Đồ án Xây dựng hệ thống định vị từ xa qua kênh vô tuyến

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH DẪN ĐƯỜNG TOÀN CẦU GNSS VÀ ỨNG DỤNG Trong chương này chúng ta sẽ tìm hiểu các kiến thức tổng quan về các phương pháp và các hệ thống dẫn đường theo trình tự lịch sử phát triển để có được các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu hiện đại và chính xác như ngày nay. Cuối chương ta sẽ tìm hiểu việc ứng dụng những công nghệ dẫn đường vệ tinh tiên tiến này vào thực tiễn cuộc sống. 1.1 Tổng quan về các phương pháp dẫn đường Từ thuở bình minh của loài người cho đến bây giờ, việc dẫn dắt, xác định vị trí tầu trên biển và các phương tiện giao thông dựa vào những phương pháp gì? Có thể tóm tắt các phương pháp dẫn đường như sau: 1.1.1 Dẫn đường bằng mục tiêu (Pilotage) Phương pháp dẫn đường bằng mục tiêu là phương pháp xác định vị trí phương tiện giao thông bằng những mục tiêu nhìn thấy. Những mục tiêu nhìn thấy có thể là đỉnh ngọn núi, hải đăng, chập tiêu v.v…Đây là phương pháp cổ xưa và đơn giản nhất. 1.1.2 Dẫn đường dự đoán (Dead reckoning) Phương pháp dẫn đường dự đoán là phương pháp dẫn đường dựa vào vị trí xuất phát ban đầu, tốc độ và hướng di chuyển để dự đoán vị trí của phương tiện. Phương pháp này nếu không có ảnh hưởng của ngoại cảnh như dòng chảy, gió và sóng thì cho độ chính xác cao. 1.1.3 Dẫn đường thiên văn học (Celestial navigation) Phương pháp dẫn đường thiên văn học là dựa vào việc quan sát các thiên thể đã biết trên bầu trời như mặt trời, mặt trăng và các vì sao, sử dụng sextant để đo độ cao và góc độ giữa các thiên thể, dùng đồng hồ (thời kế) để đo thời gian và dùng lịch thiên văn để tính toán vị trí của tàu. Phương pháp dẫn đường thiên văn học là phương pháp được sử dụng nhiều trong ngành hàng hải.
Hình 1.1 Thời kế (Chronometer)
Hình 1.2 La bàn
Hình 1.3 Sextant 1.1.4 Dẫn đường vô tuyến điện (Radio navigation) Phương pháp này sử dụng thiết bị phát sóng vô tuyến điện từ một trạm phát cố định có vị trí đã biết, tại điểm thu sóng máy thu sẽ tính toán thời gian, khoảng cách và kết quả thu được vị trí máy thu sóng vô tuyến điện. Phương pháp sử dụng GPS/GNSS cũng được coi là phương pháp vô tuyến điện, các vệ tinh hệ thống định vị toàn cầu được coi là các trạm phát, hay nói chính xác hơn “các trạm phát vô tuyến điện ở trong vũ trụ” (space-based radio wave transmitters). 1.1.5 Dẫn đường quán tính (Inertial navigation) Phương pháp dẫn đường quán tính dựa trên hiểu biết vị trí, vận tốc và động thái ban đầu của phương tiện, từ đó đo tốc độ động thái và gia tốc rồi dùng phương pháp tích phân để tính toán ra vị trí của phương tiện. Đây là phương pháp dẫn đường duy nhất không dựa vào nguồn tham khảo bên ngoài. Nếu phương pháp dẫn đường vô tuyến chịu ảnh hưởng của sóng vô tuyến điện và không sử dụng được trong những khu vực không có sóng thì phương pháp dẫn đường quán tính có thể khắc phục được. 1.2 Các hệ thống dẫn đường trước GNSS Như khái quát lịch sử dẫn đường hang hải ở trên, các phương pháp dẫn đường lần lượt ra đời cho phép người đi biển có được vị trí chính xác và liên tục. Sự ra đời của các phương tiện hiện đại hơn như máy bay vào đầu thế kỉ thứ 20, những con tàu sắt khổng lồ được trang bị máy hơi nước và sau này là động cơ diesel và tàu vũ trụ đã làm cho con người có thể đi nhanh và đi xa hơn nữa, do vậy đòi hỏi phải có vị trí chính xác liên tục. Khoa học định vị và dẫn đường (navigation) không chỉ còn giới hạn trong việc dẫn đường tàu thủy nữa đã trở thành khoa học dẫn dắt máy bay, tàu vũ trụ và những phương tiện vận tải trên mặt đất nữa. Chúng ta có các