Hệ thống định vị toàn cầu GPS 2 - Pdf 91

M C L CỤ Ụ
M C L CỤ Ụ .............................................................................................................................................. 1
M Đ UỞ Ầ 3
CH NG I: GI I THI U H TH NG Đ NH V TOÀN C U GPSƯƠ Ớ Ệ Ệ Ố Ị Ị Ầ ......................................................... 5
I.1 GI I THI U CHUNG:Ớ Ệ .................................................................................................................... 5
I.1.1 Ph n đi u khi n (Control Segment): ầ ề ể ................................................................................ 6
I.1.2. Ph n không gian (Space Segment): ầ .................................................................................. 6
I.1.2.1 Chòm v tinh GPS: ệ .................................................................................................... 6
I.1.2.2 C u trúc tín hi u GPSấ ệ ................................................................................................ 6
I.1.3. Ph n s d ng (User Segment): ầ ử ụ ......................................................................................... 7
I.1.3.1 Các b ph n c a m t thi t b GPS trong ph n s d ng.ộ ậ ủ ộ ế ị ầ ử ụ ........................................ 7
I.1.3.2 Nh ng b ph n chính c a máy thu GPS.ữ ộ ậ ủ ................................................................. 8
I.2 NGUYÊN LÝ HO T Đ NG C A H TH NG GPS:Ạ Ộ Ủ Ệ Ố ................................................................. 9
I.3 CÁC PH NG PHÁP Đ NH V B NG H TH NG GPSƯƠ Ị Ị Ằ Ệ Ố ........................................................ 11
I.3.1 Phép đ nh v tĩnh và đ nh v đ ng.ị ị ị ị ộ .................................................................................... 11
I.3.2 Phép đ nh v t ng đ i.ị ị ươ ố .................................................................................................... 11
I.3.3 Phép đ nh v nhi u máy thu.ị ị ề ............................................................................................. 12
I.3.4 Phép đ nh v đ ng t ng đ iị ị ộ ươ ố ............................................................................................ 12
I.3.5 C u hình hình h c GPS và đ chính xác.ấ ọ ộ ........................................................................ 13
I.3.6 Đ suy gi m chính xác.ộ ả .................................................................................................... 14
I.4. CÁC NGU N SAI S TRONG K T QU ĐO GPSỒ Ố Ế Ả ................................................................. 14
I.4.1 Sai s do đ ng h .ố ồ ồ ............................................................................................................. 14
I.4.2 Sai s do quĩ đ o v tinhố ạ ệ .................................................................................................. 14
I.4.3 Sai s do t ng đi n ly và t ng đ i l uố ầ ệ ầ ố ư ............................................................................ 15
I.4.4 Sai s do nhi u tín hi u:ố ễ ệ ................................................................................................... 15
I.5 CÁC NG D NG C A H TH NG Đ NH V TOÀN C U GPSỨ Ụ Ủ Ệ Ố Ị Ị Ầ ............................................ 16
