Nghiên Cứu Định Vị Điểm Đơn Chính Xác Thời Gian Thực (RTPPP)

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật trắc địa bản đồ nghiên cứu định vị điểm đơn chính xác thời gian thực rtppp, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Phạm Cần
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Ngọc Lâu
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ
• Đề tài: Nghiên Cứu Định Vị Điểm Đơn Chính Xác Thời Gian Thực (RTPPP)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• SUMMARY
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.2.2. Nghiên cứu trong nước
• 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP
• 2.1.1. Khái niệm chung về GNSS
• 2.1.2. Tín hiệu và trị đo GPS
• 2.1.3. Kỹ thuật PPP và RTPPP
• 2.2. GIỚI THIỆU VỀ DỊCH VỤ IGS VÀ CÁC SẢN PHẨM CỦA IGS
• 2.2.1. Dịch vụ IGS
• 2.2.2. Các sản phẩm của dịch vụ IGS
• 2.2.3. Các sản phẩm IGS thời gian thực
• 2.3. GIAO THỨC VÀ ĐỊNH DẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU THỜI GIAN THỰC
• 2.3.1. Định dạng bản lịch truyền thông GPS
• 2.3.2. Định dạng số hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS
• 2.3.3. Định dạng trị đo xuất ra từ máy thu GPS
• 3. CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN XỬ LÝ
• 3.1. THUẬT TOÁN TÍNH TỌA ĐỘ VỆ TINH GPS TỪ BẢN LỊCH TRUYỀN THÔNG
• 3.2. THUẬT TOÁN HIỆU CHỈNH QUỸ ĐẠO VÀ ĐỒNG HỒ VỆ TINH GPS
• 3.3. XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ ĐIỂM ĐƠN CHÍNH XÁC
• 3.3.1. Thuật toán định vị điểm đơn
• 3.3.2. Biện pháp khắc phục các nguồn sai số
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH RTPPP
• 4.1. LỰA CHỌN NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
• 4.2. SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT
• 4.3. MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH CON
• 4.3.1. Chương trình con tính tọa độ và số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh từ bản lịch truyền thông
• 4.3.2. Chương trình con hiệu chỉnh tọa độ và đồng hồ vệ tinh
• 4.3.3. Chương trình con định vị điểm đơn
• 4.4. CÁC CHƯƠNG TRÌNH KHẢO SÁT
• 4.4.1. Chương trình khảo sát và đánh giá độ chính xác của quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS sau khi hiệu chỉnh RTS
• 4.4.2. Chương trình khảo sát và đánh giá độ chính xác RTPPP sử dụng số hiệu chỉnh thời gian thực của IGS về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS
• 4.5. PHẦN MỀM RTPPP SỬ DỤNG SỐ HIỆU CHỈNH RTS
• 5. CHƯƠNG 5: THU THẬP, XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
• 5.1. TẬP DỮ LIỆU CƠ SỞ ĐỂ ĐÁNH GIÁ
• 5.2. KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA QUỸ ĐẠO VÀ ĐỒNG HỒ VỆ TINH GPS SAU KHI HIỆU CHỈNH RTS
• 5.2.1. Khảo sát độ chính xác số hiệu chỉnh IGS-RTS về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS
• 5.2.2. Kết quả khảo sát độ chính xác số hiệu chỉnh RTS về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS
• 5.2.3. Đánh giá độ chính xác số hiệu chỉnh IGS-RTS về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS
• 5.3. ĐỊNH VỊ RTPPP KHI MÁY THU ĐỨNG YÊN
• 5.3.1. Khảo sát độ chính xác RTPPP sử dụng số hiệu chỉnh RTS khi máy thu đứng yên
• 5.3.2. Kết quả khảo sát độ chính xác RTPPP sử dụng số hiệu chỉnh RTS
• 5.4. ĐỊNH VỊ RTPPP KHI MÁY THU DI CHUYỂN
• 5.4.1. Khảo sát độ chính xác RTPPP sử dụng số hiệu chỉnh RTS khi máy thu di động
• 5.4.2. Kết quả thu thập thực nghiệm bằng phần mềm RTPPP
• 5.5. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ RTPPP
• 5.5.1. Độ chính xác RTPPP khi máy thu đứng yên
• 5.5.2. Độ chính xác RTPPP khi máy thu di động
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 6.1. Các vấn đề đạt được
• 6.2. Kiến thức tích lũy
• 6.3. Khó khăn, hạn chế
• 6.4. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
• PHỤ LỤC A: CÁC KẾT QUẢ KHẢO SÁT
• PHỤ LỤC B: SỬ DỤNG PHẦN MỀM RTPPP