thuật ngữ: hàng không (air navigation), du hành vũ trụ (space navigation), hàng hải (marine navigation) và di chuyển trên mặt đất – địa hàng (land navigation). Thuật ngữ navigation không chỉ còn hạn chế trong lĩnh vực hàng hải mà đã mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác. Vào khoảng sau những năm 1920, trên thế giới xuất hiện những hệ thống dẫn đường vô tuyến điện đã tạo tiền đề cho việc phát triển hệ thống định vị toàn cầu. Những hệ thống hàng hải vô tuyến điện bao gồm: các thiết bị có tầm hoạt động ngắn như đèn hiệu vô tuyến (radio beacons), radar, máy tìm phương, các thiết bị có tầm hoạt động dài hơn (còn được gọi là hệ thống dẫn đường hyperbol) như các hệ thống OMEGA, DECCA và LORAN-C. Những hệ thống dẫn đường này chủ yếu được sử dụng để dẫn tàu và máy bay. 1.2.1 Hệ thống dẫn đường OMEGA OMEGA là hệ thống dẫn đường hyperbol dựa trên việc đo lệch pha tín hiệu giữa trạm phát (ít nhất từ ba trạm) và máy thu ở tần số 10-14 kHz. Việc triển khai hệ thống OMEGA được bắt đầu vào giữa thập niên 1960, sau một thời gian chạy thử trên một số trạm phát. Trước khi hệ thống OMEGA ra đời, người ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu và thí nghiệm trên việc sử dụng tín hiệu tần số rất thấp (VLF very low frequency) bằng các hệ thống so sánh pha. Ưu điểm của hệ thống này xuất phát từ việc tận dụng tần số rất thất cho phép bao phủ toàn bộ bề mặt trái đất bằng 8 trạm phát sóng. Hệ thống dẫn đường OMEGA khởi điểm ban đầu được sử dụng cho mục đích quân sự, nhưng số người sử dụng với mục đích dân sự cũng ngày càng gia tăng. Vào thời điểm năm 1990 hệ thống này là hệ thống dẫn đường duy nhất có sóng bao phủ liên tục và toàn cầu. Ngày nay do sự “lấn át” của hệ thống định vị toàn cầu, ít người sử dụng hệ thống dẫn đường OMEGA. Những máy thu OMEGA trên các tàu biển dường như để sử dụng hỗ trợ khi máy thu GPS có sự cố! Độ chính xác vị trí bằng máy thu OMEGA với sai số vị trí vào khoảng 10-30 km. Nếu có sử dụng thêm tín hiệu từ các trạm phát OMEGA vi phân thì độ chính xác tăng lên đáng kể. 1.2.2 Hệ thống dẫn đường DECCA DECCA là hệ thống dẫn đường hyperbol trên bề mặt trái đất có các trạm phát sóng liên tục ở tần số trong khoảng 70-129 kHz. Các trạm phát song được bố trí theo một chuỗi bao gồm trạm chủ (master station) có chức năng điều khiển và ba trạm phụ thuộc (slaves, có trường hợp chỉ có hai trạm phụ thuộc) có tín hiệu khóa pha theo pha của trạm chủ. Hệ thống DECCA của Anh Quốc và được giới thiệu trong Đại chiến thế giới thứ 2. DECCA không những đã từng được sử dụng ở tất cả các vùng biển ven bờ Châu Âu mà còn được sử dụng ở Nhật Bản, Ấn Độ, Pakistan, Vịnh Ả Rập (Persian Gulf) và một số phần ở Úc Châu và Canada (mặc dù một số vùng trong các vùng này hiện không được phủ sóng nữa). Với khoảng tần số trên, hệ thống DECCA là một hệ thống dẫn đường vô tuyến có vùng phủ sóng rộng lớn, vào năm 1987, đã có tới 140 trạm tạo thành 42 chuỗi ở trên 17 quốc gia. Ở Na Uy có 6 chuỗi, đó là Skagerak, Vestland, Trondelag, Helgland, Lofoten và Finmark. DECCA chủ yếu được các tàu thủy sử dụng, và được mở rộng cho máy bay, đặc biệt là máy bay lên thẳng. Những thử nghiệm trên mặt đất cũng cho những kết quả khá tốt, ở cả Anh Quốc và Na Uy. Hệ thống DECCA thường được sử dụng để hàng hải ven bờ (coastal navigation). Vị trí được xác định dựa trên việc đo lệch pha giữa các tín hiệu từ trạm chủ và các trạm phụ thuộc. Độ chính xác vị trí bằng hệ thống DECCA ở trong vùng chuỗi khá cao so với OMEGA, sai số có thể trong khoảng 5m. 1.2.3 Hệ thống dẫn đường LORAN-C LORAN-C viết tắt từ LOng RAnge Navigation (định vị khoảng cách xa) được phát triển từ hệ thống hàng hải LORAN-A. LORAN-C cũng là hệ thống hàng hải dựa trên việc phát tín hiệu xung (pulse signals), do Mỹ phát minh trong Đại chiến thế giới thứ 2. Chuỗi LORAN-C đầu tiên được hoạt động ở bờ biển phía đông của Mỹ vào năm 1958. Từ năm 1959 Chuỗi biển Na Uy có các trạm ở Ejde trên Quần đảo Faeroe (trạm chủ), Jan Mayen, Bo (phía tây nam Tromso ở Bắc Na Uy), Sylt (ở phần cực bắc của bờ biển bắc Đức) và ở Sandur phía tây Iceland. Vào những năm đầu thập niên 1990 có khoảng 15 chuỗi LORAN-C bao phủ toàn bộ Địa Trung Hải, tây bắc Đại Tây Dương, các vùng nước xung quanh Hawai và Nhật Bản, đông nam Trung Quốc, các vùng xung quanh hồ lớn ở Bắc Mỹ và ở Vịnh Mexico. Ngoài ra cũng có hai chuỗi ở Saudi Arabia, và những chuỗi nhỏ (minichains) ở một số nơi khác trên thế giới, ví dụ như Kênh đào Suez. Hệ thống LORAN-C còn được mở rộng bao phủ các phần còn lại của Mỹ chủ yếu nhằm phục vụ giao thông hàng không. Việc mở rộng này hoàn thành vào cuối năm 1990. Chuỗi LORAN-C gồm một trạm chủ (master, M) cộng thêm hai, ba hoặc bốn trạm thứ cấp (secondaries, X, Y, Z và có thể là W, hoặc cũng có thể lần lượt được gọi theo tín hiệu quốc tế là X-ray, Yankee, Zulu và Whisky). Nga (Liên Xô cũ) cũng có 4 chuỗi, một chuỗi 5 trạm ở trung tâm phần Đông Âu của Nga, một chuỗi 5 trạm ở bờ biển Thái Bình Dương, và hai chuỗi mới được thành lập (vào thời gian đầu thập niên 1990) mỗi chuỗi có 3 trạm bao phủ vùng phía tây Bắc Băng Dương của Nga. Hệ thống của Nga được gọi là Chayka (Hải Âu, Seagull), có dạng tín hiệu tương tự với các chuỗi của Mỹ, do vậy mà một số máy thu LORAN-C có thể sử dụng các trạm của Nga và của Mỹ đồng thời. Trong hệ thống LORAN-C, cũng như những hệ thống dẫn đường vô tuyến khác, có sự phát triển các máy thu và ngày càng sử dụng nhiều bộ vi xử lý (microprocessors) và xử lý tín hiệu số (digital signal processing). Để xác định được vị trí, máy thu LORAN-C tìm kiếm tín hiệu từ trạm chủ và các trạm thứ cấp, xác định điểm qua số không mong muốn (the wanted zero-crossing), theo dõi hình bao (envelope, trong tín hiệu trên màn hình) và điểm qua số không, đo thời gian chênh lệch (time differences) cộng thêm tín hiệu hiệu chỉnh và tính toán vị trí. Sai số vị trí bằng máy thu LORAN-C phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Sai số lớn nhất là sự biến thiên tốc độ lan truyền tín hiệu. Tốc độ lan truyền tín hiệu trên mặt đất phụ thuộc vào độ dẫn điện của bề mặt trái đất (theo các thông số tầng khí quyển trên mặt đất). Để tăng độ chính xác người ta sử dụng kĩ thuật LORAN-C Vi phân (Differential LORAN-C). Ví dụ máy thu LORAN-C có sử dụng LORAN-C Vi phân ở khu vực Kênh đào Suez cho vị trí có sai số nhỏ hơn 15 mét. 1.3 Khái quát các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS)   Hiện nay trên thế giới có ba hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu: GPS và GLONASS đang hoạt động, GALILEO đang triển khai và hoàn hoàn thiện. Cả ba hê thống định vị toàn cầu ngày nay được gọi tên chung là Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS, Global Navigation Satellite System). Phần này sẽ tóm lược một số thông tin về ba hệ thống vệ tinh nhân tạo: GPS, GLONASS và GALILEO.   