BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LÊ KHẮC THẢO
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ
ĐỊNH VỊ CHÍNH XÁC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG
HÀ NỘI – 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LÊ KHẮC THẢO
XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ
ĐỊNH VỊ CHÍNH XÁC
Chuyên nghành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG
Mã đề tài: KTTT11B-95
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUYÊ N NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG
Người hướng dẫn: TS Hà Duyên Trung
HÀ NỘI – 2014
Xây d tr nh v ựng phương pháp hỗ ợ đị ị chính xác
L ỜI CAM ĐOAN
Trướ ế ử ờ ảm ơn chân thành đế ầ ệc h t, tôi xin g i l i c n các th y cô giáo trong vi n
Điệ ử ễn thông, Trường Đạ ọ ội đã tạ ột môi trườn t - Vi i H c Bách Khoa Hà N o ra m ng
t ốt để tôi học tập và nghiên cứu. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong Viện
Đ ạo Sau Đạ ọc, trường Đạ ọ ội đã tạo điề ệào T i H i H c Bách Khoa Hà N u ki n cho các
học viên có điều kiện học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo
TS. Hà Duyên Trung đã quan tâm, tậ ỉ ảo, hướ ẫ ỉ ử ộn tình ch b ng d n ch nh s a cho n i
dung c a lu y. ủ ận văn nà
Tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn là công trình tìm hiểu và nghiên
cứu của riêng tôi, ngoài các đoạn trích dẫn và tài liệu tham khảo trong luận văn thì
các ki c là cế ứ ứ ểu đượn th c mà tôi nghiên c u tìm hi ủ ấa riêng tôi. T t cả đều đượ c tôi
th c hi n c n th n và có s ng c ng d n. ự ệ ẩ ậ ự định hướ ủa giáo viên hướ ẫ
Tôi xin ch u trách nhi m v i nh i dung có trong lu ị ệ ớ ững nộ ận văn này.
Hà N ội, ngày ….. tháng ….. năm 2014
Tác gi lu ả ận văn
Lê Kh c Th o ắ ả
Xây d tr nh v ựng phương pháp hỗ ợ đị ị chính xác
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
BTS
Base Transceiver Station
Tr m thu phát g c ạ ố
C/A
Coarse/Acquired
Mã C/A
CDMA
Code Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo mã
COO
Cell Of Origin
T bào g c ế ố
CS
Control Segment
Phân h u khi ệ điề ển
DCM
Direction Cosine Matrix
Bi n i cosin tr c ti p ế đổ ự ế
DGPS
Differential Global Possition System
Đị ịnh v GPS vi sai
DME
Distance measuring equipment
Đài đo cự ly
DSCS
Defense Satellite Communication
System
H th truy ệ ống phòng thủ ền thông vệ
tinh
DSP
Digital Signal Processing
X lý tín hi ử ệu số
GALILEO
Định vị toàn cầu của Châu Âu
GLONASS
Định vị toàn cầu của Nga
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ dữ liệu di động dạng gói
GPS
Global Positioning Systems
Hệ thống định vị toàn cầu
GS
Ground System
H th t ệ ống mặt đấ
GSM
Global System for Mobile
H th ng toàn c u ệ ống thông tin di độ ầ
IMU
Inertial Measurement Unit
Hệ cảm nhận quán tính
INS
Inertial Navigation System
Hệ thống dẫn đường quán tính
MCS
Master Control Station
Tr u khi n chính ạm điề ể
LORAN
LOng RAnge Navigation
H th ng nh v m t ệ ố đị ị ặt đấ
MEMS
MicroElectroMechanical System
Công nghệ vi cơ điện tử
MSK
Minimum- Shift Keying
Khóa dịch cực tiểu
NED
North, East, Down
Các trục của hệ toạ độ dẫn đường
OCS
Operational Control System
Hệ thống vận hành
PPS
Precise Positionning Service
Dịch vụ định vị chính xác
PRN
Pseudo Random Code
Mã giả ngẫu nhiên
RTCM
Radio Technical Commission for
Bản tin sử dụng trong hàng hải
SV
Space Vehicle
Vệ tinh trong không gian
US
User Segment
Phân hệ người dùng
WCDMA
Wideband Code Division Multiple
Access
Đa truy cập phân mã băng rộng
WGS-84
World Geodetic System -1984
Hệ thống trắc địa học toàn cầu 1984
Xây d tr nh v ựng phương pháp hỗ ợ đị ị chính xác
M C L C Ụ Ụ
L I M UỜ Ở ĐẦ ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN V NG VỀ CÔNG NGHỆ ĐỊ NH VỊ Ử Ụ S D Ệ
TINH .................................................................................................................. 2
1.1 Gi i thi u .......................................................................................................... 2 ớ ệ
