5/5/2015
1
HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
GPS
NỘI DUNG
Giới thiệu Trắc địa vệ tinh
Giới thiệu GPS
Tín hiệu GPS
Trị đo GPS
Nguyên tắc định vị vệ tinh
Chính sách SA và AS
Các phương pháp đo GPS
5/5/2015
2
GIỚI THIỆU TRẮC ĐỊA VỆ TINH
Trắc địa vệ tinh bao gồm các kỹ thuật đo đạc và tính toán để
cho phép giải các bài toán trắc địa bằng cách dùng các trị
đo chính xác từ vệ tinh nhân tạo, chủ yếu là các vệ tinh gần
mặt đất.
Các bài toán cơ bản là:
Xác định chính xác vị trí 3 chiều ở phạm vi địa phương, vùng
và toàn cầu (như thành lập mạng lưới khống chế trắc địa)
Xác định trường trọng lực củatrái đất và các hàm tuyến tính
của trường trọng lực (ví dụ một geoid chính xác)
Đo đạc và mô hình các hiện tượng địa động học (ví dụ:
chuyển động cực, chuyển động quay của trái đất, biến dạng
của lớp vỏ cứng trái đất)
LỊCH SỬ TRẮC ĐỊA VỆ TINH
Lịch sử phát triển của trắc địa vệ tinh bắt đầu với việc phóng vệ
tinh nhân tạo đầu tiên của trái đất SPUTNIK-1 vào 4-10-1957.
Giai đoạn từ 1958 đến 1970 chủ yếu phát triển các phương
pháp cơ bản cho việc quan trắc vệ tinh, cho việc tính toán và phân
tích quĩ đạo vệ tinh. Những hệ thống vệ tinh định vị tiêu biểu
được phóng trong giai đoạn này là TRANSIT (Mỹ, 1961),
TSIKADA (Liên Xô cũ).
Giai đoạn 1970-1980 phát triển các đồ án khoa học, các kỹ
thuật đo mới được phát triển và tinh lọc như hệ thống TRANSIT
được sử dụng cho định vị Doppler. Đặt biệt ở giai đoạn này và
việc phóng thành công hai hệ thống định vị vệ tinh thế hệ mới là
GPS của Mỹ và GLONASS của Liên Xô cũ.
Giai đoạn 1980 đến nay là ứng dụng các kỹ thuật vệ tinh vào
trắc địa. Các phương pháp vệ tinh ngày càng được cộng đồng trắc
địa sử dụng rộng rãi thay cho các phương pháp truyền thống.
5/5/2015
3
ƯU ĐIỂM CỦA TRẮC ĐỊA VỆ TINH
Các vệ tinh có thể được quan sát trên một vùng lãnh thổ rộng
lớn như quốc gia hay lục địa, trong khi phương pháp truyền thống
chỉ khống chế ở khu vực nhỏ hẹp.
Không đòi hỏi tính thông hướng giữa các trạm đo như ở
phương pháp truyền thống.
Có thể ứng dụng để định vị ở thời gian thực và vị trí bất kỳ:
trên đất, trên biển và trong không gian cho đối tượng đứng yên
hay di chuyển.
Có thể đo 24h/ngày trong mọi điều kiện thời tiết.
Độ chính xác định vị cao và đang ngày càng được cải thiện
Người sử dụng không cần quan tâm đến việc điều hành hệ
thống.
ƯU ĐIỂM CỦA TRẮC ĐỊA VỆ TINH
Giá thành còn tương đối cao so với các thiết bị truyền thống.
Người đo phải có những kiến thức nhất định về GPS và những
kiến thức này không được thừa hưởng từ những thiết bị định vị
truyền thống.
Phạm vi sử dụng giới hạn ở những khu vực có độ phủ cao,
công trình ngầm,…
5/5/2015
4
CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
Các hệthống cũ:
TRANSIT
Là hệ thống vệ tinh định vị đầu tiên được đưa vào vận hành
Hoạt động từ năm 1964 đến năm 1996
Điển hình có 4-6 vệ tinh ở độ cao 1.075 km
Hệ thống quân sự của Mỹ
TSIKADA
Của Liên xô cũ, tương đương với TRANSIT
Là hệ thống dân sự dùng trong định vị, dẫn đường
Vệ tinh đầu tiên được đưa lên quỹ đạo vào năm 1974, vận
hành hoàn chỉnh vào 1978, hoạt động đến 1995
Bao gồm 4 vệ tinh bay ở quỹ đạo tầm thấp, khoảng 1.000 km
Có độ chính xác từ 50 – 100m
CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
Các hệthống đang vận hành:
GLONASS
Do Liên Xô phát triển để thay thế Tsikada kể từ năm 1976
Hệ thống được xây dựng hoàn chỉnh vào năm 1995
Đến tháng 3/2014, đã có 29 vệ tinh vận hành, với phạm vi
phủ sóng toàn cầu
GALILEO
Đang được xây dựng bởi khối Cộng đồng chung Châu Âu
(EU)
Đến tháng 10/2011, chỉ mới 02 vệ tinh đang được thử
nghiệm, có 2 vệ tinh nữa được phóng vào tháng 9/2012
Hệ thống hy vọng được xây dựng hoàn chỉnh vào 2019, bao
gồm 30 vệ tinh
5/5/2015
5
CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
Các hệthống đang vận hành:
COMPASS
Do Trung Quốc xây dựng và phát triển
Sẽ được nâng cấp từ hệ thống Beidou
Theo kế hoạch sẽ được xây dựng hoàn chỉnh vào năm 2020,
bao gồm tổng cộng 35 vệ tinh (5 trên quỹđạo địa tĩnh, 3
trên quỹđạo địa tĩnh nghiêng và 27 trên quỹđạo trung
bình), đến tháng 3/2015 hệthống đã phủsóng toàn cầu.
GPS
Được Bộ Quốc Phòng Mỹ phát triển dùng để thay thế
TRANSIT
Dự án được khởi động từ 1973 và xây dựng hoàn chỉnh vào
năm 1994
Đến tháng 6/2014, đã có tổng cộng 31 vệ tinh trên quỹ đạo
đủ để phủ sóng toàn cầu
CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU