intTypePromotion=1

Báo cáo "Tìm hiểu GPS và ứng dụng"

Chia sẻ: Đỗ Đặng Thuận | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:25

1
631
lượt xem
358
download

Báo cáo "Tìm hiểu GPS và ứng dụng"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ thời xa xưa, con người đã sử dụng thiên văn, la bàn và bản đồ để xác định vị trí và tìm đường trong các chuyến thám hiểm khai phá các miền đất lạ. Tuy nhiên phải đến năm 1995, khi các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS của Mỹ và GLONASS của Nga chính thức đi vào hoạt động, nhu cầu định vị dẫn đường mới được giải quyết một cách cơ bản.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo "Tìm hiểu GPS và ứng dụng"

  1. Đề Tài GVHD: ThS. TRẦN HẬU VƯƠNG
  2. 1.MAI THỊ LAN 2.LÊ THỊ HỒNG  3.PHAN THỊ THU HIỀN 4.NGUYỄN THỊ TUYẾT HUỆ 5.PHAN THỊ THANH HƯƠNG 6.NGUYỄN TẤN HÙNG 7.NGUYỄN VĂN HÒA 8.PHẠM QUANG HƯNG 9.HỒ THỊ LÀI 10.PHAN THI THÙY LINH 11.ĐỖ DIỆU HY
  3. I.LỜI MỞ ĐẦU Từ thời xa xưa, con người đã sử dụng thiên văn, la bàn và bản đồ để xác định vị trí và tìm đường trong các chuyến thám hiểm khai phá các miền đất lạ. Tuy nhiên phải đến năm 1995, khi các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS của Mỹ và GLONASS của Nga chính thức đi vào hoạt động, nhu cầu định vị dẫn đường mới được giải quyết một cách cơ bản. Ngoài mục tiêu quân sự như ý tưởng thiết kế ban đầu, các hệ thống vệ tinh định vị đã được ứng dụng rộng rãi và hiệu quả trong nhiều lĩnh vực dân sự. Ngày nay, công nghệ định vị toàn cầu đã trở thành một ngành công nghiệp có doanh số hàng chục tỷ USD/năm và đang được phát triển mạnh mẽ.
  4. II.TỔNG QUAN VỀ GPS II.1 GPS LÀ GÌ ?  GPS (Global Positioning System – Hệ thống định vị  toàn cầu) là hệ thống dựa vào các vệ tinh toàn cầu để  xác định vị trí trên trái đất. Vị trí cần được xác định  được ghi nhận bởi thiết bị có tích hợp chip định vị GPS  bất kì.  Thiết bị này liên tục truyền nhận thông tin với hệ thống  vệ tinh quanh trái đất và từ đó tính toán ra vị trí tại thời  điểm ghi nhận thông tin. Vị trí chính xác trên thực tế  được tính toán bởi một phép đo tam giác, dựa vào  khoảng cách từ điểm cần xác định đến 3 vệ tinh khác  nhau chứ không phải chỉ 1 vệ tinh riêng lẻ.
  5. Hình 1 : Hình ảnh trái đất nhìn từ vệ tinh.
  6. Nó có nhiều ưu điểm sau: ∙ Độ chính xác định vị cao, từ decamet đến  milimet ∙ Có sẵn cho người sử dụng bất cứ đâu trên  trái đất ∙ Hoạt động liên tục 24h/ngày, trong mọi  điều kiện thời tiết GPS trước tiên là một hệ thống hàng hải  phục vụ cho mục đích quân sự. Nó được thiết  kế, hỗ trợ tài chính, khai thác và điều khiển  bởi Bộ quốc phòng Mỹ. Tuy nhiên GPS được  cung cấp miễn phí cho người sử dụng dân sự  ở một mức độ giới hạn 
  7. Việc xây dựng thành công GPS là nhờ  .  vào những thành tựu khoa học và kỹ  thuật sau: ∙ Độ tin cậy cao của hệ thống không  gian ∙ Công nghệ đồng hồ nguyên tử độ  chính xác cao ∙ Khả năng xác định và theo dõi vệ tinh  một cách chính xác
  8. GPS là một hệ thống gồm 27 vệ tinh (kể cả 3 cái sơ  cua) chuyển động trên các quĩ đạo chung quanh trái  đất. Mỗi vệ tinh nặng khoảng 2 tấn, sử dụng năng lượng  mặt trời, chuyển động cách mặt đất khoảng 19300km.  Mỗi vệ tinh quay quanh trái đất 2 vòng một ngày đêm.  Quỹ đạo của các vệ tinh được tính toán sao cho ở bất  kỳ nơi nào trên trái đất, vào bất kỳ thời điểm nào, cũng  có thể “nhìn thấy” tối thiểu 4 vệ tinh.            Công việc của một máy thu GPS là xác định vị trí  của 4 vệ tinh hay hơn nữa, tính toán khoảng cách từ  các vệ tinh và sử dụng các thông tin đó để xác định vị  trí của chính nó. Quá trình này dựa trên một nguyên lý  toán học đơn giản. 