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Định Vị RTPPP Ưu Điểm Ứng Dụng

Nghiên cứu RTPPP (Real-Time Precise Point Positioning) đang trở thành xu hướng quan trọng trong lĩnh vực định vị vệ tinh. Trong khi định vị tương đối cho độ chính xác cao nhưng đòi hỏi ít nhất hai máy thu và giới hạn về chiều dài đường đáy, định vị tuyệt đối, sử dụng một máy thu, lại bị hạn chế về độ chính xác do sai số từ bản lịch truyền thông. RTPPP giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các số hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh từ dịch vụ IGS-RTS, khắc phục các sai số và nâng cao đáng kể độ chính xác định vị tuyệt đối trong thời gian thực. Kỹ thuật này hứa hẹn ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong các lĩnh vực yêu cầu định vị chính xác cao mà không cần trạm tham chiếu gần, ví dụ như đo vẽ địa hình đáy biển ở vùng biển xa. Luận văn này đi sâu vào nghiên cứu và phát triển phương pháp RTPPP, góp phần vào sự phát triển của ngành trắc địa tại Việt Nam.

1.1. Lịch Sử Phát Triển và Tầm Quan Trọng của Định Vị GNSS RTPPP

Sự phát triển của kỹ thuật RTPPP gắn liền với nhu cầu ngày càng cao về độ chính xác trong định vị. Từ khi dịch vụ IGS-RTS cung cấp các số hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh, định vị GNSS chính xác thời gian thực đã có những bước tiến đáng kể. RTPPP không chỉ cải thiện độ chính xác định vị tuyệt đối mà còn mở ra khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ khảo sát GNSS đến quan trắc GNSS. Các nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh tiềm năng của RTPPP trong việc cung cấp giải pháp định vị chính xác và hiệu quả.

1.2. Các Vấn Đề Cần Giải Quyết trong Định Vị Điểm Đơn Chính Xác RTPPP

Mặc dù có nhiều ưu điểm, RTPPP vẫn còn một số vấn đề cần giải quyết. Các nguồn sai số như hiệu chỉnh ionosphere và hiệu chỉnh troposphere ảnh hưởng đến độ chính xác của định vị. Việc tối ưu thuật toán RTPPP và xử lý tín hiệu GNSS thời gian thực là rất quan trọng. Ngoài ra, cần có các giải pháp để đảm bảo độ tin cậy và tính ổn định của dịch vụ RTPPP trong các điều kiện khác nhau. Nghiên cứu này tập trung vào việc giải quyết các vấn đề này, nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác của RTPPP.

II. Thách Thức Độ Chính Xác RTPPP Sai Số Giải Pháp Hiệu Chỉnh

Một trong những thách thức lớn nhất của RTPPP là đối phó với các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác định vị. Sai số quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh từ bản lịch truyền thông là một trong những nguyên nhân chính. Ngoài ra, các hiệu ứng khí quyển như hiệu chỉnh ionosphere và hiệu chỉnh troposphere cũng gây ra sai số đáng kể. Để đạt được độ chính xác cao, cần áp dụng các phương pháp hiệu chỉnh sai số hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá và áp dụng các phương pháp hiệu chỉnh sai số, bao gồm sử dụng số hiệu chỉnh từ dịch vụ IGS-RTS và các mô hình khí quyển. Các thuật toán RTPPP được xây dựng và tối ưu để giảm thiểu ảnh hưởng của các sai số này.

2.1. Phân Tích Chi Tiết Các Nguồn Sai Số Trong Định Vị RTPPP

Sai số trong RTPPP có thể được chia thành nhiều loại khác nhau. Sai số từ quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng số hiệu chỉnh từ dịch vụ IGS-RTS. Sai số từ khí quyển, bao gồm hiệu chỉnh ionosphere và hiệu chỉnh troposphere, đòi hỏi các mô hình và phương pháp hiệu chỉnh phức tạp hơn. Ngoài ra, sai số từ máy thu và môi trường xung quanh cũng cần được xem xét. Phân tích chi tiết các nguồn sai số này là bước quan trọng để phát triển các giải pháp hiệu chỉnh hiệu quả.

