intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST
Báo xấu
20
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 cung cấp cho người học những kiến thức như: Sai số vệ tinh; Sai số truyền tín hiệu; Sai số bộ thu; Sai số vị trí tương đối vệ tinh - bộ thu; Sai số do con người. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Bài giảng: Hệ thống Định vị Toàn cầu (Global Positioning System - GPS) ThS. Nguyễn Duy Liêm Điện thoại: 0983.613.551 Email: nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 1
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN 4. Sai số của GPS (Global Positioning System) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị toàn cầu (GPS) 2
  3. Nội dung  Sai số vệ tinh  Sai số truyền tín hiệu  Sai số bộ thu  Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Sai số do con người Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 3
  4. Phân loại sai số GPS  Độ chính xác định vị của  Sai số bộ thu GPS phụ thuộc vào những  Đồng hồ sai số mang tính vốn có  Tọa độ của các trạm điều khiển của công nghệ.  Định tâm, cân bằng máy thu  Có thể phân loại sai số GPS  Nhiễu thiết bị thành các dạng sau:  Saisố vị trí tương đối vệ tinh-  Sai số vệ tinh bộ thu  Quỹ đạo (lịch thiên văn)  Sai số do con người  Đồng hồ  Giới hạn độ chính xác (Selective Availability- SA)  Sai số truyền tín hiệu  Chống giả mạo (Anti-Spoofing,  Sai số khí quyển (tầng điện ly, AS) tầng đối lưu)  Sai số đa đường truyền Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 4
  5. Sai số vệ tinh  Sai số quỹ đạo  Vị trí của vệ tinh không đúng như vị trí trong lịch thiên văn  Sai số: 2- 5 m (có thể lên tới 50 m nếu có SA)  Do tác động của các lực hấp dẫn, lực gây nhiễu/xáo trộn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 5
  6. Sai số vệ tinh  Sai số đồng hồ (tốc độ nhanh hơn và lực hấp dẫn yếu hơn).  Là sai số giữa thời gian chuẩn  Hiệu ứng đồng hồ trôi dạt: của hệ thống GPS và thời gian dự đoán trong bản tin dẫn  Mỗi vệ tinh GPS được trang bị đường của vệ tinh. 4 đồng hồ nguyên tử chất lượng cao (2 cesium, 2  Sai số: 2,3 m rubidium).  Có hai vấn đề xảy ra với  Tuy nhiên, chúng vẫn có sai số: 8,64 – 17,28 nano giây/ngày đồng hồ vệ tinh (Sickle, ~ 2,59 - 5,18 m. 2001): hiệu ứng tương đối, hiệu ứng đồng hồ trôi dạt.  Hiệu ứng tương đối:  Theo lý thuyết tương đối, đồng hồ trong quỹ đạo sẽ chạy nhanh hơn so với trên trái đất Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 6
  7. Sai số truyền tín hiệu  Sai số khí quyển  Khi tín hiệu GPS đi qua các hạt tích điện của tầng điện ly (50-200 km), và sau đó là hơi nước trong tầng đối lưu (0- 50 km), nó sẽdi chuyển chậm hơn, tạo nên độ trễ về thời gian. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 7
  8. Sai số truyền tín hiệu  Tầng điện ly  Độ cao 50 - 200km tính từ bề mặt trái đất.  Bao gồm các loại khí bị ion hóa bởi bức xạ mặt trời, hình thành những đám mây electron tự do.  Phụ thuộc vào ánh sáng của mặt trời: Sự ion hóa thường mạnh nhất vào cuối buổi trưa và yếu nhất một vài giờ sau nửa đêm.  Tác dụng chính của tầng điện ly lên tín hiệu GPS  Trì hoãn tốc độ truyền tín hiệu.  Phụ thuộc:  Tỉ lệ nghịch góc độ cao vệ tinh  Tỉ lệ thuận với tổng số electron Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 8
  9. Sai số truyền tín hiệu  Tầng đối lưu  2,5 m theo hướng thiên đỉnh,  9,3 m cho một góc 15° độ cao,  Vùng khí quyển trung hòa về điện.  20,28 m cho một góc 5° độ cao.  Cách mặt đất đến 50 km.  Bao gồm không khí khô và hơi nước.  Tác dụng chính của tầng đối lưu lên tín hiệu GPS  Trì hoãn tốc độ truyền tín hiệu, sóng mang.  Phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ ẩm.  Sai số: Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 9
  10. Sai số truyền tín hiệu  Sai số đa đường truyền  Tín hiệu truyền trong không gian đến bộ thu theo mọi hướng.  Trong trường hợp lý tưởng, tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu truyền theo một đường thẳng.  Nhưng trên thực tế, do trên mặt đất có các công trình có khả năng phản xạ sóng cao nên một số tín hiệu sẽ phản xạ vào các vật này, sau đó sẽ đi vào máy thu.  Sai số vài chục mét. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 10
