Hệ thống định vị toàn cầu - GPS, lịch sử hình thành và phát triển, các hệ thống định vị toàn cầu trên thế giới là những nội dung chính trong bài thuyết trình "Hệ thống định vị toàn cầu - GPS". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài thuyết trình: Hệ thống định vị toàn cầu - GPS
- Autocad & HTĐVTC GPS
HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ
TOÀN CẦU GPS
Cán bộ hướng dẫn:
Trần Thị Ngọc Nhóm 2
Trinh
- NỘI DUNG BÁO CÁO
I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN
III. CÁC HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU
TRÊN THẾ GIỚI
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
1. ĐỊNH NGHĨA
Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS)
là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo,
do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản
lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ
được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít
nhất ba vệ tinh.
Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, chính phủ
Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức
năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào.
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Hệ thống gồm có 3 phần:
- Phần không gian (Space Segment).
- Phần điều khiển (Control Segment).
- Phần sử dụng (Use Segment).
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Phần không gian: hay còn gọi là bộ phận không gian là một hệ
thống gồm nhiều vệ tinh bay chung quanh trái đất theo các quỹ đạo
khác nhau được điều khiển bởi bộ phận điều khiển.
Gồm 24 vệ tinh quay xung quanh trái đất 2 lần trong ngày quỹ đạo
rất chính xác. Độ cao của vệ tinh so với mặt đất là 20.183 km, chu kỳ
quy xung quanh trái đất là 11 giờ 57’58”.
Phần vũ trụ sẽ đảm bảo cho bất kỳ vị trí nào trên trái đất đều có
thể quan sát đươc 4 vệ tinh ở góc độ 15 độ (nếu góc ở ngưỡng 10 độ
thì có thể quan sát được 10 vệ tinh và ở góc ngưỡng 5 độ có thể quan
sát được 12 vệ tinh).
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Nhiệm vụ chủ yếu của vệ tinh :
– Ghi nhận và lưu trữ các thông tin truyền đi từ phần điều khiển.
– Sử dụng liệu có chọn lọc trên vệ tinh.
– Duy trì chính xác độ cao của thời gian bằng các đồng hồ nguyên tử.
– Chuyển tiếp thông tin đến người dùng.
– Thay đổi quỹ đạo bay của vệ tinh theo sự điều khiển của mặt đất.
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác
nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh.
ü
Gồm 1 trạm điều khiển chính, 5 trạm thu số liệu, 3 trạm truyền số
liệu.
Trạm điều khiển chính đặt tại Colorade Spring (Mỹ) có nhiệm vụ thu
thập các dữ liệu theo dõi vệ tinh từ các trạm thu số liệu để xử lý. Công
nghệ xử lý gồm : Tính lịch thiên văn, tính và hiệu chỉnh đồng hồ, hiệu
chỉnh quỹ đạo điều khiển, thay thế các vệ tinh ngừng hoạt động bằng các
vệ tinh dự phòng.
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác
nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh.
ü
Gồm 1 trạm điều khiển chính, 5 trạm thu số liệu, 3 trạm truyền số
liệu.
5 trạm thu dữ liệu được đặt tại Hawai, Collrade Sping , Ascesion (Ban
Đại Tây Dương), Diago Garia (Ấn Độ Dương), Kwayalien (Nam Thái Bình
Dương). Có nhiệm vụ theo dõi các tín hiệu vệ tinh để kiểm soát và dự
đoán quỹ đạo của chúng. Mỗi trạm được trang bị những máy thu Pcode
để thu các tín hiệu của vệ tinh, sau đó truyền về trạm điều khiển chính.
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Phần điều khiển: là một hệ thống các thiết bị đặt tại nhiều nơi khác
nhau trên mặt đất được sử dụng để giám sát và điều khiển các vệ tinh.
ü
Gồm 1 trạm điều khiển chính, 5 trạm thu số liệu, 3 trạm truyền số
liệu.
3 trạm truyền số liệu đặt tại Ascensionm Diago Garia , Kwayalein có
khả năng chuyển số liệu lên vệ tinh gồm lịch thiên văn mới, hiệu chỉnh
đồng hồ, các thông điệp cần phát các lệnh điều khiển từ xa.
- I. HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS
2. PHÂN LOẠI
Phần sử dụng: các thiết bị GPS lắp đặt trên phương tiện hoặc
đem theo người (điện thoại di động, đồng hồ, máy ảnh…).
Thiết bị GPS là thiết bị có chức năng thu được tín hiệu phát ra từ
các vệ tinh và tự tính toán vị trí của nó dựa trên các thông tin thu được.
