1980 hệ thống GPS chỉ đƣợc sử dụng cho mục đích quân sự,sau năm
1980 chính phủ Mỹ đó cho phép đƣa vào sử dụng trong các lĩnh vực về dân sự.[10]
3.1 Cấu trúc của hệ thống định vị toàn cầu GPS
Hệ thống định vị toàn cầu GPS gồm 3 bộ phận chính là:
- Bộ phận không gian.
- Bộ phận điều khiển.
- Bộ phận sử dụng.
3.1.1 Bộ phận không gian
Gồm các vệ tinh nhân tạo phát tín hiệu bay trên các quỹ đạo xác định quanh trái
đất, các vệ tinh bay trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 55o so với mặt phẳng xích đạo
trái đất, mỗi quỹ đạo có 4-5 vệ tinh.
23
Quỹ đạo vệ tinh gần hình tròn, ở độ cao 20.200 km, chu kỳ 12h. Mỗi vệ tinh có trang bị
tên lửa đẩy để điều chỉnh quỹ đạo và thời gian sử dụng của mỗi vệ tinh khoảng 7,5 năm.
3.1.2 Bộ phận điều khiển
Bộ phậnđiều khiển gồm 5 trạm mặt đất phân bố đều quanh trái đất trong đó có
trạm chủ (Master Station) đặt tại căn cứ không quân Falcon ở Colorado Sping, bang
Colorado, USA và 4 trạm theo dõi (Monitor Station). Trạm chủ là nơi nhận và xử lý các
tín hiệu thu từ vệ tinh tại 4 trạm theo dõi.
Sau khi số liệu GPS đƣợc thu thập, xử lý, toạ độ và độ lệch đồng hồ của từng vệ
giữa đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu là Δt, khoảng cách giả đo đƣợc là R, ta có
phƣơng trình:
trong đó c là tốc độ lan truyền tín hiệu.
Trong trƣờng hợp sử dụng C/A-code, theo dự tính của các nhà thiết kế hệ thống
GPS, kỹ thuật đo khoảng thời gian lan truyền tín hiệu chỉ có thể đảm bảo độ chính xác
đo khoảng cách tƣơng ứng cỡ 30m. Nếu tính đến ảnh hƣởng của điều kiện lan truyền tín
hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code sẽ ở mức 100m là mức có thể chấp nhận
đƣợc để cho khách hàng dân sự đƣợc khai thác. Song kỹ thuật xử lý tín hiệu code này đã
đƣợc phát triển đến mức có thể đảm bảo độ chính xác đo khoảng cách cỡ 3m, tức là hầu
nhƣ không thua kémso với trƣờng hợp sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng
đại trà.Chính vì lý do này mà Mỹ đã đƣa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng thực tếcủa
C/A code. Nhƣng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục đƣợc nhiễu SA, Chính
phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ tháng 5năm 2000.[4,6]
b) Đo pha sóng tải
Các sóng tải L1,L2 đƣợc sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao.Với mục
đích này ngƣời ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máythu nhận đƣợc từ vệ
tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra. Hiệu số pha do máy thu đo đƣợc ta hãy
ký hiệu là Φ (0<Φ<2π).
Khi đó ta có thể viết:
trong đó: R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu;
λ là bƣớc sóng của sóng tải;
25
N là số nguyên lần bƣớc sóng λ chứa trong R;
Δt là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu;
N còn đƣợc gọi là số nguyên đa trị, thƣờng không biết trƣớc mà cần
phải xác định trong thời gian đo.
Trong trƣờng hợp đo pha theo sóng tải L1 có thể xác định khoảng cách giữa vệ
mà các máy thu quan sát đƣợc thƣờng từ 6-8 vệ tinh, khi đónghiệm của phƣơng trình sẽ
tìm theo nguyên lý số bình phƣơng nhỏ nhất.[4,6]
26
3.2.3 Định vị tương đối (Relative Positioning)
Đo GPS tƣơng đối là trƣờng hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm quan
sát khác nhau để xác định ra hiệu toạ độ vuông góc không gian (ΔX, ΔY, ΔZ) hay hiệu
toạ độ mặt cầu (ΔB,ΔL,ΔH) giữa chúng trong hệ toạ độ WGS 84.