1.5.1 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ m t đ tứ ụ ắ ị ả ồ ặ ấ ............................................................ 16
I.5.2 Các ng d ng trong giao thông và thông tin trên m t đ tứ ụ ặ ấ .............................................. 17
I.5.3 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ trên bi n:ứ ụ ắ ị ả ồ ể .......................................................... 17
I.5.4 Các ng d ng trong giao thông và h i d ng h c trên bi nứ ụ ả ươ ọ ể ......................................... 17
I.5.5 Các ng d ng trong tr c đ a và b n đ hàng khôngứ ụ ắ ị ả ồ ....................................................... 18

n c lúc đó đã g p rút th nghi m đ đ a vào s n xu t, nh m đáp ng yêu c u xâyướ ấ ử ệ ể ư ả ấ ằ ứ ầ
d ng các m ng l i to đ nhà n c nh ng khu v c khó khăn nh t c a đ t n c, màự ạ ướ ạ ộ ướ ở ữ ự ấ ủ ấ ướ
b ng công ngh truy n th ng (ph ng pháp tam giác, đ ng chuy n) không có kh năngằ ệ ề ố ươ ườ ề ả
th c hi n, ho c ph i chi phí r t l n và trong th i gian dài m i th c hi n đ c. Trongự ệ ặ ả ấ ớ ờ ớ ự ệ ượ
nh ng năm 1991 đ n 1994, theo k ho ch nhi m v do C c Đo đ c và b n đ Nhà n cữ ế ế ạ ệ ụ ụ ạ ả ồ ướ
giao, Liên hi p KHSX Tr c đ a b n đ đã xây d ng thành công các m ng l i to đ nhàệ ắ ị ả ồ ự ạ ướ ạ ộ
n c h ng II khu v c Minh H i, Sông Bé và Tây Nguyên, đ ng th i đã xây d ng thànhướ ạ ở ự ả ồ ờ ự
công m ng l i tr c đ a bi n n i các đ o và qu n đ o xa ( k c Tr ng Sa ) v i m ngạ ướ ắ ị ể ố ả ầ ả ể ả ườ ớ ạ
l i to đ nhà n c trên đ t li n.ướ ạ ộ ướ ấ ề
T đó đ n nay, vi c ng d ng công ngh GPS đã có nh ng b c phát tri n r từ ế ệ ứ ụ ệ ữ ướ ể ấ
l n. T ch ch có 3 máy thu GPS 1 t n s c a hãng TRIMBLE, đ n nay Vi t Nam đãớ ừ ỗ ỉ ầ ố ủ ế ở ệ
có trên 82 máy thu GPS các lo i c a các hãng khác nhau, t máy thu đ t trên máy bay,ạ ủ ừ ặ
máy thu 2 t n s , máy đo đ ng đ n máy có đ chính xác trung bình ( GEO EXPLORER )ầ ố ộ ế ộ
đ đo kh ng ch nh. Các lĩnh v c ng d ng công ngh GPS hi n nay cũng r t đa d ng,ể ố ế ả ự ứ ụ ệ ệ ấ ạ
t ng d ng đ xây d ng các m ng l i to đ nhà n c, đ chính xác cao, kho ng cáchừ ứ ụ ể ự ạ ướ ạ ộ ướ ộ ả
l n; ng d ng trong d n đ ng và xác đ nh to đ tâm chính nh khi bay ch p nh b ngớ ứ ụ ẫ ườ ị ạ ộ ả ụ ả ằ
máy bay; xây d ng các m ng l i to đ , đ cao đ a chính c p 1; d n đ ng và xác đ nhự ạ ướ ạ ộ ộ ị ấ ẫ ườ ị
to đ đo v b n đ đ a hình đáy bi n; đo to đ , đ cao các đi m kh ng ch nh ngo iạ ộ ẽ ả ồ ị ể ạ ộ ộ ể ố ế ả ạ
nghi p; đo to đ đ cao các m c qu c gi i; xây d ng các m ng l i công trình v.v...ệ ạ ộ ộ ố ố ớ ự ạ ướ
Các ph n m m đ x lý tính toán bình sai các tr đo GPS cũng đa d ng, ch y u là cácầ ề ể ử ị ạ ủ ế
ph n m m kèm theo máy thu, nh TRIMVEC, TRIMVEC PLUS, TRIMNET, TRIMNETầ ề ư
PLUS, GPSURVEY, PHASE PROCESSOR, GEOMATIC OFFICE (hãng TRIMBLE);
GPPS (ASHTECH), v.v... và 1 ph n m m bình sai l i GPS do Liên hi p KHSX Tr c đ aầ ề ướ ệ ắ ị
b n đ xây d ng.ả ồ ự
Qua k t qu nghiên c u và tr c ti p tham gia đo và x lý, tính toán k t qu đoế ả ứ ự ế ử ế ả
GPS chúng tôi biên so n t p tài li u này đ đ ng nghi p tham kh o. T p tài li u g m 3ạ ậ ệ ể ồ ệ ả ậ ệ ồ
ch ng sau đây: ươ
Ch ng 1: Gi i thi u h th ng đ nh v toàn c u GPS.ươ ớ ệ ệ ố ị ị ầ
Ch ng 2: C s lý thuy t k thu t đo và x lý tính toán bình sai k t qu đo GPS.ươ ơ ở ế ỹ ậ ử ế ả
- 3 -

SYSTEM. NAVSTAR vi t t t ch NAVIGATION SYSTEM WITH TIME ANDế ắ ữ
RANGING.