  11. Sai số bộ thu  Sai số đồng hồ chính xác, do chịu sai số bởi hình dạng trái đất và các loại  Do các yếu tố như điều kiện sai số do dụng cụ đo đạc, khí hậu, bảo quản, nguyên chính vì vậy nó sẽ ảnh hưởng liệu chế tạo... nên không thể đến kết quả định vị bằng GPS. đồng bộ hóa với đồng hồ của vệ tinh.  Sai số do định tâm, cân bằng máy thu  Sai số do tọa độ của các trạm điều khiển  Do địa hình và kỹ năng của người sử dụng nên sẽ dẫn  Tọa độ của máy thu được xác đến sai số khi định vị. định dựa trên tọa độ của vệ tinh. Trong khi đó tọa độ vệ  Nhiễu thiết bị tinh lại được xác định dựa  Phụ thuộc vào chất lượng của vào tọa độ của các trạm điều khiển. máy thu GPS.  Sai số 0,6 m  Tuy nhiên, tọa độ trạm điều khiển cũng không hoàn toàn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 11
  12. Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Đặc điểm hình học của vệ tinh có thể ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu GPS và tính chính xác của định vị. Các vệ tinh nằm ở vị trí tốt  Sai số vị trí thấp Các vệ tinh nằm ở vị trí xấu  Sai số vị trí cao Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 12
  13. Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Vị trí hình học lý tưởng/tốt của vệ tinh Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 13
  14. Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Vị trí hình học không tốt của vệ tinh Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 14
  15. Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Độ suy giảm chính xác (Dilution Of Precision, DOP)  Phản ánh vị trí của mỗi vệ tinh so với các vệ tinh khác đang được thu nhận bởi bộ thu.  Phân loại DOP:  VDOP: Vertical Dilution Of Precision (1D, cao độ)  HDOP: Horizontal Dilution Of Precision (2D, kinh độ, vĩ độ)  PDOP: Position Dilution Of Precision (3D)  TDOP: Time Dilution Of Precision (thời gian)  GDOP: Geometry Dilution Of Precision (3D + thời gian)  DOP thay đổi theo thời gian.  DOP càng nhỏ, hình học vệ tinh càng tốt. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 15
  16. Độ chính xác của GPS  Phụ thuộc vào 2 yếu tố:  Độ chính xác đo đạc:  Thể hiện bằng sự ảnh hưởng tổng hợp của sai số vệ tinh, sai số truyền tín hiệu, sai số bộ thu, được gọi là “Sai số khoảng cách tương ứng của người sử dụng” (User Equivalent Range Error, UERE).  Hình học của vệ tinh:  Thể hiện qua “Độ suy giảm chính xác” (Dilution Of Precision, DOP). Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 16
  17. Độ chính xác của GPS  Mối quan hệ UERE và DOP  σr là UERE,  σH, σV, σP và σT là độ lệch chuẩn theo phương ngang, thẳng đứng, vị trí (cả hai chiều ngang và thẳng đứng), và thời gian. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 17
  18. Sai số do con người  Giới hạn độ chính xác (Selective Availability- SA)  Ban đầu, độ chính xác của C/A code và P code là gần như giống nhau cho các bộ thu.  Để đảm bảo an ninh quốc gia, ngăn chặn các thế lực thù địch, Bộ Quốc phòng Mỹ tạo ra SA nhằm làm giảm độ chính xác của GPS.  Xuất hiện từ 25/3/1990 và loại bỏ vào 2/5/2000.  Phương thức: cố tình tạo sai số về thời gian tín hiệu, lịch thiên văn vệ tinh. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 18
  19. Sai số do con người  Giới hạn độ chính xác (Selective Availability- SA)  Khi có SA, sai số: 100- 156 m.  Khi bỏ SA, sai số 20- 40 m. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 19
  20. Sai số do con người  Chống giả mạo (Anti-Spoofing, AS)  Tương tự như SA, AS được tạo ra nhằm hạn chế dân sự và thù địch truy cập vào các phần P code của tín hiệu GPS, bắt buộc phải sử dụng C/A code.  AS mã hóa P code vào một tín hiệu được gọi là Y code.  Chỉ người dùng có máy thu GPS quân sự (Mỹ, đồng minh của Mỹ) mới có thể giải mã Y code. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2430 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2