2.2. Phương Pháp Hiệu Chỉnh Sai Số Quỹ Đạo và Đồng Hồ Vệ Tinh GPS

Sử dụng dịch vụ IGS-RTS là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để hiệu chỉnh sai số quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh. Dịch vụ này cung cấp các số hiệu chỉnh thời gian thực, cho phép cải thiện đáng kể độ chính xác của định vị. Các thuật toán RTPPP được xây dựng để tích hợp các số hiệu chỉnh này một cách hiệu quả. Việc đánh giá độ chính xác của số hiệu chỉnh và ảnh hưởng của chúng đến độ chính xác định vị là rất quan trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng và đánh giá các phương pháp hiệu chỉnh sai số quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh.

2.3. Áp Dụng Mô Hình Khí Quyển Để Giảm Thiểu Ảnh Hưởng Trong RTPPP

Các mô hình khí quyển, như mô hình hiệu chỉnh ionosphere và hiệu chỉnh troposphere, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ảnh hưởng của khí quyển đến độ chính xác của RTPPP. Các mô hình này sử dụng dữ liệu từ các trạm tham chiếu và các nguồn khác để ước tính sự chậm trễ tín hiệu do khí quyển gây ra. Việc áp dụng các mô hình này vào thuật toán RTPPP giúp cải thiện đáng kể độ chính xác định vị. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá và áp dụng các mô hình khí quyển khác nhau để đạt được độ chính xác cao nhất.

III. Bí Quyết Xây Dựng Thuật Toán RTPPP Chính Xác Ổn Định

Việc xây dựng thuật toán RTPPP hiệu quả là yếu tố then chốt để đạt được độ chính xác và ổn định cao. Thuật toán cần phải tích hợp các phương pháp hiệu chỉnh sai số, xử lý dữ liệu thời gian thực và cung cấp kết quả định vị chính xác. Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển và tối ưu thuật toán RTPPP, sử dụng các kỹ thuật như lọc Kalman và các phương pháp ước lượng trạng thái khác. Mục tiêu là tạo ra một thuật toán có thể hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau và cung cấp kết quả định vị đáng tin cậy.

3.1. Thiết Kế và Phát Triển Thuật Toán Định Vị Điểm Đơn RTPPP Tối Ưu

Thiết kế thuật toán RTPPP đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các nguồn sai số và phương pháp hiệu chỉnh. Thuật toán cần phải tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm số hiệu chỉnh từ dịch vụ IGS-RTS và các mô hình khí quyển. Các kỹ thuật như lọc Kalman được sử dụng để ước lượng trạng thái và giảm thiểu sai số. Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế một thuật toán tối ưu, có thể cung cấp kết quả định vị chính xác và ổn định.

3.2. Tích Hợp Số Hiệu Chỉnh IGS RTS Vào Thuật Toán RTPPP Để Tăng Độ Chính Xác

Việc tích hợp số hiệu chỉnh từ dịch vụ IGS-RTS vào thuật toán RTPPP là rất quan trọng để cải thiện độ chính xác định vị. Các số hiệu chỉnh này cung cấp thông tin về sai số quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh, cho phép giảm thiểu ảnh hưởng của các sai số này. Thuật toán cần phải được thiết kế để xử lý các số hiệu chỉnh này một cách hiệu quả và chính xác. Nghiên cứu này tập trung vào việc tích hợp số hiệu chỉnh IGS-RTS vào thuật toán và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến độ chính xác định vị.