Ph n c ng này g m 3 ph n: ph n đi u khi n (Control Segment), ph n không gianầ ứ ồ ầ ầ ề ể ầ
(Space Segment) và ph n s d ng (User Segment).ầ ử ụ
- 5 -
I.1.1 Ph n đi u khi n (Control Segment): ầ ề ể
Ph n đi u khi n g m 8 tr m m t đ t trong đó có 4 tr m theo dõi (Monitorầ ề ể ồ ạ ặ ấ ạ
Station): Diego Garcia, Ascension, Kwajalein và Hawaii; m t tr m đi u khi n trung tâmộ ạ ề ể
(Master Control Station) và 3 tr m hi u ch nh s li u (Upload Station). L i tr c đ a đ tạ ệ ỉ ố ệ ướ ắ ị ặ
trên 4 tr m này đ c xác đ nh b ng ph ng pháp giao thoa đ ng đáy dài (VLBI). Tr mạ ượ ị ằ ươ ườ ạ
trung tâm làm nhi m v tính toán l i t a đ c a các v tinh theo s li u c a 4 tr m theoệ ụ ạ ọ ộ ủ ệ ố ệ ủ ạ
dõi thu đ c t v tinh. Sau tính toán các s li u đ c g i t tr m trung tâm t i 3 tr mượ ừ ệ ố ệ ượ ử ừ ạ ớ ạ
hi u ch nh s li u và t đó g i ti p t i các v tinh. Nh v y trong vòng 1 gi các v tinhệ ỉ ố ệ ừ ử ế ớ ệ ư ậ ờ ệ
đ u có m t s li u đã đ c hi u ch nh đ phát cho các máy thu.ề ộ ố ệ ượ ệ ỉ ể
I.1.2. Ph n không gian (Space Segment): ầ
I.1.2.1 Chòm v tinh GPS: ệ
Bao g m 24 v tinh bay trên qu đ o có đ cao đ ng nh t 20 200 km, chu kỳ 12ồ ệ ỹ ạ ộ ồ ấ
gi , phân ph i đ u trên 6 m t ph ng qu đ o nghiêng v i xích đ o m t góc 55ờ ố ề ặ ẳ ỹ ạ ớ ạ ộ
o
. Vi c bệ ố
trí này nh m m c đích đ t i m i th i đi m và m i v trí trên trái đ t đ u có th quan sátằ ụ ể ạ ỗ ờ ể ỗ ị ấ ề ể
đ c 4 v tinh. ượ ệ
M i v tinh phát 2 t n s sóng mang v i t n s cao L1=1575.42 MHz vàỗ ệ ầ ố ớ ầ ố
L2=1227.60 MHz. Lo i sóng này phát trên c s dãy s t a ng u nhiên bao g m các s 0ạ ơ ở ố ự ẫ ồ ố
và 1. Mã này đ c g i tên là mã P (Precise). Bên c nh mã P sóng còn mang đi mã C/Aượ ọ ạ
(Clear/Acquisition) trong sóng L1. Mã C/A đ c phát v i 2 t n s 10.23 MHz và 1.023ượ ớ ầ ố
MHz. Ngoài 2 mã trên v tinh còn phát mã ph có t n s 50 Hz ch a các thông tin v l chệ ụ ầ ố ứ ề ị
v tinh. Các v tinh đ u đ c trang b đ ng h nguyên t v i đ chính xác cao.ệ ệ ề ượ ị ồ ồ ử ớ ộ
Các v tinh NAVSTAR có 2 tr ng thái: "ho t đ ng kh e" ( Healthy) và "ho t đ ngệ ạ ạ ộ ỏ ạ ộ
không kho ( Unhealthy). Hai tr ng thái c a v tinh này đ c quy t đ nh do 4 tr m đi uẻ ạ ủ ệ ượ ế ị ạ ề

d ng tình tr ng và v trí c a v tinh. Các d li u này s đ c các máy thu gi i mã vàụ ạ ị ủ ệ ữ ệ ẽ ượ ả
dùng vào vi c xác đ nh v trí c a máy theo th i gian th c.ệ ị ị ủ ờ ự
I.1.3. Ph n s d ng (User Segment): ầ ử ụ
Ph n s d ng bao g m các máy thu tín hi u t v tinh trên đ t li n, máy bay vàầ ử ụ ồ ệ ừ ệ ấ ề
tàu th y. Các máy thu này phân làm 2 lo i: máy thu 1 t n s và máy thu 2 t n s . Máy thuủ ạ ầ ố ầ ố
1 t n s ch nh n đ c các mã phát đi v i sóng mang L1. Các máy thu 2 t n s nh nầ ố ỉ ậ ượ ớ ầ ố ậ
đ c c 2 sóng mang L1 và L2. Các máy thu 1 t n s phát huy tác d ng trong đo t a đượ ả ầ ố ụ ọ ộ
tuy t đ i v i đ chính xác 10 m và t a đ t ng đ i v i đ chính xác t 1 đ n 5 cmệ ố ớ ộ ọ ộ ươ ố ớ ộ ừ ế
trong kho ng cách nh h n 50 km. V i kho ng cách l n h n 50 km đ chính xác s gi mả ỏ ơ ớ ả ớ ơ ộ ẽ ả
đi đáng k (đ chính xác c dm). Đ đo đ c trên nh ng kho ng cách dài đ n vài nghìnể ộ ỡ ể ượ ữ ả ế
km chúng ta ph i s d ng máy 2 t n s đ kh đi nh h ng c a t ng ion trong khíả ử ụ ầ ố ể ử ả ưở ủ ầ
quy n trái đ t. Toàn b ph n c ng GPS ho t đ ng trong h th ng t a đ WGS-84 v iể ấ ộ ầ ứ ạ ộ ệ ố ọ ộ ớ
kích th c elipsoid a=6378137.0 m và ướ α=1:29825722.