1.3.1 GPS Tên gọi GPS (Global Positioning System) dùng để chỉ hệ thống định vị toàn cầu do Bộ quốc phòng Mỹ thiết kế và điều hành. Bộ Quốc phòng Mỹ thường gọi GPS là NAVSTAR GPS (Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System). Mọi người đều có thể sử dụng GPS miễn phí. Vệ tinh đầu tiên của GPS được phóng vào tháng 2 năm 1978, vệ tinh gần đây nhất là vệ tinh GPS IIR-M1 được phóng vào tháng 12 năm 2005. GPS bao gồm 24 vệ tinh (tính đến năm 1994), đã được bổ sung thành 28 vệ tinh (vào năm 2000), chuyển động trong 6 mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 55 độ so với mặt phẳng xích đạo) xung quanh trái đất với bán kính 26.560 km. Hay nói cách khác độ cao trung bình của vệ tinh GPS so với mặt đất vào khoảng 20.200 km. 1.3.2 GLONASS Hệ thống GLONASS (GLobal Orbiting Navigation Satellite System, Hệ thống vệ tinh dẫn đường quỹ đạo toàn cầu, tiếng Nga ГЛОНАСС: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система; Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) do Liên bang Xô viết (cũ) thiết kế và điều hành. Ngày nay hệ thống GLONASS vẫn được Liên bang Nga tiếp tục duy trì hoạt động. Hệ thống GLONASS bao gồm 30 vệ tinh chuyển động trong ba mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 64.8 độ so với mặt phẳng xích đạo) xung quanh trái đất với bán kính 25.510 km. 1.3.3 GALILEO Cả hai hệ thống GPS và GLONASS được sử dụng chính cho mục đích quân sự. Đối với những người sử dụng dân sự có thể có sai số lớn nếu như cơ quan điều hành GPS và GLONASS kích hoạt bộ phận gây sai số chủ định, ví dụ như SA của GPS. Do vậy Liên hợp Âu Châu (EU) đã lên kế hoạch thiết kế và điều hành một hệ thống định vị vệ tinh mới mang tên GALILEO, mang tên nhà thiên văn học GALILEO, với mục đích sử dụng dân sự. Việc nghiên cứu dự án hệ thống GALILEO được bắt đầu triển khai thực hiện từ năm 1999 do 4 quốc gia Châu Âu Pháp, Đức, Italia và Anh Quốc. Giai đoạn đầu triển khai chương trình GALILEO bắt đầu năm 2003 và theo dự kiến sẽ hoàn thành và đưa vào sử dụng trong năm 2010 (chậm hơn so với thời gian dự định ban đầu 2 năm). GALILEO được thiết kế gồm 30 vệ tinh chuyển động trong 3 mặt phẳng quỹ đạo (nghiêng 56 độ so với mặt phẳng xích đạo) xung quanh trái đất với bán kính 29.980 km. 1.4 Ứng dụng của GNSS trong định vị từ xa Ngày nay nhu cầu định vị các đối tượng từ xa đang trở nên rất cần thiết trong cuộc sống. Như chúng ta đã nêu ở trên, hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS cho phép chúng ta định vị chính xác và liên tục các đối tượng ở bất cứ đâu trên trái đất. Từ việc định vị được chính xác tọa độ (kinh độ, vĩ độ, cao độ) cho phép chúng định vị tiếp được các thông số khác của đối tượng như: tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, khoảng cách tới điểm đến, thời gian mặt trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa. Ứng dụng những điều này vào thực tế cuộc sống cho phép chúng ta thiết lập các bản đồ, khảo sát các công trình, tuyến kênh, tuyến đường, xác định vị trí chính xác của các trụ điện, đường dây tải điện, quản lý các tuyến xe… Đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý các phương tiện giao thông như hệ thống xe buýt, xe taxi… Sau đây tôi xin trình bày cụ thể mô hình ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS kết hợp với hệ thống thông tin địa lý GIS trong quản lý phương tiện giao thông: Để đảm bảo chức năng giám sát và điều hành hệ thống xe buýt hoạt động theo thời gian thực, hệ thống được xây dựng trên cơ sở tích hợp công nghệ GPS và GIS sao cho thông tin về tình trạng hoạt động của xe buýt được phân tích và hiển thị trực quan, các dữ liệu được kiểm tra và lưu trữ nhanh và chính xác nhằm đáp ứng các yêu cầu quản lý như sau: - Cho phép hiển thị vị trí các xe buýt trực quan trên nền bản đồ số. - Tạo các báo cáo về trường hợp vi phạm của xe buýt. - Cảnh báo tài xế xe buýt tức thời trong trường hợp có sai phạm. - Cung cấp thông tin phục vụ hành khách.