3.3. Sử Dụng Lọc Kalman Để Nâng Cao Độ Ổn Định Cho RTPPP

Lọc Kalman là một công cụ mạnh mẽ để ước lượng trạng thái và giảm thiểu sai số trong RTPPP. Lọc Kalman sử dụng thông tin từ các trị đo và các mô hình để ước tính trạng thái của hệ thống và cập nhật ước tính theo thời gian. Việc sử dụng lọc Kalman giúp cải thiện độ ổn định và độ chính xác của RTPPP. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng lọc Kalman vào thuật toán RTPPP và đánh giá hiệu quả của nó trong việc cải thiện độ ổn định và độ chính xác.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Độ Chính Xác RTPPP Trên Thực Địa

Sau khi xây dựng và tối ưu thuật toán RTPPP, việc đánh giá hiệu quả và độ chính xác của nó trên thực tế là rất quan trọng. Nghiên cứu này tiến hành các thử nghiệm trên thực địa, sử dụng dữ liệu từ các trạm tham chiếu và máy thu di động để đánh giá độ chính xác của RTPPP. Các kết quả thử nghiệm cho thấy RTPPP có thể đạt được độ chính xác cao trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ định vị chính xác trong nông nghiệp đến định vị chính xác trong xây dựng và định vị chính xác trong giao thông vận tải. Các kết quả này chứng minh tiềm năng của RTPPP trong việc cung cấp giải pháp định vị chính xác và hiệu quả.

4.1. Thử Nghiệm và Đánh Giá Độ Chính Xác RTPPP Sử Dụng Dữ Liệu Thực Tế

Để đánh giá độ chính xác của RTPPP, các thử nghiệm được thực hiện trên thực địa. Dữ liệu từ các trạm tham chiếu và máy thu di động được thu thập và xử lý bằng thuật toán RTPPP. Các kết quả định vị được so sánh với các giá trị tham chiếu để đánh giá độ chính xác. Các thử nghiệm được thực hiện trong các điều kiện khác nhau để đánh giá tính ổn định của RTPPP. Nghiên cứu này tập trung vào việc thực hiện các thử nghiệm một cách kỹ lưỡng và đánh giá độ chính xác của RTPPP một cách khách quan.

4.2. Phân Tích Kết Quả Thực Nghiệm và So Sánh Với Các Phương Pháp Định Vị Khác

Sau khi thực hiện các thử nghiệm, các kết quả được phân tích và so sánh với các phương pháp định vị khác, như chế độ động học thời gian thực (RTK) và định vị vi sai. So sánh này giúp đánh giá ưu điểm và nhược điểm của RTPPP so với các phương pháp khác. Các kết quả cũng được sử dụng để xác định các lĩnh vực cần cải thiện trong thuật toán RTPPP. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích kết quả một cách chi tiết và đưa ra các kết luận dựa trên bằng chứng.

4.3. Ứng Dụng RTPPP Trong Các Lĩnh Vực Nông Nghiệp Xây Dựng Giao Thông

RTPPP có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong định vị chính xác trong nông nghiệp, RTPPP có thể được sử dụng để điều khiển máy móc nông nghiệp và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. Trong định vị chính xác trong xây dựng, RTPPP có thể được sử dụng để xác định vị trí chính xác của các công trình và đảm bảo chất lượng xây dựng. Trong định vị chính xác trong giao thông vận tải, RTPPP có thể được sử dụng để điều khiển xe tự hành và cải thiện an toàn giao thông. Nghiên cứu này tập trung vào việc khám phá các ứng dụng tiềm năng của RTPPP và đánh giá hiệu quả của nó trong các lĩnh vực này.

V. Kết Luận Hướng Phát Triển Định Vị RTPPP Trong Tương Lai

Nghiên cứu này đã khám phá tiềm năng của RTPPP trong việc cung cấp giải pháp định vị chính xác và hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cho thấy RTPPP có thể đạt được độ chính xác cao trong nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết để RTPPP trở thành một phương pháp định vị phổ biến và đáng tin cậy. Các hướng phát triển trong tương lai bao gồm cải thiện thuật toán RTPPP, tích hợp các nguồn dữ liệu mới và mở rộng ứng dụng của RTPPP trong các lĩnh vực khác nhau. Mật độ trạm tham chiếu RTPPP có thể ảnh hưởng đến kết quả, do đó đây cũng là một lĩnh vực cần được nghiên cứu thêm.