I.1.3.1 Các b ph n c a m t thi t b GPS trong ph n s d ng.ộ ậ ủ ộ ế ị ầ ử ụ
Ph n s d ng GPS có th đ c coi g m 3 b ph n chính: ầ ử ụ ể ượ ồ ộ ậ
* Ph n c ngầ ứ
* Ph n m mầ ề
* Ph n tri n khai công nghầ ể ệ
- 7 -
Ph n c ng bao g m máy thu m ch đi n t , các b dao đ ng t n s vô tuy n RFầ ứ ồ ạ ệ ử ộ ộ ầ ố ế
(Radio Friquency), các ăngten và các thi t b ngo i vi c n thi t đ ho t đ ng máy thu.ế ị ạ ầ ế ể ạ ộ
Đ c đi m chính y u c a b ph n này là tính ch c ch n, có th xách tay, tin c y khi làmặ ể ế ủ ộ ậ ắ ắ ể ậ
vi c ngoài tr i và d thao tác.ệ ờ ễ
Ph n m n bao g m nh ng ch ng trình tính dùng đ x lý d li u c th ,ầ ề ồ ữ ươ ể ử ữ ệ ụ ể
chuy n đ i nh ng thông báo GPS thành nh ng thông tin đ nh v ho c d n đ ng đi h uể ổ ữ ữ ị ị ặ ẫ ườ ữ
ích. Nh ng ch ng trình này cho phép ng i s d ng tác đ ng khi c n đ có th l iữ ươ ườ ử ụ ộ ầ ể ể ợ
d ng đ c nh ng u đi m c a nhi u đ c tính đ nh v GPS. Nh ng ch ng trình này cóụ ượ ữ ư ể ủ ề ặ ị ị ữ ươ
th s d ng đ c trong đi u ki n ngo i nghi p và đ c thi t k sao cho có th cungể ử ụ ượ ề ệ ạ ệ ượ ế ế ể
c p nh ng thông báo h u ích v tr ng thái và s ti n b c a h th ng t i ng i đi uấ ữ ữ ề ạ ự ế ộ ủ ệ ố ớ ườ ề
hành. Ngoài ra trong ph n m m còn bao g m nh ng ch ng trình phát tri n tính đ c l pầ ề ồ ữ ươ ể ộ ậ

t 1 đ n 12 tuỳ theo nhũng máy thu khác nhau.ừ ế
B đi u khi nộ ề ể : Cho phép ng i đi u hành can thi p vào b vi x lí. Kíck th cườ ề ệ ộ ử ướ
và ki u dáng c a b đi u khi n các lo i máy thu khác nhau cũng khác nhau.ể ủ ộ ề ể ở ạ
Thi t b ghiế ị : Ng i ta dùng máy ghi băng t ho c các đĩa m m đ ghi các tr sườ ừ ặ ề ể ị ố
quan tr c và nh ng thông tin h u ích khác đ c tách ra t nh ng tin hi u thu đ cắ ữ ữ ượ ừ ữ ệ ượ
Ngu n năng l ngồ ượ : Ph n l n các máy thu đ u dùng ngu n đi n m t chi u đi nầ ớ ề ồ ệ ộ ề ệ
áp th p, ch có m t vài máy đòi h i ph i có ngu n đi n xoay chi u.ấ ỉ ộ ỏ ả ồ ệ ề
I.2 NGUYÊN LÝ HO T Đ NG C A H TH NG GPS:Ạ Ộ Ủ Ệ Ố
Nh chúng ta đã bi t v nguyên lý ho t đ ng c a h th ng DOPPLER, đó làư ế ề ạ ộ ủ ệ ố
nguyên lý c a s thay đ i t n s tín hi u khi n i phát tín hi u chuy n đ ng. H th ngủ ự ổ ầ ố ệ ơ ệ ể ộ ệ ố
GPS ho t đ ng trên m t nguyên lý hoàn toàn khác. Đ xác đ nh t a đ tuy t đ i c a m tạ ộ ộ ể ị ọ ộ ệ ố ủ ộ
đi m m t đ t chúng ta s d ng k thu t "t a kho ng cách". K thu t này đ c mô tể ặ ấ ử ụ ỹ ậ ự ả ỹ ậ ượ ả
b ng công th c:ằ ứ
C t C t x x y y z z
s
p
s
p
s
p
. . ( ) ( ) ( )+ = − + − + −∆
2 2 2
(1)
đây: s=[xở
s
y
s
z
s
] - T a đ v tinh;ọ ộ ệ

đây chúng ta th y t a đ tuy t đ i các đi m m t đ t đ c xác đ nh có đ chính xác kémấ ọ ộ ệ ố ể ặ ấ ượ ị ộ
