ĐẠI HC QUC GIA HÀ NI
TRƢỜNG ĐẠI HC CÔNG NGH
VŨ TÙNG LINH
NGHIÊN CU K THUT D BÁO THI TIT
TI MT KHU VC CÓ PHM VI NH DA TRÊN
NG ĐỘ TÍN HIU GPS QUA CÁC THIT B
THU THÔNG MINH
Ngành: Công ngh thông tin
Chuyên ngành: Truyn d liu và mng máy tính
Mã s:
LUẬN VĂN THẠC S CÔNG NGH THÔNG TIN
NGƢỜI HƢỚNG DN KHOA HC:
PGS. TS. Nguyễn Đình Vit
Hà Ni 2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung trình bày trong lun văn này là do tôi tự nghiên cu,
tìm hiu da trên các tài liu tôi trình bày theo ý hiu ca bản thân dƣới s ng
dn trc tiếp ca Thy Nguyễn Đình Việt. Các ni dung nghiên cu, tìm hiu kết
qu thc nghim là hoàn toàn trung thc.
Luận văn này ca tôi ca từng đƣợc ai công b trong bt c công trình o.
Trong quá trình thc hin luận văn này tôi đã tham khảo đến các tài liu ca
mt s tác giả, tôi đã ghi tên tài liệu, ngun gc tài liu, tên tác gi tôi đã lit kê
trong mc ―DANH MC TÀI LIU THAM KHO‖ cui luận văn.
Hc viên
Vũ Tùng Linh
ii
LI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trƣớc hết tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo
đã tận tình hƣớng dn, ging dy tôi trong sut qtrình hc tp, nghiên cu ti Khoa
Công Ngh Thông Tin Trƣờng Đại hc Công Ngh - Đại hc quc gia Hà Ni
Đặc bit, xin chân thành cảm ơn thy giáo PGS.TS. Nguyễn Đình Việt đã hƣớng
dn tận tình, chu đáo giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Mc nhiu c gắng đ thc hin song vi kiến thc, kinh nghim bn thân,
chc chn không th tránh khi còn thiếu sót mà tôi chƣa thấy đƣợc. Tôi rt mong
nhận đƣợc đóng góp của các thy, , ta bè, đồng nghiệp đ luận văn đƣợc hoàn thin
hơn.
Hà Nội, tháng 11 năm 2017
Hc viên
Vũ Tùng Linh
iii
MC LC
LI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
MC LC ..................................................................................................................... iii
DANH MC HÌNH V ................................................................................................ vi
DANH MC T VIT TT ....................................................................................... vii
DANH MC CÁC BNG ............................................................................................ ix
M ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƢƠNG 1. GII THIU CHUNG ..............................................................................2
Sơ lƣợc v bài toán d báo thi tiết ...................................................................2 1.1
1.1.1 Các thành phn thi tiết cn d báo ............................................................3
1.1.2 Các phƣơng pháp dự báo thi tiết ...............................................................6
Kh năng ứng dng các thiết b thu GPS vào vic d báo thi tiết ...................9 1.2
1.2.1 Nguyên tắc đo thời gian truyn tín hiu GPS .............................................9
1.2.2 Xác đnh v trí trong không gian trong điều kiện lý tƣởng .......................11
1.2.3 Ảnh hƣởng ca thời gian không chính xác và phƣơng pháp hiệu chnh...13
1.2.4 Ảnh hƣởng ca môi trƣờng ti kh năng đnh v trong không gian 3 chiu
14
Đề xut vic kết ni các thiết b chức năng thu tín hiệu GPS để h tr cho 1.3
vic d báo thi tiết ...................................................................................................16
1.3.1 ng dng GPS vào d báo thi tiết trên thế gii ......................................16
1.3.2 Đề xut mô hình kết ni các thiết b thu GPS h tr d báo thi tiết .......18
Kết luận chƣơng ...............................................................................................19 1.4
CHƢƠNG 2. HỆ THNG GPS VÀ CÁC H THỐNG ĐỊNH V KHÁC ..................20
Các h thống định v toàn cu khác (ngoài GPS) da trên v tinh ..................21
2.1
2.1.1 H thống đnh v v tinh toàn cu ca Nga (GLONASS) .........................21
2.1.2 H thống đnh v v tinh Bc Đu ca Trung Quc ..................................21
2.1.3 Chƣơng trình QZSS Nht Bn ..................................................................22
2.1.4 H thống đnh v GALILEO ca Châu Âu ...............................................22
H thng GPS ..................................................................................................23 2.2
Tính toán v trí ngƣời s dng .........................................................................24 2.3
iv
2.3.1 Đánh giá phm vi gi ................................................................................24
2.3.2 Phƣơng trình tuyến tính .............................................................................26
2.3.3 Đo lƣờng độ chính xác: .............................................................................29
2.3.4 Xem xét sai s và tín hiu v tinh .............................................................31
Kết luận chƣơng ...............................................................................................33 2.4
CHƢƠNG 3. PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN NHÂN SAI S VÀ SNR .......................34
Sai s đo lƣờng: ...............................................................................................34 3.1
Sai s đồng h v tinh
....................................................................................36
Sai s qu đạo v tinh ......................................................................................38
3.3
Hiu ứng tƣơng đối ..........................................................................................39 3.4
Hiu ng khí quyn ..........................................................................................41 3.5
Hiu ng tầng điện ly:
..................................................................................43
Độ tr tầng đối lƣu ...........................................................................................46 3.7
Sai s dng hình hc ........................................................................................48 3.8
SNR ca tín hiu GPS và các yếu t ảnh hƣởng đến SNR ..............................53 3.9
3.9.1 Nhiu tn s radio .....................................................................................53
3.9.2 Yếu t đa đƣờng ........................................................................................55
3.9.3 S nhp nhánh tầng điện ly .......................................................................56
3.9.4 S ảnh hƣởng ca tầng đối lƣu .................................................................57
3.9.5 Yếu t hình hc ca v tinh.......................................................................57
Kết luận chƣơng ...........................................................................................58 3.10
CHƢƠNG 4. ĐÁNH GIÁ ỜNG ĐỘ TÍN HIU GPS BNG SMARTPHONE
CHY ANDROID ........................................................................................................59
Gii thiu v ANDROID .................................................................................59 4.1
Đặt vấn đề ........................................................................................................60 4.2
Mô hình và kch bn ........................................................................................61 4.3
Phn mm .........................................................................................................61 4.4
4.4.1 Phân tích yêu cu ......................................................................................61
4.4.2 Biểu đ chức năng .....................................................................................61
4.4.3 Thiết kế giao din ......................................................................................62
Kết qu thc nghim và phân tích ...................................................................65 4.5