Nguyên tắc đo GPS tƣơng đối đƣợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đạilƣợng đo là
pha của sóng tải. Để đạt đƣợc độ chính xác cao và rất cao cho kếtquả xác định hiệu toạ
độ giữa hai điểm xét, ngƣời ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng
tải nhằm làm giảm ảnh hƣởng đến các nguồnsai số khác nhau nhƣ: Sai số của đồng hồ
vệ tinh cũng nhƣ của máy thu, sai số toạ độ vệ tinh, sai số số nguyên đa trị
Ta ký hiệu Φ(ti) là hiệu pha của sóng tải từ vệ tinh j đo đƣợc tại trạm r vào thời
điểm ti, khi đó nếu hai trạm đo 1 và 2 ta quan sát đồng thời vệ tinh jvào thời điểm ti, ta
sẽ có sai phân bậc một đƣợc biểu diễn nhƣ sau:
trong sai phân này hầu nhƣ không còn ảnh hƣởng của sai số đồng hồ vệ tinh.
Nếu hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào thờiđiểm ti,
ta có phân sai bậc hai:
trong công thức này ta thấy không còn ảnh hƣởng của sai số đồng hộ vệ tinhvà máy thu.
Nếu xét hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào
thời điểm ti và ti+1, ta sẽ có phân sai bậc ba:
sai phân này cho phép loại trừ sai số số nguyên đa trị.
Hiện nay hệ thống GPS có khoảng 27-28 vệ tinh hoạt động. Do vậy, tạimỗi thời
điểm ta có thể quan sát đƣợc số vệ tinh nhiều hơn 4. Bằng cách tổng hợp theo từng cặp
vệ tinh sẽ có rất nhiều trị đo, mặt khác thời gian thu tín hiệu trong đo tƣơng đối thƣờng
khá dài vì vậy số lƣợng trị đo để xác định ra hiệutoạ độ giữa hai điểm là rất lớn, khi đó
các vật thể xung quanh phƣơng tiện với bản đồ truyền thống. Ứng dụng này thuộc loại
cực kỳ quan trọng đối với các phƣơng tiện thi hành luật pháp, công tác tìm kiếm hoặc
cứu hộ
Việc theo dõi vị trí và sự chuyển động của các phƣơng tiện có thể đạt đƣợc nếu
các phƣơng tiện này đƣợc trang bị những máy phát chuyển tiếp tự động để hỗ trợ máy
thu GPS. Vị trí đƣợc xác định bằng các thiết bị thu và xử lý GPS có thể đƣợc truyền đến
một địa điểm trung tâm đƣợc thể hiện trên màn hình.
3.3.3 Các ứng dụng trong trắc địa và bản đồ trên biển:
Nhờ độ chính xác cao và thời gian cần thiết để đo một vị trí chỉ định (Fix) ngắn,
hệ GPS đặc biệt phù hợp với công việc định vị ven bờ và ngoài khơi. Đối với công tác
trắc địa biển, yêu cầu độ chính xác về vị trí mặt phẳng thƣờng thay đổi trong khoảng từ
một vài decimet đến một vài chục mét. Để đáp ứng các yêu cầu này cần phải sử dụng
những kỹ thuật quan sát và xử lý số liệu khác nhau bằng cách sử dụng các phép đo giả
cự ly hoặc phép đo phase sóng mang. Các ứng dụng trên biển bao gồm đo vẽ bản đồ, các
chƣớng ngại dẫn đƣờng tàu thuyền (đo vẽ bãi cạn, đo vẽ phao nổi) và đo vẽ các cầu tàu
và bến cảng. Các yêu cầu định vị trong thám hiểm địa lý đáy biển (ví dụ đo địa chấn)
cũng nhƣ các yêu cầu về định vị hố khoan đều có thể đƣợc đáp ứng bằng GPS.Trong
trắc địa biển (địa hình đáy biển, trƣờng trọng lực của trái đất ) đều có thể dùng GPS
làm công cụ định vị.
3.3.4 Các ứng dụng trong giao thông và hải dương học trên biển
Hệ thống địnhvị GPS đã trở thành một công cụ dẫn đƣờng hàng hải trên biển lý
tƣởng. Yêu cầu độ chính xác dẫn hƣớng đi trên biển thay đổi trong khoảng từ một vài
Copyright: Tài liệu đại học ©