Như vậy, về bản chất, tọa độ thiết bị GPS là kết quả tính toán từ
thông tin về vị trí, khoảng cách giữa thiết bị GPS và các vệ tinh mà nó
có thể kết nối được. Việc thu phát của hệ thống GPS được thực hiện
theo tần suất là 1 giây một lần.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
1. LÝ DO PHÁT MINH
Sự ra đời của những phương tiện vận chuyển như máy bay, và những
con tàu vũ trụ đòi hỏi điều khiển những thiết bị đó trong không gian ba
chiều. Những phương pháp dẫn đường và những hệ thống dẫn đường vô
tuyến điện như khái quát ở trên chỉ dùng cho việc dẫn dắt các tàu thủy đã trở
thành lỗi thời và không phù hợp với việc điều khiển các thiết bị chuyển
động trong không gian ba chiều (6 bậc tự do) vì những hệ thống đương thời
chỉ xác định được vị trí theo 2 chiều không gian. Trước những đòi hỏi về kỹ
thuật đó nhiều nhà khoa học đã được chính phủ Mỹ tài trợ để thực hiện
nghiên cứu hệ thống dẫn đường dựa trên vũ trụ.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
2. NGƯỜI PHÁT MINH GPS
Bộ Quốc phòng Mỹ là cơ quan thiết kế và điều khiển hệ
thống định vị toàn cầu. Trong nhóm những người tham gia
điều hành dự án GPS của Bộ Quốc phòng Mỹ cần kể tới sự
đóng góp to lớn của TS Ivan Getting, người sáng lập The
Aerospace Corporation, và TS Bradford Parkinson, chủ tịch
hội đồng quản trị của The Aerospace Corporation.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
Quá trình phát triển của công nghệ định vị có thể chia
thành 3 giai đoạn:
a. Giai đoạn trước Chiến tranh thế giới thứ II
b. Giai đoạn Chiến tranh thế giới thứ II
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
a. Giai đoạn trước Chiến tranh thế giới thứ II
Trong giai đoạn này khả năng định vị và định hướng phụ
thuộc chủ yếu vào việc quan sát các vì sao khi trời quang
đãng hay la bàn kết hợp với bản đồ.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
b. Giai đoạn Chiến tranh thế giới thứ II
Người ta phát triển các hệ thống mặt đất định vị vô tuyến
như GEE tại Anh để định vị cho máy bay và hệ thống
LORAN (Longrange navigation system) tại Mỹ để định vị
tàu thủy.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
Sự phát triển vượt bậc của các lĩnh vực công nghệ vệ
tinh, vi điện tử cùng với các kết quả nghiên cứu thành công
về dải phổ băng tần và tiêu chuẩn thời gian nguyên tử đã
tạo ra những điều kiện để thực hiện ý tưởng định vị nhờ vệ
tinh.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
Hệ Transit hoạt động từ 1967, lúc đầu mang tên hệ thống
định vị cho hải quân. Hệ được thực hiện nhờ 4 – 7 vệ tinh bay
ở quỹ đạo thấp (1.100km), mỗi vệ tinh phát tín hiệu với tần số
150MHz và 400MHz. Transit được dùng để định vị các tàu ngầm
của Mỹ mang đầu đạn hạt nhân Polaris cho đến khi ngừng hoạt
động vào 1996. Sự thành coogn của hệ Transit đã thúc đẩy hình
thành hệ thống GPS.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
Năm 1973, dự án xây dựng hệ Navstar GPS được Bộ Quốc
phòng Mỹ phê duyệt. Vệ tinh đầu tiên của hệ GPS được
phóng năm 1978 và đến năm 1993 quả vệ tinh thứ 24 (quả
cuối cùng của hệ thống GPS) được phóng lên quỹ đạo. Tuy
nhiên phải đến năm 1995, hệ thống GPS của Mỹ mới chính
thức đi vào khai thác.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
Gần như trong cùng khoảng thời gian trên, hệ thống vệ
tinh định vị GLONASS của Nga cũng được xây dựng một
cách độc lập và đưa vào khai thác, mở đầu cho thời kỳ
hoàng kimcuar hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu và khả
năng ứng dụng rộng rãi cuẩ nó trong mọi mặt của cuộc
sống.
- II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN GPS
3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN GPS
c. Giai đoạn từ nửa sau thế kỷ XX đến nay
=> Các vệ tinh đã trở thành những vì sao nhân tạo, có
thể quan sát thấy ở hầu như khắp mọi nơi trên Trái
Đất và tín hiệu phát ra chúng luôn luôn tồn tại bất kể
ngày đêm, trong mọi điều kiện khí hậu.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