ph ng pháp DOPPLER. S dĩ nh v y vì v tinh c a h th ng GPS có đ cao g p đôiươ ở ư ậ ệ ủ ệ ố ộ ấ
h th ng DOPPLER. T a đ tuy t đ i v i đ chính xác 10 m c a h th ng GPS ch dùngệ ố ọ ộ ệ ố ớ ộ ủ ệ ố ỉ
đ đáp ng 2 m c đích:ể ứ ụ
- Đ o hàng ( đ nh v cho các đ i t ng chuy n đ ng nh tàu bi n, máy bay....)ạ ị ị ố ượ ể ộ ư ể
- Cung c p t a đ g n đúng cho ph ng pháp đo t a đ t ng đ i GPS.ấ ọ ộ ầ ươ ọ ộ ươ ố
Ng c l i v i đ chính xác c a t a đ tuy t đ i, công ngh GPS đã đ t đ cượ ạ ớ ộ ủ ọ ộ ệ ố ệ ạ ượ
thành t u đáng k trong vi c xác đ nh t a đ t ng đ i. Nguyên lý đo t a đ t ng đ iự ể ệ ị ọ ộ ươ ố ọ ộ ươ ố
là xác đ nh pha c a sóng mang L1 (v i máy thu 1 t n s ) hay L1 và L2 (v i máy thu 2 t nị ủ ớ ầ ố ớ ầ
s ).ố
Chúng ta có công th c:ứ
S = Nλ + ϕλ (2)
Trong đó: λ - B c sóng (ướ λ = c/f)
f: T n s sóng;ầ ố
N: S nguyên l n b c sóng;ố ầ ướ
ϕ: Pha c a sóng;ủ
S: Kho ng cách v tinh - máy thu.ả ệ
T công th c (2) chúng ta có:ừ ứ
ϕ = (f/c).S - N (3)
Xét công th c (3) t m t phía khác chúng ta có th vi t:ứ ừ ộ ể ế
ϕ(t) = φ
s
(t
s
) - φ
p
(t) + N
s
p
(4)

p
(t) + β
s
(t) + γ
s
p
(6)
Trong đó:
- 10 -
α
p
(t) - Thành ph n nh h ng h th ng pha (t) do máy thu gây ra (ch y u là sầ ả ưở ệ ố ủ ế ố
hi u ch nh đ ng h máy thu)ệ ỉ ồ ồ
β
s
(t) - Thành ph n nh h ng h th ng pha (t) do v tinh gây ra (ch y u là sầ ả ưở ệ ố ệ ủ ế ố
hi u ch nh đ ng h v tinh)ệ ỉ ồ ồ ệ
γ
s
p
(t) - Thành ph n nh h ng h th ng pha (t) do c v tinh và máy thu gây raầ ả ưở ệ ố ả ệ
không ph thu c th i gian (ch y u là ụ ộ ờ ủ ế φ
s
(t
o
) - φ
p
(t
o
) + N

Khi đòi h i tr đo có đ chính xác cao, c n ph i s d ng phép đ nh v t ng đ i.ỏ ị ộ ầ ả ử ụ ị ị ươ ố
Trong ki u đo này, hai ăngten cùng hai máy thu t ng ng đ c đ t t i hai đ u c a c nhể ươ ứ ượ ặ ạ ầ ủ ạ
- 11 -
c n quan tr c và ph i làm vi c đ ng th i. S dĩ có th đ t đ c đ chính xác cao trongầ ắ ả ệ ồ ờ ở ể ạ ượ ộ
ki u đo này là vì m t s sai s tích lu trong các c ly quan tr c th ng đ ng nh t v iể ộ ố ố ỹ ự ắ ườ ồ ấ ớ
nhau ho c t i thi u cũng t ng t nhau t i hai đ u c a đ ng đáy. Các sai s này có thặ ố ể ươ ự ạ ầ ủ ườ ố ể
đ c lo i tr ho c ít nh t cũng gi m m t cách đáng k khi xác đ nh tr s đ nh v t ngượ ạ ừ ặ ấ ả ộ ể ị ị ố ị ị ươ
đ i.ố
M t ki u đ nh v t ng đ i đ c bi t h p d n, l n đ u tiên đ c Ben Remondiộ ể ị ị ươ ố ặ ệ ấ ẫ ầ ầ ượ
thu c C c Đo đ c tr c đ a M đ xu t, là ki u đ nh v t ng đ i d ng bán đ ng (relativeộ ụ ạ ắ ị ỹ ề ấ ể ị ị ươ ố ạ ộ
semi kinematic positioning). Ý t ng c a ki u đo này là s d ng m t máy tĩnh vàm t máyưở ủ ể ử ụ ộ ộ
