Mạc Đăng Huy Khóa luận tốt nghiệp
Khoa điện tử viễn thông – Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN
Trang
1
Lời cảm ơn
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy, cô giáo trường Đại
học Công Nghệ, những người đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt bốn năm
học vừa qua tại nhà trường.
Tiếp theo em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thăng Long, người
đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại khoa học
điện tử viễn thông – Đại Học Công nghệ, Người đã truyền cho em cách tư duy có
hệ thống, phương pháp nghiên cứu, tiếp cận thực tế - những điều rất quý báu với
em khi ra trường làm việc thực tế.
Em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ bộ môn Vi cơ điện tử - vi hệ thống
những người đã dẫn dắt và định hướng nghiên cứu cho em trong suốt những năm
qua.
Em xin tỏ lòng biết ơn chân thành tới cha mẹ, gia đình em những người đã
sinh thành, nuôi nấng, tin tưởng động viên em. Xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè,
đặc biệt là tập thể lớp K49ĐB, những người đã cổ vũ, động viên, chia sẻ với em
trong suốt những năm qua.
Sinh viên thực hiện
Mạc Đăng Huy
Mạc Đăng Huy Khóa luận tốt nghiệp
Khoa điện tử viễn thông – Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN
Trang
2
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ........................................................................................................ 4
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GPS................................................ 5
1.1 Giới thiệu về hệ thống GPS ........................................................................ 5
1.2 Thành phần cơ bản của hệ thông GPS ...................................................... 5
1.2.1 Bộ phận người dùng. .............................................................................. 5
1.2.2 Bộ phận không gian. ............................................................................... 6
1.2.3 Bộ phận điều khiển. ................................................................................ 7
1.3 Thành phần tín hiệu GPS .......................................................................... 8
1.3.1 Tín hiệu GPS........................................................................................... 9
1.3.1.1 Thông điệp từ chuỗi dữ liệu 50bps .............................................. 11
1.3.1.2 Cấu trúc một thông diệp tín hiệu ................................................. 12
1.4 Cách thức làm việc của hệ thống GPS ..................................................... 13
1.4.1 Hoạt động của GPS .............................................................................. 13
1.4.2 Ý tưởng định vị của hệ thống GPS ...................................................... 14
1.4.3 Độ chính xác của hệ thống GPS ........................................................... 15
1.4.4 Những nguồn lỗi ảnh hưởng đến tín hiệu GPS ................................... 15
1.5 Chuẩn NMEA ........................................................................................... 17
1.5.1 Giới thiệu về chuẩn NMEA .................................................................. 17
1.5.2 Ghép nối phần Cứng theo chuẩn NMEA ............................................ 18
1.5.3 Các đoạn mã theo chuẩn NMEA ......................................................... 20
1.5.4 Một số đoạn mã theo chuẩn NMEA để xác định vị trí ....................... 24
1.5.4.1 Giải mã một số đoạn mã xác định vị trí ....................................... 25
Chương 2: Tổng quan về hệ thống GIS và kỹ thuật xây dựng bản đồ số.............. 28
2.1 Tổng quan về hệ thống GIS ..................................................................... 28
2.1.1 Giới thiệu về hệ thống GIS ................................................................... 28
2.1.2 Cấu trúc dữ liệu trong GIS .................................................................. 29
2.1.2.1 Dữ liệu kiểu không gian ................................................................... 29
2.1.2.2 Dữ liệu kiểu phi không gian ............................................................. 30
2.1.3 Mô hình dữ liệu trong GIS ................................................................... 31
2.1.3.1 Mô hình dữ liệu kiểu RASTER .................................................... 31
2.1.3.2 Mô hình dữ liệu kiểu VECTOR ................................................... 32