Hình 1.4 Mô hình Hệ thống quản lý xe buýt a. Module di động gắn trên xe buýt Module di động trang bị trên xe gồm nhiều thành phần: các thiết bị, cảm biến thu thập dữ liệu, các thiết bị hiển thị cung cấp thông tin hay cảnh báo, thiết bị báo tin khẩn cấp và bộ tập trung dữ liệu (datalogger) giao tiếp với trung tâm điều hành. Các thiết bị định vị và cảm biến sẽ tự động thu thập thông tin và lưu trữ ở bộ nhớ, bộ điều khiển tập trung dữ liệu sẽ truy xuất bộ nhớ khi nhận các yêu cầu từ trung tâm điều hành để gửi dữ liệu thu thập về trung tâm hoặc hiển thị thông tin cho hành khách hoặc gửi cảnh báo đến tài xế xe buýt...
Hình 1.5 Mô hình Module di động gắn trên xe buýt Module di động đảm nhận các chức năng sau: 1. Cung cấp thông tin khi nhận được yêu cầu từ Trung tâm điều hành: bao gồm vị trí của xe buýt, tốc độ di chuyển, tình trạng hoạt động của tài xế và của hành khách... Thông tin này được phân làm hai nhóm: định vị xe buýt (sử dụng thiết bị thu GPS để xác định tọa độ vị trí, tốc độ di chuyển, hướng di chuyển của xe buýt theo thời gian thực) và xác định trạng thái vận tải của xe (thông tin từ các cảm biến). 2. Cung cấp thông tin cho hành khách: Lộ trình di chuyển của xe buýt, thông tin các trạm dừng và bến đỗ, giá vé, tài xế và nhân viên phục vụ trên xe. 3. Gửi tín hiệu báo khẩn về trung tâm trong các trường hợp có sự cố cần giúp đỡ. Các thành phần của module di động bao gồm: - Bộ thu phát vô tuyến: trao đổi dữ liệu, âm thanh với trung tâm. Sử dụng mạng vô tuyến bộ đàm (radio trunking), hoạt động ở tần số UHF hoặc VHF. - Thiết bị thu GPS: thường là các chip GPS receiver, có chức năng xử lý tín hiệu vệ tinh thu được qua anten, tính toán tọa độ định vị của máy thu. Đầu ra của chip GPS thường được tích hợp vào datalogger kết nối với thiết bị đầu cuối vô tuyến và được truyền về trung tâm điều hành. Để có thể tăng độ chính xác định vị, thiết bị thu GPS có thể áp dụng tích hợp phương pháp định vị động thời gian thực RTK (Real Time Kinematic) và định vị vi sai DGPS (Different Global Positioning System). Tuy nhiên, trong trường hợp DGPS, chip GPS phải có khả năng thu và xử lý tín hiệu DGPS và hệ thống phải trang bị bộ thu GPS chính xác cao để tính toán số liệu hiệu chỉnh vi sai. DGPS có thể nâng cao độ chính xác định vị lên từ 5 – 10 lần. Trong trường hợp định vị trong khu vực đô thị, rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác định vị, sử dụng định vị DGPS đảm bảo ứng dụng có được độ chính xác cao hơn. - Các cảm biến hỗ trợ quản lý các thông tin yêu cầu trên xe buýt: + Quản lý tên tài xế, tiếp viên. + Quản lý xe vi phạm tốc độ. + Quản lý các trường hợp xe bỏ chuyến, bỏ trạm, chạy sai lộ trình. + Quản lý tình trạng đóng mở cửa xe. + Quản lý các trường hợp thắng xe gấp. + Quản lý tình hình sử dụng máy lạnh trên xe. b. Trung tâm điều hành Cơ sở dữ liệu GIS được tổ chức, lưu trữ và quản lý trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu bao gồm các thành phần không gian và thuộc tính của các đối tượng: - Không gian: Sử dụng nền địa hình tỷ lệ thíc