di đ ng lang thang xung quanh. N u không xu t hi n tr s tr t chu kỳ trong các máy thuộ ế ấ ệ ị ố ượ
thì có th liên t c đ m b o đ chính xác t t h n 1 chu kỳ (20 cm) c a tín hi u phaseể ụ ả ả ộ ố ơ ủ ệ
phách sóng mang trong các tr s đ nh v t ng đ i gi a máy thu tĩnh và máy thu langị ố ị ị ươ ố ữ
thang. Ki n ngh này có hai ng ý: ế ị ụ
* Các ng d ng đ nh v đ ng có th l i d ng đ chính xác cao h n nhi u c a sứ ụ ị ị ộ ể ợ ụ ộ ơ ề ủ ố
đo sóng mang, thay vì b h n ch trong đ chính xác c a s đo mã.ị ạ ế ộ ủ ố
* M ra m t ph m vi r ng h n trong ng d ng phép đ nh v GPS: l p tam giácở ộ ạ ộ ơ ứ ụ ị ị ậ
nh hàng không không dùng đ n nh ng đi m kh ng ch m t đ t.ả ế ữ ể ố ế ặ ấ
I.3.3 Phép đ nh v nhi u máy thu.ị ị ề
Đ chính xác c a các k t qu đo s đ c c i thi n m t cách đáng k khi m t sộ ủ ế ả ẽ ượ ả ệ ộ ể ộ ố
máy thu đ c tri n khai d i d ng m t m ng l i đ nh v . Nói chung, m t m ng l iượ ể ướ ạ ộ ạ ướ ị ị ộ ạ ướ
luôn có c u hình m nh h n v m t hình h c so v i m t c nh đo vì có s đo d th a -ấ ạ ơ ề ặ ọ ớ ộ ạ ố ư ừ
các c nh đo trong l i c n ph i tho mãn nh ng đi u ki n đ c xác đ nh b ng ph ngạ ướ ầ ả ả ữ ề ệ ượ ị ằ ươ
pháp hình h c. Các tr đo d th a đ c dùng đ ki m soát nh h ng c a nh ng sai sọ ị ư ừ ượ ể ể ả ưở ủ ữ ố
khác nhau, bao g m sai s ng u nhiên và sai s h th ng trong các tr quan tr c. Chúng taồ ố ẫ ố ệ ố ị ắ
đ ý th y r ng ngay c khi ch có 2 máy thu cũng nên liên k t các c nh đáy thi t k thànhể ấ ằ ả ỉ ế ạ ế ế
các m ng l i, có nh th m i c i thi n đ c đ chính xác c a các tr s đ nh v .ạ ướ ư ế ớ ả ệ ượ ộ ủ ị ố ị ị
Khi tri n khai nhi u máy thu, ng i ta ph i đ i đ u v i nh ng qui lu t khácể ề ườ ả ố ầ ớ ữ ậ
th ng, liên quan đ n ph n l i mà trên đó các máy thu đang ho t đ ng và liên quan đ nườ ế ầ ướ ạ ộ ế

truy n sóng, sai s đ ng h đo th i gian và nhi u trong máy thu.ề ố ồ ồ ờ ễ
nh h ng c a c u hình hình h c v tinh đ c th hi n b ng các suy gi m chínhẢ ưở ủ ấ ọ ệ ượ ể ệ ằ ả
xác DOP (Dilution of Precision) và đ c tính b ng t s gi a đ chính xác đ nh v và đượ ằ ỉ ố ữ ộ ị ị ộ
chính xác đo, ho c: ặ σ = DOP. σ
o
Trong đó σ
o
là đ chính xác c a tr s đo (đ tán x tiêu chu n)ộ ủ ị ố ộ ạ ẩ
σ là đ chính xác đ nh v (đ tán x tiêu chu n trong m t tr s t a đ )ộ ị ị ộ ạ ẩ ộ ị ố ọ ộ
DOP là m t tr s vô h ng th hi n tác đ ng c a c u hình hình h c đ i v i độ ị ố ướ ể ệ ộ ủ ấ ọ ố ớ ộ
chính xác c a v trí đi m. Có nhi u tr s DOP khác nhau, tùy thu c chúng ta quan tâm đủ ị ể ề ị ố ộ ộ
chính xác c a m t tr s t a đ riêng bi t hay là t ng h p c a nh ng t a đ . Các tr sủ ộ ị ố ọ ộ ệ ổ ợ ủ ữ ọ ộ ị ố
