Tổng quan về công nghệ định vị vệ tinh

13-01-2021, 10:01 am

Các hệ thống định vị sử dụng vệ tinh (GPS/GLONASS/Galileo/Bắc Đẩu) cung cấp dịch vụ định vị tiêu chuẩn (standard positioning service - SPS) với độ chính xác cỡ 5-10 m. Về nguyên lý định vị (Hình 1), để xác định được vị trí, bộ thu GPS (GNSS tiêu chuẩn và phổ biến nhất hiện tại, nguyên lý với các hệ thống khác là tương đương) cần phải xác định được 4 khoảng cách đến 4 vệ tinh trên bầu trời, từ đó qua phương pháp giao hình cầu, bộ thu sẽ xác định được toạ độ P(x,y,z) và độ lệch đồng hồ giữa vệ tinh và bộ thu (dt - cơ sở để xác định thời gian theo GPS time).

Với định vị SPS, việc đo khoảng cách được thực hiện thông qua việc đồng bộ mã trải phổ (code-based positioning) với tần số f_code = 1.023 MHz (hay bước sóng λ_code = 293 m).

Tuy nhiên, với công nghệ định vị chính xác (công nghệ ra đời sau khi GPS đã đi vào hoạt động, và không được dự tính khi thiết kế hệ thống), việc đo khoảng cách được thực hiện thông qua việc đồng bộ pha của sóng mang (carrier-based positioning) với tần số f_c = f_L1 = 1575.42 MHz (hay bước sóng λ_code = 0.19 m).

Vì vậy, về mặt độ phân giải (resolution) của phép đo, định vị sử dụng pha sóng mang cho khoảng cách (đo từ vệ tinh đến bộ thu) chính xác hơn nhiều so với định vị sử dụng mã phải phổ. Với định vị sử dụng pha sóng mang, hay còn gọi là định vị chính xác (precise positioning), độ chính xác phép định vị có thể đạt tới cỡ cm, thậm chí cỡ mm (tuỳ chế độ xử lý dữ liệu: hậu kỳ, thời gian thực...). Lưu ý: các hệ thống GNSS còn cung cấp các dịch vụ định vị cho người dùng đặc biệt (quân đội, tổ chức chính phủ...) tuy nhiên các dịch vụ này vẫn dựa trên định vị sử dụng mã trải phổ, và vì vậy, độ chính xác không nhỏ hơn 1 m, tuy nhiên, dịch vụ được đảm bảo chất lượng với độ tin cậy vượt trội so với dịch vụ quảng bá cho người dùng thông thường.

Sự ra đời của công nghệ định vị chính xác với độ chính xác cỡ cm, mm đã mở ra việc ứng dụng công nghệ GNSS trong lĩnh vực chuyên dụng đòi hỏi độ chính xác cao (mà định vị GPS tiêu chuẩn - SPS - không đáp ứng được) như đo đạc, trắc địa, bản đồ, giám sát môi trường (cảnh báo lở đất, cảnh báo sóng thần, theo dõi xâm thực nước biển...), điều khiển phương tiện tự hành (máy bay không người lái - UAV, máy nông nghiệp tự hành) trong dân dụng, và quân sự.

Tuy nhiên, về bản chất, định vị chính xác sử dụng pha sóng mang không phải là thiết kế tiêu chuẩn của các hệ thống GNSS, nên các bản tin định vị từ vệ tinh gửi xuống không có thông tin đễ hỗ trợ đồng bộ pha sóng mang, vì vậy, định vị sử dụng pha sóng mang yêu cầu phải có trạm tham chiếu để phối hợp dữ liệu với bộ thu nhằm thực hiện việc đồng bộ pha sóng mang, xác định khoảng cách chính xác. Nói cách khác, một hệ thống định vị chính xác cần có tối thiểu: một bộ thu (đặt tại vị trí muốn biết toạ độ), và một trạm tham chiếu (đặt tại vị trí đã biết toạ độ), và cơ chế truyền dữ liệu giữa trạm và bộ thu (thời gian thực qua mạng truyền thông; hoặc lưu trữ, download trong xử lý hậu kỳ).

Các phương pháp định vị chính xác:

Hậu kỳ (post-processing): dữ liệu thu thập được tại hiện trường được lưu lại trong máy tính và sau đó được xử lý thông qua các phần mềm chuyên dụng để xác định vị trí;
Thời gian thực (realtime kinematic – RTK): dữ liệu thu thập tại hiện trường được xử lý để cho kết quả ngay lập tức.

Nguồn: Internet

Để được tư vấn kỹ hơn quý khách hàng hãy liên hệ với chúng tôi:

CÔNG TY TNHH TÍN ĐỨC

Nhà nhập khẩu & phân phối hàng đầu sản phẩm chính hãng tại Việt nam
Địa chỉ: số 2 ngõ 36 Nguyên Hồng, quận Đống Đa, thành phố Hà Nội
Điện thoại: (84-024) 37735884 – Fax: (84-024) 37735891
Website: www.tinduc.vn– Email: tdcmail@hn.vnn.vn