Tìm hiểu về GPS

Email: [email protected]

LOGOwww.themegallery.com

Global Positioning SystemGlobal Positioning System

Giới thiệu

Hướng dẫn sử dụng máy Garmin-V

Ứng dụng

Sai số và cách khắc phục

Nguyên tắc hoạt động của GPS

Các hệ thống định vị


Hệ thống định vị toàn cầu là gì?


Định vị : xác định vị trí một đối tượng với một hệ tọa đồ không gian nhất định.Dẫn đường: khả năng dịch chuyển đối tượng trong không gian từ A đến B.

Thuật ngữ

Thiên văn Mặt đất Vệ tinh

GNSS: Xác định vị trí của một đối tượng với hệ tọa độ không gian nhất định trên toàn cầu thông qua các vệ tinh


Global Navigation Satellite System

NAVSTAR GLONASS GALILEO

IRNSS BEIDOU QZSS


Global Navigation Satellite System

NAVSTAR

Thập niên 1920: ra đời hệ thống dẫn đường vô tuyến.

Năm 1968: bộ quốc phòng mỹ thành lập một ủy ban gọi là ủy ban thự hiện vệ tinh dẫn đường (NAVSEC).

Năm 1973 : thiết kế được thông qua.

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.

Tháng 8/1990: S/A được tắt đi trong chiến tranh vịnh Ba Tư.

Năm 1995: đưa vào hoạt động sử dùng cho mục đích dân sự (có S/A),dùng cho mục đích quân sự (không có S/A).

1-5-2000: chính thức bỏ qua SA. GPS


Phần vũ trụ

Phần điều khiển Người sử dụngGlobal Positioning System


Phần vũ trụ

- Gồm 24 vệ tinh: 21 hoạt động và 3 dự phòng (1995)- Nằm 6 quỹ đạo gần tròn, nghiêng 55 so với mặt phẳng xích đạo- Độ cao quỹ đạo: 20.200 km, chu kỳ: 12 giờ.- Vận tốc: 11.340 km/h- Bán kính quỹ đạo: 26.600 km

Các vệ tinh GPS và quỹ đạo chuyển động của chúng


Phần điều khiển - Trạm điều khiển trung tâm (MCS)- Các trạm giám sát khác quanh Trái Đất

Tại sao lại có nhiều trạm

- Theo dõi trạng thái vệ tinh- Quản lý quỹ đạo vệ tinh- Đưa ra giá trị đồng bộ đồng

hồ cho các vệ tinh



Dữ liệu định vị - Navigation Data

Mã - Code

Sóng mang - Carrier


Mã nhị phân: -1 pha sóng đổi 180


Xét trên lý thuyết

Tại sao lại cần đến 4 vệ tinh


Do đồng bộ hóa đồng hồ

Thực tế


∆ 𝑡

Đồ nghồ v ệ tinh

Đồ nghồ thi ế t b ị thu

2đồng hồ nguy ên t ử :Cesium

đồ nghồQuartz

Khắc phục: máy định vị phải bắt được ít nhất 4 vệ tinh


Do quỹ đạo các vệ tinh

Các vệ tinh GPS và quỹ đạo chuyển động của chúng


Do sự phân bố của vệ tinh

- Đường truyền tính hiệu có góc ngẩng lớn ngắn hơn đường truyền tính hiệu có góc ngẩng nhỏ.

- Sai số tăng khi góc ngẩng vệ tinh giảm








Do khí quyển


Do địa vật

Khắc phục: khi đo chọn nơi khoáng đãng, ít địa vật


Do con người


Do thiết bị thu

Do sự khác biệt giữa bề mặt Geoid và bề mặt Ellipsoid

Độ cao hiển thị trên máy


Cách khác phục chung


- Cài đặt chính xác các thông số vị trí- Xác định hệ tọa độ tương ứng với hệ tọa

độ bản đồ- Xác định điểm khống chế trên bản đồ =>

tọa độ điểm- Xác định thời điểm đo

- Xác định vị trí điểm khống chế- Định điểm khống chế bằng máy GPS- Suy ra sai số

Þ Khống chế sai số: khi biết được sai số của máy GPS ở hệ tọa độ WGS-84 so với bản đồ thực địa, ta cài đặt mới lưới chiếu và hệ tọa độ mới cho máy định vị gồm:

DX(sai số so với kinh tuyến WGS84), DY (sai số so với vĩ tuyến WGS84), DZ (sai số so với độ cao WGS84), DA (sai số so với bán trục lớn), DF*104

(sai số so với độ dẹt)

Trong phòng Thực địa

Cách khác phục chung


- Kinh tuyến trục: xác định kinh tuyến trục của từng tỉnh

- Hằng số k: VN2000 có k =0.9996

- Dịch chuyển trục X: hệ tọa độ VN2000 có độ dịch chuyển trục X là 500.000m

- Dịch chuyển trục Y: VN2000 có độ dịch chuyển trục Y là 0.0m

- DA (sai số bán trục lớn): hiệu thông số bán trục lớn ellipsoid WGS84 với bán trục lớn ellipsoid bản đồ đang sử dụng

- DF(sai số độ dẹt): hiệu độ dẹt của ellipsoid WGS84 với độ dẹt ellipsoid bản đồ sử dụng * 4

- DX, DY, DZ: được tính bằng cách lấy giá trị các điểm đo GPS trừ đi giá trị điểm khống chế


Hệ thống Định vị Toàn cầu vi sai - Differential Global Positioning System (DGPS)

- Là một dạng nâng cao của Hệ thống Định vị Toàn cầu,

- Trong đó sử dụng thêm một mạng lưới các trạm mặt đất cố định để phát tín hiệu làm căn cứ cho các thiết bị định vị nhận biết sự khác biệt giữa các vị trí của các trạm đo theo hai cách: được chỉ định bởi hệ thống vệ tinh và số liệu đo đạc chính xác đã biết từ trước.

- Từ sai khác giữa vị trí đo bởi vệ tinh và vị trí chính xác đã biết, các thiết bị định vị có thể hiệu chỉnh vị trí chính xác của chúng.

Ứng dụng

Định vị, dẫn đường tiến quân, điều khiển vũ khí

Quân sự

Ứng dụng

Dẫn đường

Ứng dụng

Dịch vụ cung cấp thông tin

Google Map Địa điểm LBS

Ứng dụng

Hoạt động thám hiểm Geotagging Câu cá

Nông nghiệp Xây dựng

Hướng dẫn sử dụng máy GPS










UTM/UPS


Võ Quốc ThuậnNguyễn Ngọc Phương ThanhHồ Lâm Trường

TP. HCM – 12/2013

Devices & Hardware

Tìm hiểu về GPS