DOP th ng dùng nh t là:ườ ấ
VDOP. σ
o
là đ chính xác tiêu chu n trong cao đ .ộ ẩ ộ
HDOP. σ
o
là đ chính xác v trí m t ph ng 2D.ộ ị ặ ẳ
- 13 -
PDOP. σ
o
là đ chính xác v trí không gian 3D.ộ ị
TDOP. σ
o
là đ chính xác tiêu chu n trong th i gian.ộ ẩ ờ
THDOP. σ
o
là đ chính xác m t ph ng và th i gian.ộ ặ ẳ ờ
GDOP. σ

có ch a sai s . Có hai lo i ephemerit đ c xác đ nh t k t qu h u s lý s li u quan sátứ ố ạ ượ ị ừ ế ả ậ ử ố ệ
- 14 -
cho chính các th i đi m n m trong kho ng th i gian quan sát và ephemerit đ c ngo iờ ể ằ ả ờ ượ ạ
suy t các ephemerit nêu trên cho máy ngày ti p theo, lo i ephemerit th nh t có đ chínhừ ế ạ ứ ấ ộ
xác m c 10 - 50 m, và ch đ c cung c p khi đ c Chính ph M cho phép, còn lo iở ứ ỉ ượ ấ ượ ủ ỹ ạ
th 2 m c 20 -100 m và cho phép khách hàng s d ng. Sai s v trí c a v tinh nhứ ở ứ ử ụ ố ị ủ ệ ả
h ng g n nh tr n v n t i sai s xác đ nh to đ c a đi m quan tr c đ n riêng bi t,ưở ầ ư ọ ẹ ớ ố ị ạ ộ ủ ể ắ ơ ệ
nh ng l i đ c lo i tr đáng k trong k t qu đ nh v t ng đ i gi a hai đi m.ư ạ ượ ạ ừ ể ế ả ị ị ươ ố ữ ể
I.4.3 Sai s do t ng đi n ly và t ng đ i l uố ầ ệ ầ ố ư
Đ c phát đi t v tinh đ cao 20 200 km xu ng t i máy thu trên m t đ t, cácượ ừ ệ ở ộ ố ớ ặ ấ
tín hi u vô tuy n ph i xuyên qua t ng đi n ly và t ng đ i l u. T c đ lan truy n tín hi uệ ế ả ầ ệ ầ ố ư ố ộ ề ệ
tăng t l thu n v i m t đ đi n t t do trong t ng đi n ly và t l ngh ch v i bìnhỉ ệ ậ ớ ậ ộ ệ ử ự ầ ệ ỉ ệ ị ớ
ph ng t n s c a tín hi u. nh h ng c a t ng đi n ly s đ c lo i tr đáng k b ngươ ầ ố ủ ệ Ả ưở ủ ầ ệ ẽ ượ ạ ừ ể ằ
cách s d ng hai t n s t i khác nhau. Chính vì th , đ đ m b o đ nh v v i đ chính xácử ụ ầ ố ả ế ể ả ả ị ị ớ ộ
cao ng i ta s d ng các máy thu GPS 2 t n s . Xong khi 2 đi m quan sát g n nhau thìườ ử ụ ầ ố ể ở ầ
nh h ng nhi u x do 2 t n s k t h p s l n h n so v i 1 t n s và do v y nên sả ưở ễ ạ ầ ố ế ợ ẽ ớ ơ ớ ầ ố ậ ử
d ng máy thu 1 t n s cho tr ng h p đ nh v kho ng cách ng n. nh h ng c a t ngụ ầ ố ườ ợ ị ị ở ả ắ Ả ưở ủ ầ
đi n ly vào ban đêm s nh h n t i 5-6 l n so v i ban ngày.ệ ẽ ỏ ơ ớ ầ ớ
nh h ng c a t ng đ i l u có th đ c mô hình hóa theo các y u t khí t ngẢ ưở ủ ầ ố ư ể ượ ế ố ượ
là nhi t đ , áp su t và đ m. Nó có th đ c xem là g n nh nhau đ i v i hai đi mệ ộ ấ ộ ẩ ể ượ ầ ư ố ớ ể
quan sát cách nhau không quá vài ch c km và vì th s đ c lo i tr đáng k trongở ụ ế ẽ ượ ạ ừ ể
hi u tr đo gi a hai đi m quan sát.ệ ị ữ ể
Đ làm gi m nh h ng c a t ng đi n ly và t ng đ i l u ng i ta quy đ nh chể ả ả ưở ủ ầ ệ ầ ố ư ườ ị ỉ
quan sát v tinh đ cao t 15ệ ở ộ ừ
o