1.1.1 H th nh v GPS (Global Positioning System). ..................................... 2 ệ ống đị ị
1.1.1.1 Lý thuy n v máy thu GPS .............................................................. 2 ết cơ bả ề
1.1.1.2 S phân khu v c trong h ........................................................ 3 ự ự ệ thống GPS.
1.1.1.3 H th i................................................................................ 5 ệ ống GPS hiện đạ
1.1.2 H th nh v GALILEO. ......................................................................... 6 ệ ống đị ị
1.1.2.1 C u trúc c th ng Galileo. ................................................................... 7 ấ ủa hệ ố
1.1.2.2 Tín hi i v t b . ................................................................. 8 ệu Galileo đố ới thiế ị
1.1.3 Tín hi u GPS và GALILEO ........................................................................... 9 ệ
1.1.3.1 Tín hi ............................................................................................... 9 ệu GPS
1.1.3.2 Tín hi u GALILEO ................................................................................... 11 ệ
1.1.3.3 S a tín hi u GPS và GALILEO ...................................... 12 ự tương thích giữ ệ
1.2 Máy thu GPS/GNSS ....................................................................................... 14
1.2.1 C u trúc c a máy thu GPS/GNSS ................................................................ 14 ấ ủ
1.2.2 L c và khu i tín hi u cao t n............................................................... 15 ọ ếch đạ ệ ầ
1.2.3 Đổ ầ ếch đạ ầi t n và khu i trung t n ................................................................... 15
1.2.4 S hóa tín hiố ệu GPS ..................................................................................... 16
1.2.5 X lý tín hi ............................................................................. 17 ử ệu băng cơ sở
1.3 Các ng d ng GPS/GNSS .............................................................................. 17 ứ ụ
1.3.1 GPS đố ớ ối v i an ninh qu c phòng ................................................................. 17
1.3.2 GPS đố ớ ề ệi v i n n công nghi p ...................................................................... 18
1.3.3 GPS đố ớ ỏi v i khai thác m ............................................................................ 19
1.3.4 GPS đố ới đo đạc đị ấi v a ch t ......................................................................... 21
1.3.5 GPS đố ớ ẽ ản đồ đáy biểi v i v b n ................................................................... 22
1.3.6 GPS đố ớ ẫn đười v i d ng ................................................................................ 24
1.3.7 D cung c p thông tin v v nh v ................................................ 25 ịch vụ ấ ề ị trí đị ị
1.3.8 GPS v i vi n bi n ..................................................................... 28 ớ ệc đo địa chấ ể
1.3.9 ng d ng c i vi t nam ................................................................... 29 Ứ ụ ủa GPS tạ ệ
1.3.10 M t s lo d ng ........................................... 30 ộ ố ại máy thu GPS đang được sử ụ
CHƯƠNG II. CÁC PHƯƠNG PHÁP HỖ Ợ ĐỊ Ị TR NH V ............................... 32
2.1 Phương pháp Time of Arrival (TOA) ............................................................. 32
2.2 Phương pháp xác đị ị ự ạnh v trí d a vào m ng .................................................... 33
2.2.1 Cell-id, Cell Of Origin (COO) ..................................................................... 33
2.2.2 Phương pháp Time Difference Of Arrival (TDOA) .................................... 35
2.2.3 Phương pháp AOA (Angle Of Arrival)
................................................ 36