  9. Bên cạnh đó GPS cần phải biết khoảng cách từ các vệ tinh đến vị trí cần xác định trên mặt đất, bằng công thức: s=v*t S: QUÃNG ĐƯỜNG V:VẬN TỐC T:THỜI GIAN VD:Giả sử bạn đang ở một nơi nào đó ở Vietnam, và bạn hoàn toàn  không biết minh ở đâu, vì một lý do nào đó. Bạn gặp một người dân  địa phương và hỏi một cách thân thiện: “làm ơn cho tôi biết tôi đang ở  đâu ?” Anh ta trả lời: “bạn đang cách Vũng tàu 45 km”. Đây là một sự  thật thú vị, nhưng chưa thật sự có ích. bạn có thể ở bất kỳ đâu trên  vòng tròn có tâm là Vũng tàu, bán kính 45 km.          Bạn hỏi một người khác và cô ta cho biết bạn đang cách Biên Hoà  40 km. Bây giờ bạn đã khá hơn. Nếu bạn tổng hợp hai thông tin, bạn  sẽ có hai vòng tròn giao nhau. Vị trí của bạn là một trong hai giao  điểm của hai đường tròn.            Người thứ ba cho bạn biết vị trí của bạn cách Sài gòn 30 km. Bây  giờ thì bạn đã biết mình đang ở đâu
  10. Để thực hiện tính toán này, máy thu GPS phải  biết hai thứ tối thiểu:  • Vị trí của ít nhất ba vệ tinh bên trên nó  • Khoảng cách giữa máy thu GPS đến từng vệ  tinh nói trên  Bằng cách phân tích sóng điện từ tần số cao,  công suất cực thấp từ các vệ tinh, máy thu  GPS tính toán ra được hai thứ trên. Sóng radio chuyển động với vận tốc ánh sáng,  tức là 300 ngàn km/giây trong chân không.  Máy thu có thể tính toán được khoảng cách  dựa vào thời gian cần thiết để tín hiệu đến  được máy thu.
  11. II.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA GPS Hệ thống GPS được chia làm 3 mảng: · Mảng không gian: bao gồm các vệ tinh, chúng truyền những tín hiệu cần thiết cho hệ tống hoạt động · Mảng điều khiển: Các tiện ích trên mặt đất thực hiện nhiệm vụ theo dõi vệ tinh, tính toán quĩ đạo cần thiết cho sự quản lý mảng không gian · Mảng người sử dụng: toàn thể các thiết bị thu và kỹ thuật tính toán để cung cấp cho người sử dụng thông tin về vị trí
  12. Hình 3. Vệ tinh GPS
  13. Hình 4. Cấu trúc tín hiệu GPS
  14. II.4 GPS CÓ THỂ ĐO NHỮNG GÌ Các máy thu GPS cung cấp các trị đo là khoảng  cách từ máy thu đến vệ tinh. Tuy nhiên các trị đo  này bao gồm hai loại sau: Giả cự ly (pseudo­range): là trị đo dựa trên  nguyên tắc đo xung với xung là mã P hay mã C/A.  Đặc điểm của trị đo này là độ chính xác thấp (0.3  m cho mã P và 3m cho C/A) nhưng nó thể hiện  trực tiếp khoảng cách hình học từ máy thu đến vệ  tinh. Vì mã đo khoảng cách P được truyền trên  hai tần số L1 và L2 nên tương ứng cho hai trị đo  P1 và P2. Trong khi đó mã C/A chỉ hiện diện trên  L1 nên chỉ có trị đo duy nhất C1.
  15. CÁC KIỂU ĐỊNH VỊ GPS Độ chính xác định vị GPS không những chỉ phụ  thuộc vào loại trị đo dùng trong xử lý mà còn phụ  thuộc đáng kể vào kiểu định vị 1.ĐỊNH VỊ TUYỆT ĐỐI
  16. 2.ĐỊNH VỊ TƯƠNG ĐỐI 
  17. 3.ĐỊNH VỊ ĐỘNG
  18. 4.ĐỊNH CHÍNH XÁC ĐỊNH VỊ GPS
  19. Nguồn lỗi của tín hiệu GPS Những yếu tố có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì  thế ảnh hưởng tới chính xác bao gồm: Giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion– Tín hiệu  vệ tinh bị chậm đi khi xuyên qua tầng khí quyển.  Tín hiệu đi nhiều đường – Điều này xảy ra khi tín  hiệu phản xạ từ nhà hay các đối tượng khác trước  khi tới máy thu.  Lỗi đồng hồ máy thu – Đồng hồ có trong máy thu  không chính xác như đồng hồ nguyên tử trên các  vệ tinh GPS.  Lỗi quỹ đạo – Cũng được biết như lỗi thiên văn, do  vệ tinh thông báo vị trí không chính xác. 
  20. ỨNG DỤNG CỦA GPS TRONG CÁC LĨNH VỰC  Mục đích sử dụng ban đầu của GPS dùng trong lĩnh vực  quân sự (chế tạo ra các loại tên lửa thông minh), nhưng  ngày nay GPS ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Sau đây  là một số ứng dụng tiêu biểu: 1.Ứng dụng GPS trong lĩnh vực Giáo dục Chương trình thiết bị Bản đồ & GIS Giáo dục (Mapping &  GIS Educator) giới thiệu những giải pháp đơn giản và đa  dạng, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho các tổ chức giáo dục,  thực hiện việc giảng dạy về công nghệ GPS và GIS cho  học viên dựa trên những công nghệ mới nhất của Trimble.
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2