2.2 Kỹ thuật xây dựng bản đồ số trên phần mềm Mapinfo. ......................... 33
2.2.1 Cách đăng ký một bản đồ trên Mapinfo. ............................................... 33
2.2.1.1 Xác định các điểm khống chế. .......................................................... 33
2.2.1.2 Thiết lập hệ tọa độ ............................................................................ 33
2.2.2 Cách số hóa bản đồ trên Mapinfo. ....................................................... 34
Chương 3: Ngôn ngữ lập trình C# .......................................................................... 35
3.1 Ngôn ngữ C# ............................................................................................. 35
3.1.1 Tổng quan về ngôn ngữ C# .................................................................. 35
3.1.2 Mã chương trình ................................................................................... 36
Kết luận ................................................................................................................ 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO: ...................................................................................... 46
Mạc Đăng Huy Khóa luận tốt nghiệp
Khoa điện tử viễn thông – Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN
Trang
3
MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN ................................................. 47
Mạc Đăng Huy Khóa luận tốt nghiệp
Khoa điện tử viễn thông – Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN
Trang
4
LỜI GIỚI THIỆU
Như chúng ta đã biết, hiện nay, công nghệ định vị toàn cầu GPS (Global
Positioning System ) là công nghệ đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới nói chung
và ở Việt Nam nói riêng. Công nghệ GPS bắt đầu được giới thiệu và ứng dụng vào
Việt Nam từ giữa những năm 1990 nhưng chủ yếu để phục vụ cho việc thu thập số liệu
tọa độ chính xác của các điểm trắc địa gốc để làm cơ sở phát triển các lưới trắc địa cấp
thấp hơn. Trong những năm gần đây, với việc xuất hiện các thiết bị đo GPS cầm tay
đơn giản và giá rẻ, việc ứng dụng công nghệ GPS vào công tác thu thập thông tin vị trí
càng trở nên phổ biến. đặc biệt là khi nó được kết hợp với các công nghệ khác như
công nghệ GIS và hệ thống viễn thông thì thực sự đã mang lại một cuộc cách mạng
trong cuộc sống hiện nay. Dưới đây là một ứng dụng của công nghệ GPS, GIS và công
nghệ viễn thông để tạo nên một hệ thống giám sát các thiết bị di động có gắn thiết bị
đo GPS như quản lý ô tô, taxi, xe bus hay các máy di động … giúp cho nhà quản lý có
thể điều hành và giám sát được công việc của mình một cách hiệu quả. Theo các nhà
dự báo, trong thời gian tới, các thiết bị GPS sẽ ngày càng nhỏ gọn, chính xác tạo điều
khiện cho sự bùng nổ trong việc ứng dụng công nghệ.
Với mục đích nghiên cứu làm chủ công nghệ, trong luận văn này, em tập trung
vào tìm hiểu công nghệ GPS cũng như thử nghiệm xây dựng một hệ thống thu thập
thông tin từ thiết bị GPS và hiển thị lên bản đồ số. Đây là tiền đề cho việc xây dựng
một hệ thống quản lý phương tiện giao thông cũng như hệ thống dẫn đường phương
tiện đường bộ sử dụng công nghệ GPS.
Luận văn được chia làm 3 chương:
Chương I : Tổng quan về hệ thống GPS
Chương II: Tổng quan về hệ thống GIS và kỹ thuât xây dựng bản đồ số
Chương III: Ngôn ngữ lập trình C#
Mạc Đăng Huy Khóa luận tốt nghiệp
Khoa điện tử viễn thông – Đại học Công Nghệ - ĐHQGHN
Trang
5
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GPS
1.1 Giới thiệu về hệ thống GPS
Hệ thống định vị toàn cầu GPS là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các
vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí bất kỳ trên trái đất nếu xác
định được khoảng cách đến tối thiểu ba vệ tinh thì ta có thể tính được tọa độ của vị trí
đó.
GPS được thiết kế và quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, nhưng chính phủ
Hoa Kỳ cho phép mọi người sử dụng nó miễn phí, bất kể quốc tịch.
Hệ thống GPS
1.2 Thành phần cơ bản của hệ thông GPS
Hệ thống định vị GPS bao gồm 3 bộ phận: bộ phận người dùng, bộ phận không
gian và bộ phận điều khiển.
Hình 1.1: Sơ đồ liên quan giữa ba phần của hệ thống định vị toàn cầu
1.2.1 Bộ phận người dùng.
Bộ phận người dùng là thiết bị thu tin hiệu GPS và người sử dụng những thiết
bị này. Thiết bị thu tin hiệu GPS là một máy thu tín hiệu sóng vô tuyến đặc biệt. Nó