TÌM HIỂU VỀ LOCATION SERVICES CHO DI ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA

TÌM HIỂU VỀ LOCATION SERVICES CHO DI ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

NGUYỂN VÕ THANH PHÚ – 0512269 LÂM THỊ NGỌC NHÀN – 0512248

TÌM HIỂU VỀ LOCATION SERVICES CHO DI ĐỘNG VÀ XÂY DỰNG ỨNG DỤNG MINH HỌA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNTT

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNTh.S NGÔ HUY BIÊN

KHÓA 2005 - 2009

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TpHCM, ngày … tháng …… năm ……

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

TpHCM, ngày … tháng …… năm ……

Giáo viên phản biện

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin cảm ơn khoa công nghệ thông tin, trường Đại học Khoa học tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện luận văn này.Xin cảm ơn thầy Ngô Huy Biên đã hướng dẫn chúng em thực hiện luận văn này Xin cảm ơn các quý Thầy Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bị những kiến thức quý báu cho chúng em trong những năm học vừa qua

Nhóm sinh viên thực hiệnNguyễn Võ Thanh Phú – Lâm Thị Ngọc Nhàn

Tháng 07/2009

Trường đại học khoa học tự nhiên

Bộ môn công nghệ phần mềm

Đề cương chi tiếtTên Đề Tài: Tìm hiểu về Location Services cho di động và xây dựng ứng dụng minh

họa

Giáo viên hướng dẫn: Ngô Huy Biên

Thời gian thực hiện: 31/12/2008 – 04/07/2009

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Võ Thanh Phú – 0512269

Lâm Thị Ngọc Nhàn – 0512248

Loại đề tài: Tìm hiểu công nghệ và xây dựng ứng dụng minh họa

Nội Dung Đề Tài:

1 Nội dung và yêu cầu

- Tìm hiểu về công nghệ cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí (location based service)

- Xây dựng ứng dụng tìm kiếm dựa theo vị trí, với các chức năng sau

o Tìm thông tin dựa trên vị trí của người dùng

o Kết hợp dữ liệu từ một số nguồn khác nhau để phục vụ người dùng

o Hướng dẫn trực quan dưới dạng bản đồ

2 Phương pháp thực hiện

- Tìm hiểu về các dịch vụ dựa theo vị trí

o Tìm hiểu các công nghệ liên quan trên phần cứng và phần mềm

 Công nghệ phần cứng & xử lý

 Công nghệ định vị

o Ưu và khuyết của các công nghệ

o Lịch sử phát triển các công nghệ liên quan

- Các nghiên cứu trong cùng lĩnh vực

o Các chuẩn và tổ chức hiện có liên quan tới lĩnh vực này

o Những vấn đề mở và những khó khăn đang gặp phải

o Những công nghệ có triển vọng

o Để xuất hướng nghiên cứu và liên hệ đề tài

- Tìm hiểu các hệ thống cung cấp dịch vụ hiện có

o Hoàn cảnh ra đời

o Lình vực ứng dụng

o Ưu và khuyết điểm của các hệ thống ứng dụng này

o Bài học rút ra từ các hệ thống này

- Tìm hiểu việc xây dựng một dịch vụ dựa trên vị trí của người dùng

o Tìm hiểu mô hình web service và các ưu điểm của nó so với việc xây dựngmột ứng dụng truyền thống

o Xác định các nhu cầu của một ứng dụng theo hướng dịch vụ dựa trên vị trí

o Các yêu cầu thực tiễn của ứng dụng

 Cung cấp kết quả tìm kiếm dựa trên địa điểm

 Tính tương tác và mở với người dùng (cho phép thêm thông tin như thông tin địa điểm, thông tin hướng dẫn)

 Tích hợp với các hệ thống sẵn có (ví dụ như microblogging)

o Đề xuất cách xây dựng ứng dụng với các công nghệ đã chọn

 Mô hình hóa dữ liệu cho web service và tận dụng các kiểu dữ liệu thưa theo chuẩn OpenGIS của MySQL 5

 Xây dựng một web service với J2EE

 Xây dựng một ứng dụng di động với J2ME

o Các khái niệm và công nghệ

o Tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của các dịch vụ dựa theo vị trí

o Hiện trạng của công nghệ cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí

 Thuận lợi

 Khó khăn

o Xu hướng phát triển của các dịch vụ dựa theo vị trí

- Xây dựng được một ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí

o Đặt nền tảng cho các ứng dụng kế thừa, các hướng phát triển cho ứng dụng

o Giải quyết một số khuyết điểm đã gặp trong các ứng dụng khác

Kế Hoạch Thực Hiện:

Từ ngày Mô tả công việc

20/12/2008 Gặp gỡ giáo viên, xác định yêu cầu của đề tài

29/12/2009 Tìm hiểu khái niệm web service

15/01/2009 Chọn ứng dụng minh họa

26/01/2009 Tìm hiểu các công nghệ định vị

09/02/2009 Tìm hiểu và đánh gía các ứng dụng hiện có

16/02/2009 Đánh giá các platform server hiện có

22/02/2009 Chọn nguồn dữ liệu và nền tảng lập trình server, tìm hiểu nền tảng

đã chọn

01/03/2009 Đánh giá các platform client hiện có

09/03/2009 Chọn nguồn dữ liệu và nền tảng lập trình client, tìm hiểu nền tảng

đã chọn

15/03/2009 Xác định các yêu cầu cho server

23/03/2009 Xác định các yêu cầu cho client

31/03/2009 Thiết kế hệ thống

15/04/2009 Xác định phương thức liên lạc giữa client và server

23/04/2009 Mô hình hóa dữ liệu

01/05/2009 Code server với chức năng location search

10/05/2009 Code server với chức năng tìm đường

18/05/2009 Tìm hiểu phương thức liên lạc với các web service khác

26/05/2009 Chuẩn bị test cho server

01/06/2009 Code client

22/06/2009 Kiểm thử và báo cáo

04/07/2009 Tổng kết báo cáo & Đóng gói phần mềm

SV Thực hiện



MỤC LỤC

Chương 1 GIỚI THIỆU 26

Chương 2 CÔNG NGHỆ 29

2.1 Công nghệ định vị 29

2.1.1 Các hệ thống vệ tinh định vị hiện có 30

2.1.1.1 NAVSTAR GPS: 30

2.1.1.2 GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) 31

2.1.1.3 Galilleo 32

2.1.2 Trạm thu phát (Base station) 32

2.1.3 Các loại thiết bị có tính năng định vị cho người dùng 34

2.1.4 Cách thức định vị 36

2.1.4.1 Cell identification / Cell of origin 36

2.1.4.2 Định vị từ nhiều phía (multilateration) 37

2.1.4.2.1 Time difference of arrival (TDOA) 37

2.1.4.2.2 Time of arrival (TOA) 39

2.1.4.2.3 Angle of arrival (AOA) 40

2.1.4.2.4 Enhanced observed time difference (E-OTD) 40

2.1.4.2.5 Advanced forward link trilateration (A-FLT) 41

2.1.4.3 Định vị bằng vệ tinh: hệ thống định vị toàn cầu (GPS) 41

2.1.4.3.1 Các thành phần của GPS: user, ground & space section 41

2.1.4.3.2 Phương pháp định vị 42

2.1.4.3.3 Các cải tiến 43

2.1.5 Khác biệt giữa các hệ thống định vị được ứng dụng trong LBS với các hệ thống tương tự 46

2.1.5.1 Khác biệt với các hệ thống định vị thời gian thực 46

2.1.5.2 Sự khác biệt với các hệ thống định hướng và theo dõi 48

2.1.6 Tính riêng tư khi sử dụng công nghệ định vị 49

2.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 49

2.2.1 Lịch sử 50

2.2.2 Dữ liệu cho GIS 51

2.2.3 Xử lý thông tin với GIS 53

2.2.3.1 Mô hình hóa dữ liệu 54

2.2.3.2 Mô hình hóa các mạng lưới 54

2.2.3.3 Mô hình hóa bản đồ 55

2.2.3.4 Thống kê địa lý 55

2.2.3.5 Mã hóa địa chỉ (geocoding) 56

2.2.4 Trình bày thông tin với GIS 56

2.2.4.1 Bản đồ 56

2.2.4.2 Đồ họa máy tính 57

2.3 Công nghệ truyền tải dữ liệu 57

2.3.1 WAP/GPRS/EDGE 57

2.3.2 Bluetooth/Wifi/WiMax 58

2.3.3 Truyền thông vệ tinh 59

Chương 3 CÁC NGHIÊN CỨU, CHUẨN VÀ ỨNG DỤNG HIỆN TẠI 61

3.1 Nghiên cứu 61

3.1.1 Các công ty & tổ chức nổi bật 61

3.1.2 Các vấn đề mở 62

3.2 Chuẩn 62

3.3 Các ứng dụng thương mại 64

3.3.1 Google 64

3.3.2 Yahoo 68

3.3.3 Vietmap 69

3.3.4 DiaDiem.com 70

3.3.5 Vietbando.com 71

3.3.6 Vimap 73

3.3.7 SMS Locator 73

Chương 4 XÂY DỰNG SERVER PHỤC VỤ LBS 75

4.1 Giới thiệu về server và web service 75