5.1. Tổng Kết Những Thành Tựu Đạt Được Trong Nghiên Cứu RTPPP

Nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng, bao gồm phát triển thuật toán RTPPP hiệu quả, tích hợp số hiệu chỉnh từ dịch vụ IGS-RTS và đánh giá độ chính xác của RTPPP trên thực tế. Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học và hội nghị quốc tế. Nghiên cứu đã đóng góp vào sự phát triển của lĩnh vực RTPPP và cung cấp nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Các Hạn Chế Cần Khắc Phục và Hướng Phát Triển Tiếp Theo Cho RTPPP

Mặc dù đã đạt được nhiều thành tựu, nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục. Độ chính xác RTPPP có thể bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí quyển và môi trường xung quanh. Việc xử lý dữ liệu thời gian thực đòi hỏi các thuật toán hiệu quả và khả năng tính toán mạnh mẽ. Các hướng phát triển tiếp theo bao gồm cải thiện thuật toán RTPPP, tích hợp các nguồn dữ liệu mới và mở rộng ứng dụng của RTPPP trong các lĩnh vực khác nhau.

5.3. Đề Xuất Giải Pháp Nâng Cao Độ Tin Cậy Mở Rộng Ứng Dụng RTPPP

Để nâng cao độ tin cậy và mở rộng ứng dụng của RTPPP, cần có các giải pháp toàn diện. Cần cải thiện độ chính xác của các mô hình khí quyển và phát triển các phương pháp hiệu chỉnh sai số hiệu quả hơn. Cần tích hợp các nguồn dữ liệu mới, như dữ liệu từ các vệ tinh khác và các cảm biến trên mặt đất. Cần phát triển các ứng dụng phần mềm RTPPP dễ sử dụng và có thể tùy chỉnh. Với những nỗ lực này, RTPPP có thể trở thành một phương pháp định vị phổ biến và đáng tin cậy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề như trên, quá trình nghiên cứu của học viên đặt ra hai nhiệm vụ chính. Một là, khảo sát độ chính xác của quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS sau khi đươc hiệu chỉnh bởi số hiệu chỉnh IGS-RTS nhận được thông qua Internet so với bản lịch chính xác. Hai là, xây dựng chương trình định vị điểm đơn trên cơ sở tọa độ gộp với đồng hồ vệ tinh đã được hiệu chỉnh. Việc tiến hành các bài toán khảo sát để đánh giá độ chính xác của quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS sau khi đươc hiệu chỉnh sẽ thực hiện trên nguồn dữ liệu từ dịch vụ IGS.

Còn việc tiến hành xây dựng chương trình định vị điểm đơn theo thời gian thực sẽ thực hiện trực tiếp số liệu quan sát theo từng thời điểm của máy thu GPS hai tần số đặt ở Việt Nam, trị đo sử dụng trong bài toán định vị là trị đo pha L3 và trị đo mã P3 được kết hợp trên hai tần số sóng tải. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.Ý nghĩa khoa học Như chúng ta đã biết, định vị tuyệt đối nếu sử dụng bản lịch truyền thông thì thông thường sẽ đạt độ chính xác thấp từ 5-10m. Gần đây, với sự nổ lực của nhiều phía, tổ chức phi lợi nhuận IGS đã công bố các sản phẩm theo thời gian thực (cụ thể là các số hiệu chỉnh về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh). Qua đó, mở ra các vấn đề cần để chúng ta quan tâm và nghiên cứu là liệu định vị tuyệt đối trên cơ sở khai thác các số hiệu chỉnh về quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh theo thời gian thực có thể đạt được độ chính xác bao nhiêu, có đáp ứng các cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác ở mức trung bình hay không.

Mặc dù hiện nay, các kỹ thuật định vị tương đối động như DGPS hay RTK đang được khai thác và sử dụng rộng rãi và đáp ứng cho hầu hết các công tác yêu cầu độ chính xác cao và trung bình. Tuy nhiên chúng ta cũng cần thiết phải nhìn nhận lại độ chính xác của định vị tuyệt đối khi có các sản phẩm chính xác từ dịch vụ IGS. Nếu kết quả nghiên cứu của đề tài cho chúng ta độ chính xác cũng như độ tin cậy cao thì đây sẽ là dấu hiệu lạc quan trong việc nâng cao độ chính xác định vị tuyệt đối ở thời gian thực, góp phần nâng cao độ chính xác cho công tác định vị và dẫn đường, đồng thời qua đây dẫn đến xu hướng tương lai nó sẽ thay thế cho các kỹ thuật -9- CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI định vị tương đối ở các ứng dụng và khía cạnh nào đó trên lãnh thổ Việt Nam với sự tiện lợi, chi phí thấp hơn.Ý nghĩa thực tiễn Các trung tâm xử lý IGS cung cấp đến cộng đồng người dùng GPS các số hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh GPS thông qua đường truyền Internet ngay ở tại thời điểm tham khảo gần với thời điểm thu tín hiệu vệ tinh.