hợp tạo các lớp chuyên đề thể hiện tuyến xe buýt, bến xe, trạm dừng, nhà chờ, bãi xe, cơ sở quản lý... - Thuộc tính: + Hoạt động của tuyến xe: Đơn vị quản lý, các loại giá vé, thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc, thời gian giản cách. + Giữa hai xe cho từng trường hợp bình thường hoặc cao điểm, thông tin về lộ trình. + Thông tin đặc điểm của xe buýt như loại xe, số ghế, công suất, ngày sản xuất, chu kỳ bảo hành, bảo dưỡng, ... + Nhân sự vận hành hệ thống xe buýt: Mã nhân viên, tên họ, năm sinh, quê quán, ngày hợp đồng, bằng lái, chế độ lương bổng, chế độ ưu đãi… Dữ liệu hoạt động của các xe buýt được trung tâm điều hành điều khiển thu thập tự động từ các xe buýt (ghi nhận bởi BlackBox gắn trên xe) và được tổ chức lưu trữ theo thời gian vào cơ sở dữ liệu của hệ thống hoặc được hiển thị phục vụ công tác giám sát trực tiếp. Nguồn dữ liệu này cũng sẽ được tổng kết, thống kê theo các tiêu chí quản lý theo tuần, tháng hoặc quý. Từ đó, Trung tâm có thể dễ dàng lưu trữ dữ liệu giám sát truy xuất thông tin, cập nhật và xuất các báo cáo chuyên ngành phục vụ công tác Quản lý các tuyến xe buýt, Quản lý cơ sở hạ tầng mạng lưới xe buýt, Quản lý hoạt động vận tải hành khách công cộng cấp Trung tâm (tổng hợp hoạt động, hiệu quả hoạt động, tai nạn trên từng tuyến). Kết luận chương 1 Qua chương 1, chúng ta đã nắm được quá trình hình thành và phát triển của các hệ thống dẫn đường đi từ các hệ thống dẫn đường mặt đất cho tới các hệ thống dẫn đường trên vũ trụ. Chúng ta có thể khẳng định rằng, chỉ có hệ thống vệ tinh dẫn đường mới đảm bảo được phạm vi bao phủ toàn cầu và độ chính xác định vị cao (sai số < 1m). Và cũng chính vì lý do đó mà hệ thống GNSS đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cả các lĩnh vực quân sự và dân sự. Khi ứng dụng trong hệ thống định vị từ xa cho phép chúng ta định vị chính xác đối tượng (tọa độ, thời gian, vân tốc…), qua đó cho phép chúng ta theo dõi, quản lý đối tượng một cách liên tục. Và đây cũng là một ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực quân sự để theo dõi, giám sát mục tiêu. CHƯƠNG 2 GPS VÀ KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU QUA KÊNH VÔ TUYẾN Trong chương 1 chúng ta đã tìm hiểu tổng quan về hệ thống GNSS. Có 3 hệ thống GNSS hiện nay là GPS, GLONASS, GALILEO nhưng hệ thống GPS đang là hệ thống phổ biến nhất trên thế giới và Việt nam. Vì vậy, chương này chúng ta đi tìm hiểu chi tiết về hệ thống GPS cùng với các kỹ thuật, các thiết bị thu GPS được sử dụng trong hệ thống. Trong chương này chúng ta còn tìm hiểu các kỹ thuật truyền số liệu được thực hiện trên kênh vô tuyến để phục vụ cho việc tổ chức truyền các thông tin định vị GPS về trung tâm. 2.1 Nguyên tắc và cấu trúc GPS GPS là từ viết tắt của tiếng Anh “Global Positioning System”, tức là “Hệ thống định vị toàn cầu”. 2.1.1 Nguyên tắc làm việc hệ thống định vị GPS Nguyên tắc xác định một toạ độ bất kỳ dựa trên nguyên lý giao hội các khoảng cách từ nó tới 3 hoặc 4 vệ tinh trong vùng phủ sóng.
Hình 2.1 Nguyên lý đo giao hội dựa