NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

Khái niệm:• Hệ thống định vị toàn cầu GPS Global Positioning System - GPS là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo.. • GPS là một hệ thống gồm 27 vệ tinh 3 v

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

A Nội dung nghiên cứu

I Giới thiệu về GPS

II Nguyên lý hoạt động của GPS

1 Nguyên lí hoạt động

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động

của GPS

III Ứng dụng GPS

I Giới thiệu về GPS

Global (toàn cầu)

Positioning (Định vị)

System (Hệ thống)

G P s

1 Khái niệm:

• Hệ thống định vị toàn cầu GPS ( Global

Positioning System - GPS) là hệ thống xác định

vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo

• GPS là một hệ thống gồm 27 vệ tinh (3 vệ tinh

dự phòng) chuyển động trên các qũi đạo chung quanh trái đất

• GPS được thiết kế xây dựng, vận hành và quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ.

Phân loại:

Được biến đến nhiều nhất là các hệ thống:

• LORAN (Long Range Navigation) : hoạt động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu

dùng cho hàng hải

• TACAN (Tactical Air Navigation): dùng cho quân đội Mỹ 

• Với độ chính xác thấp VOR/DME – VHF

không dân dụng

II Cấu tạo và nguyên lí hoạt

động

1.Cấu tạo

- Hệ thống GPS bao gồm 3 mảng :

thiết bị thu.

đất, chia thành trạm trung tâm và trạm con Các trạm con, vận hành tự động, nhận thông tin từ vệ tinh, gửi tới cho trạm chủ.

Trạm con gửi thông tin đã được hiệu chỉnh trở

lại, để các vệ tinh biết được vị trí của chúng trên quỹ đạo và thời gian truyền tín hiệu.

+ Mảng còn lại: Gồm các vệ tinh hoạt động bằng năng lượng mặt trời, được sắp xếp trên sáu mặt phẳng quĩ đạo

đạo

Quãng thời gian tồn tại của chúng

vào khoảng 10 năm và chi phí cho

mỗi lần thay thế lên đến hàng tỷ USD.

Sơ đồ minh họa các mảng

2 Nguyên lí hoạt động

- Để xác định vị trí của một vật thể bằng vệ

tinh cần :

+ Đo được khoảng cách tới ít nhất 3 vệ tinh + Vị trí của các vệ tinh.

- Nguyên lý xác định khoản cách này dựa trên công thức:

Quãng đường = Vận tốc x Thời gian

- Vệ tinh phát ra các tín hiệu bao gồm vị trí

của chúng, thời điểm phát tín hiệu.

- Máy thu GPS phải xác định được hai thứ tối thiểu:

+ Vị trí của ít nhất 3 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 tần, công suất cực thấp từ các vệ tinh, máy thu GPS và vệ tinh sẽ tính toán ra dđược hai thứ trên dựa trên công thức đã cho

- Về bản chất máy thu sẽ xác định sự sai lệch giữa thời gian tín hiệu truyền từ vệ tinh và thời gian máy thu nhận được tính hiệu (At)

- Máy thu sẽ tính toán dựa trên công thức: S=At*c

c: vận tốc ánh sáng

S: vệ tinh máy thu

- Sau khi xác định được khoản cách này,

vệ tinh sẽ xác định vi trí thông qua

phép định vị điểm trong không gian.

bằng sự giao nhau của các mặt cầu

trong không gian và từ đó các sẽ xác định chính xác vị trí của máy thu GPS tức là điểm cần định vị.

Hình ảnh miêu tả phép định vị điểm

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt

động của GPS

hưởng nhất định làm thay đổi quĩ đạo của các vệ tinh

chậm tốc độ truyền, đặc biết là khi

sóng điên từ đi qua các tầng điện ly và đối lưu.

• khi tín hiệu phản xạ từ các vật thể

lớn như các toà nhà cao tầng, cũng tạo cho máy thu một sai số như là

đến từ một khoảng cách xa hơn

từ tối thiểu 4 vệ tinh, phối hợp các

thông tin này với thông tin đã được chứa trong Almanac để tính toán ra

vị trí của máy thu trên mặt đất

III Ứng dụng GPS

1 Ứng dụng 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

thiên nhiên:

Công nghệ GPS và GIS đã cho phép con

người có thể quản lý một cách có hiệu quả hơn, chi tiết và cụ thể hơn những nguồn tài nguyên thiên nhiên mà con người đang sở

- Ứng dụng GPS trong lĩnh vực quân sự :

Các vũ khí hiện: như máy bay, tên

lữa, vệ tinh đều định hướng dựa trên công nghệ GPS

trong các lĩnh vực khác: Kinh tế,Giao thông…

Bài giảng đến đây kết thúc

Xin chân thành cảm ơn các quý

thầy cô và các bạn