Đây là nguồn cải chỉnh quan trọng nhất giúp nâng cao độ chính xác định vị điểm đơn lên một cách đáng kể mà vẫn giữ nguyên tính tức thời. Qua đây, kỹ thuật định vị tuyệt đối với sự hỗ trợ của các sản phẩm thời gian thực của dịch vụ IGS sẽ làm gia tăng thêm độ chính xác về vị trí điểm, từ đó mở rộng thêm khả năng ứng dụng thực tế của nó. KẾT CHƯƠNG Từ những nghiên cứu trong và ngoài nước nêu trên ta nhận thấy, các nhà nghiên cứu về GNSS trên thế giới hiện nay đã tập trung nghiên cứu về PPP, đặc biệt các nghiên cứu mới gần đây đã tập trung nhiều hơn vào nghiên cứu về RTPPP. Trong khi đó, các nghiên cứu trong nước về định vị điểm đơn chính xác là tương đối ít, một số nghiên cứu về PPP nhưng ở chế độ hậu xử lý, chưa có nghiên cứu nào trong nước về RTPPP sử dụng số hiệu chỉnh RTS được công bố.

Đồng thời với ý nghĩa nhằm nâng cao độ chính xác định vị tuyệt đối thời gian thực, góp phần mở rộng ứng dụng của kỹ thuật định vị này và giải quyết vấn đề định vị ở các vùng biển xa đất liền và hải đảo. Từ những lý do và mục đích đã nêu ra, học viên quyết định thực hiện đề tài này nhằm xây dựng một chương trình định vị RTPPP và đánh giá độ chính xác của nó trong điều kiện tại Việt Nam. Nội dung thực hiện của đề tài được trình bày trong các chương tiếp theo của luận văn. TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP - 11 - CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP Đối tượng nghiên cứu chính của luận văn là kỹ thuật RTPPP dùng số hiệu chỉnh IGS-RTS. Trong chương này, học viên sẽ trình bày những khái niệm chung về GNSS, tín hiệu và trị đo GPS, các kiến thức cơ bản về kỹ thuật PPP và RTPPP, giới thiệu về dịch vụ IGS và các sản phẩm mà nó mang lại cho người dùng dân sự. Đồng thời, chương này cũng trình bày về giao thức và định dạng truyền số liệu thời gian thực. TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP 2.Khái niệm chung về GNSS Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (Global Navigation Satellites System – GNSS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên các vệ tinh nhân tạo.

Hệ thống này luôn sẵn sàng và hoạt động trong mọi thời gian và dưới mọi điều kiện thời tiết [6]. Các quốc gia hàng đầu đã xây dựng cho họ một hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu riêng, phải kể đến đó là: GPS của Hoa Kỳ, GLONASS của Nga, BEIDOU của Trung Quốc, và GALILEO của Liên Bang Châu Âu (EU), … Ngày nay GNSS mang lại cho người dùng dân sự những hữu ích vượt trội trong hầu hết các dụng ở nhiều lĩnh vực, nhiều ngành nghề và nhiều mục đích khác nhau. - Giao thông: dẫn đường trong giao thông đường bộ, hàng không, hàng hải. - Môi trường: giám sát và quản lý môi trường.

- Các ứng dụng trong lĩnh vực Trắc địa - Bản đồ,. Các thành phần của một hệ thống vệ tinh định vị bao gồm: mảng không gian, mảng điều khiển, mảng người dùng (Hình 2.1 – Mối quan hệ giữa các thành phần của một hệ thống GNSS - 12 - CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP ❖ Mảng không gian: Mảng không gian chính là hệ thống các vệ tinh trên bầu trời. Các chức năng chính của vệ tinh bao gồm: - Thu nhận và lưu trữ dữ liệu được truyền từ mảng điều khiển.

