2
1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
Sơ lƣợc về bài toán dự báo thời tiết 1.1
1.1.1 Các thành phần thời tiết cần dự báo
1.1.2 Các phƣơng pháp dự báo thời tiết
Khả năng ứng dụng các thiết bị thu GPS vào việc dự báo thời tiết 1.2
1.2.1 Nguyên tắc đo thời gian truyền tín hiệu GPS
1.2.2 Xác định vị trí trong không gian trong điều kiện lý tƣởng
1.2.3 Ảnh hƣởng của thời gian không chính xác và phƣơng pháp hiệu chỉnh
1.2.4 Ảnh hƣởng của môi trƣờng tới khả năng định vị trong không gian 3 chiều
Đề xuất việc kết nối các thiết bị có chức năng thu tín hiệu GPS để hỗ trợ cho 1.3
việc dự báo thời tiết
1.3.1 Ứng dụng GPS vào dự báo thời tiết trên thế giới
1.3.2 Đề xuất mô hình kết nối các thiết bị thu GPS hỗ trợ dự báo thời tiết
Như đã phân tích ở phần 1.2.4, ta thấy rằng chỉ số SNR (tỉ số cường độ tín hiệu
trên cường độ nhiễu) của tín hiệu GPS bị ảnh hưởng nhiều bởi tầng đối lưu, mà trên
hết là do nhiệt độ, áp suất, và độ ẩm tương đối.
Bằng phương pháp thực nghiệm, luận văn sẽ thống kê kết quả đo SNR xem với
từng điều kiện nhiệt độ, áp suất, và độ ẩm tương đối ứng với từng trạng thái thời tiết
nhất định (mưa, nắng, có mây,…) tại cùng một vị trí, cùng thời điểm chỉ khác nhau về
ngày thì SNR sẽ chịu sự ảnh hưởng và thay đổi ra sao. Nếu có sự khác nhau về độ
biến thiên SNR (đồ thị SNR thay đổi theo một số yếu tố thời tiết) thì ta có khả năng
kết luận được sự biến đổi khác nhau của SNR có thể đặc trưng cho điều kiện thời
tiết tại một phạm vi nhỏ (cỡ vài chục mét) ở một thời điểm xác định.
Trong phạm vi nhỏ đó để hỗ trợ cho việc dự báo thời tiết (chẳng hạn như sự di
chuyển của đám mây lớn) là không có ý nghĩa. Tuy nhiên nếu như ta tổ chức kết nối
rất nhiều thiết bị thu GPS thành một mạng lưới để thu thập thông tin về trạng thái
thời tiết (tương ứng với SNR) tại nhiều khu vực ở nhiều thời điểm khác nhau, ta có
thể lập được một bản đồ theo thời gian về các trạng thái thời tiết, cung cấp các
thông tin hữu ích cho việc dự báo. Chẳng hạn dựa vào lịch sử có mặt của đám mây
lớn tại các điểm khảo sát kế cận nhau theo thời gian trước đó, ta có thể đoán được
hướng đi của đám mây… Khi biết sự thay đổi vị trí của các đám mây, ta có thể dự
đoán được hướng và mức độ nhanh chậm di chuyển của các cơn gió tác động đến mây.
Đặc biệt là bão xảy ra, dựa vào dòng gió chuyển động ta sẽ xác định được tâm bão,
cùng với khoảng cách của máy thu (người sử dụng) tới tậm bão, qua đó truyền thông
tin cảnh báo tới người dùng. Cần lưu ý rằng, các cơ quan dự báo thời tiết hiện nay,
ngay cả trong tình huống khẩn cấp, cũng chỉ có thể phát các bản tin cảnh báo cách
nhau hàng chục phút, còn hệ thống mà tôi đề xuất, nếu được chứng minh thực tiễn, và