tr lên so v i m t ph ng chân tr i.ở ớ ặ ẳ ờ
I.4.4 Sai s do nhi u tín hi u:ố ễ ệ
Ăng ten c a máy thu không ch thu tín hi u đi th ng t v tinh t i mà còn nh n củ ỉ ệ ẳ ừ ệ ớ ậ ả
các tín hi u ph n x t m t đ t và môi tr ng xung quanh. Sai s do hi n t ng này gâyệ ả ạ ừ ặ ấ ườ ố ệ ượ
ra đ c g i là sai s do nhi u x c a tín hi u v tinh. Đ làm gi m sai s này, các nhàượ ọ ố ễ ạ ủ ệ ệ ể ả ố

L i kh ng ch tr c đ a là nh ng l i tr c đ a có đ chính xác cao. Đ chính xácướ ố ế ắ ị ữ ướ ắ ị ộ ộ
yêu c u v v trí t ng đ i kho ng 5.10ầ ề ị ươ ố ả
-6
đ n 1.10ế
-6
ng v i các c ly 20 - 100 km. Đứ ớ ự ộ
chính xác này có th đ t đ c b ng cách x lý sau các tr đo phase sóng mang GPS b ngể ạ ượ ằ ử ị ằ
nh ng ph n m m tiêu chu n. Các c p h ng kh ng ch th p h n (ví d l i đo v b nữ ầ ề ẩ ấ ạ ố ế ấ ơ ụ ướ ẽ ả
đ ) có th cũng đ c thành l p b ng ph ng pháp GPS.ồ ể ượ ậ ằ ươ
Vi c theo dõi đ bi n d ng c c b (lún do khai thác m , bi n d ng công trình)ệ ộ ế ạ ụ ộ ỏ ế ạ
đòi h i đ chính xác 1 mm đ n 1 cm trên c ly t i m t vài km. Đ i v i nh ng ng d ngỏ ộ ế ự ớ ộ ố ớ ữ ứ ụ
này, đ chính xác có th đ t đ c nói trên b h n ch b i s thi u ch c ch n trong sộ ể ạ ượ ị ạ ế ở ự ế ắ ắ ự
bi n đ i c a các t m vi m ch trong ăng ten GPS và s sai l ch v tín hi u do môi tr ngế ổ ủ ấ ạ ự ệ ề ệ ườ
ph n x n i đ t ăng ten. H n th n a, khó khăn b tăng lên do kh năng nhìn th y v tinhả ạ ơ ặ ơ ế ữ ị ả ấ ệ
b gi i h n vì hi n t ng bóng t i c a tín hi u trong môi tr ng công nghi p tiêu bi u.ị ớ ạ ệ ượ ố ủ ệ ườ ệ ể
Vi c theo dõi đ bi n d ng toàn bệ ộ ế ạ ộ (ho t đ ng ki n t o c a đ a t ng) đòi h i đạ ộ ế ạ ủ ị ầ ỏ ộ
chính xác kho ng 10ả
-7
- 10
-8
trên c ly liên l c đ a. S khác nhau c b n gi a vi c theoự ụ ị ự ơ ả ữ ệ
dõi bi n d ng toàn b so v i nh ng ng d ng đã nói trên là ch trong tr ng h p nàyế ạ ộ ớ ữ ứ ụ ở ỗ ườ ợ
- 16 -
c n ph i có m t mô hình ph c t p v các qu đ o v tinh GPS, các tr th i tr khiầ ả ộ ứ ạ ề ỹ ạ ệ ị ờ ễ
truy n tín hi u qua t ng khí quy n và các đ l ch khác.ề ệ ầ ể ộ ệ
I.5.2 Các ng d ng trong giao thông và thông tin trên m t đ tứ ụ ặ ấ
Vi c ph bi n r ng rãi phép đ nh v hàng h i b ng GPS trong giao thông dân d ngệ ổ ế ộ ị ị ả ằ ụ
h u nh tăng d n d n thay th các ph ng pháp truy n th ng. Trong vi c xác đ nh cácầ ư ầ ầ ế ươ ề ố ệ ị
hành trình trên m t đ t, m t màn hình t đ ng th hi n v trí c a ph ng ti n (đ c xácặ ấ ộ ự ộ ể ệ ị ủ ươ ệ ượ
đ nh b ng GPS) trên m t s đ đi n t có th s thay th s so sánh có tính th công cácị ằ ộ ơ ồ ệ ử ể ẽ ế ự ủ


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status