- Cung cấp thời gian chính xác bằng các chuẩn tần số nguyên tử đặt trên các vệ tinh. - Truyền thông tin và tín hiệu đến người sử dụng trên một hay hai tần số. ❖ Mảng điều khiển: Mảng điều khiển đảm nhiệm việc vận hành và điều khiển hệ thống, tính toán bản lịch vệ tinh và nạp dữ liệu lên vệ tinh. Nó bao gồm: trạm điều khiển chính (Master Control Station – MCS), trạm đồng bộ thời gian (Time Synchronization/Upload Stations – TS/US) và trạm giám sát (Monitor Stations – MS).

Nhiệm vụ của trạm điều khiển chính là thu thập dữ liệu quan sát liên quan đến quỹ đạo và sai số đồng hồ vệ tinh từ các trạm đồng bộ thời gian và trạm quan sát để xử lý dữ liệu tạo ra thông báo hàng hải. Thực hiện nhiệm vụ lên kế hoạch và lịch trình, để thực hiện việc vận hành hệ thống, quản lý và điều khiển hệ thống. Quan sát và tính toán các tham số đồng hồ vệ tinh và đưa nó vào thông báo hàng hải. Đồng thời quan sát các tải trọng vệ tinh và phân tích các dị thường, … Nhiệm vụ chính của trạm đồng bộ là đo các tham số đồng hồ vệ tinh và cung cấp cho trạm điều khiển chính.

Còn nhiệm vụ chính của trạm quan sát là quan sát một cách liên tục các tham số quỹ đạo vệ tinh và cung cấp dữ liệu thời gian thực đến trạm điều khiển chính. ❖ Mảng người sử dụng: Mảng người dùng bao gồm tất cả các loại hình thiết bị kể cả phần cứng lẫn phần mềm. Trong khi phần cứng có chức năng thu tín hiệu vệ tinh, thì phần mềm sẽ đảm nhiệm chức năng xử lý tín hiệu vệ tinh và tính toán ra tọa độ tại vị trí đặt máy thu GNSS. Phần mềm liên tục cập nhật thêm nhiều chức năng, kỹ thuật định vị mới giúp cho người dùng có nhiều chọn lựa sao cho phù hợp nhất với mục đích của ứng dụng.

TỔNG QUAN VỀ GNSS, PPP VÀ RTPPP 2.Tín hiệu và trị đo GPS Đề tài của học viên chủ yếu nghiên cứu về RTPPP dùng GPS nên trong phần tín hiệu và trị đo chỉ tập trung trình bày về hệ thống GPS. ❖ Tín hiệu GPS: Mỗi vệ tinh GPS truyền một tín hiệu hàng hải thống nhất trên hai tần số sóng điện từ L1 ở 1575. Trên các tần số sóng cực ngắn này tín hiệu truyền tập trung cao trên đường truyền, có thể xuyên qua mây, sương mù và mưa nhưng lại dễ phản xạ bởi vật rắn [6]. Các tín hiệu vệ tinh GPS bao gồm: - Hai tần số sóng tải - Các mã đo khoảng cách điều biến trên các sóng tải - Thông báo hàng hải.

❖ Trị đo giả cự ly: Trị đo giả cự ly Pi k bằng với hiệu giữa thời gian máy thu ti vào lúc thu tín hiệu và thời gian vệ tinh t k vào lúc phát tín hiệu, nhân với tốc độ ánh sáng trong chân không c. Giả cự ly được đo thông qua mã P (Y) trên các tần số f1 và f 2 và/hoặc thông qua mã C/A trên tần số f1 .1) Trong đó  ik là thời gian lan truyền tín hiệu từ máy phát tín hiệu ở vệ tinh đến bộ tương quan tín hiệu trong máy thu GPS; eik là sai số trị đo giả cự ly. Dạng đầy đủ của phương trình trị đo giả cự ly GPS trên 2 tần số từ máy thu i đến vệ tinh k ở thời điểm t có thể biểu diễn bằng các phương trình sau [7].2b) Trong đó: • Pi,1k ( t ) và Pi,2k ( t ) là trị đo mã trên tần số f L1 và f L2 giữa máy thu i và vệ tinh k - 14 - CHƯƠNG 2.