4.1.1 Vai trò và khả năng của hệ thống server 75

4.1.2 Yêu cầu cho ứng dụng trên server 77

4.1.2.1 Có thể tái sử dụng, dễ bảo trì 77

4.1.2.2 Bảo mật 78

4.1.2.3 An toàn (secure & reliable) 78

4.1.3 Ưu điểm của thiết kế có server 79

4.2 Xây dựng hệ thống server phục vụ LBS 79

4.2.1 Phân tích 79

4.2.1.1 Giới thiệu về web service 80

4.2.1.2 Kiến trúc của web service trong ứng dụng LBS 82

4.2.1.3 Mashup 83

4.2.1.4 Các phương pháp khác 84

4.2.1.4.1 SAAS 84

4.2.1.4.2 Client only 85

4.2.2 Ngôn ngữ 85

4.2.2.1 Giới thiệu Java 86

4.2.2.2 Ưu điểm của Java 87

4.2.2.2.1 Là ngôn ngữ lập trình thế hệ thứ 3 (3GL) với nhiều cải tiến 87

4.2.2.2.2 Là ngôn ngữ được thông dịch (interpreted) 87

4.2.2.2.3 Phát triển về mặt công nghệ 88

4.2.2.3 Khuyết điểm của Java 89

4.2.2.5 Các ngôn ngữ khác có thể dùng để triển khai web service 90

4.2.2.5.1 ASP.NET 90

4.2.2.5.2 PHP 90

4.2.2.5.3 Ruby on Rails 91

4.2.3 Cơ sở dữ liệu 91

4.2.3.1 Giới thiệu MySQL 91

4.2.3.2 MySQL spatial extension 92

4.2.3.2.1 Biểu diễn dữ liệu 92

4.2.3.2.2 Truy xuất thuộc tính cũa dữ liệu địa lý 93

4.2.3.2.3 Thao tác trên dữ liệu địa lý 96

4.2.3.3 Ứng dụng MySQL vào xây dựng LBS 98

Chương 5 XÂY DỰNG CLIENT CHO LBS 102

5.1 Định nghĩa 102

5.2 Môi trường client 102

5.2.1 Windows Mobile và Microsoft Auto 102

5.2.2 Symbian 104

5.2.3 J2ME 105

5.3 Các vấn đề khi phát triển ứng dụng trên client là thiết bị di động 106

5.3.1 Dữ liệu 106

5.3.2 Xử lý và tốc độ 107

5.3.3 Liên lạc 107

5.3.4 Đồ họa 108

Chương 6 XÂY DỰNG ỨNG DỤNG LBS 109

6.1 Phát biểu bài toán 109

6.1.1 Giới thiệu 109

6.1.2 Mô tả tổng quan 109

6.1.3 Sử dụng 110

6.2 Phân tích yêu cầu 111

6.2.1 Usecase 111

6.2.1.1 Danh sách các actor 111

6.2.1.2 Danh sách các usecase 111

6.2.1.3 Usecase “Định vị” 112

6.2.1.4 Usecase “Hiển thị vị trí” 113

6.2.1.5 Usecase “Hiển thị đường đi” 113

6.2.1.6 Usecase “Di chuyển trên bản đồ” 114

6.2.1.7 Usecase “Tìm đường” 114

6.2.1.8 Usecase “Tìm địa danh” 115

6.2.1.9 Usecase “Tìm địa danh gần đúng” 115

6.2.1.10 Usecase “Liệt kê loại địa điểm” 116

6.2.1.11 Usecase “Hiển thị danh sách kết quả” 117

6.2.1.12 Usecase “Tìm đường” 117

6.2.1.13 Usecase “Thay đổi phương pháp tìm kiếm” 118

6.2.1.14 Usecase “Bật / tắt chức năng định vị” 118

6.3 Thiết kế và phát triển ứng dụng 119

6.3.1 Công cụ, môi trường và tổng quan hệ thống 119

6.3.1.1 Công cụ và môi trường 119

6.3.1.2 Cơ sở dữ liệu và hoạt động của hệ thống 120

6.3.2 Cơ sở dữ liệu 123

6.3.3 Sơ đồ lớp mức thiết kế ở server 126

6.3.3.1 Lớp LocationBasedServices 128

6.3.3.2 Package business 129

6.3.3.2.1 Lớp Finder 129

6.3.3.3 Package data 129

6.3.3.3.1 Lớp StreetData 129

6.3.3.3.2 Lớp LocationSearchResultData 129

6.3.3.3.3 Lớp StreetNodeData 129

6.3.3.3.4 Lớp VenueTypeData 129

6.3.3.3.5 Lớp Configuration 130

6.3.3.4 Package objects 130

6.3.3.4.1 Lớp LocationSearchResult 130

6.3.3.4.2 Lớp StreetNode 130

6.3.3.4.3 Lớp SimpleStreetNode 130

6.3.3.4.4 Lớp DijkstraVertex 130

6.3.3.4.5 Lớp Street 130

6.3.3.4.6 Lớp Coordinate 130

6.3.3.4.7 Lớp VenueType 131

6.3.4 Sơ đồ lớp mức thiết kế ở client 131

6.3.4.1 Các lớp trong package location based service 131

6.3.4.1.1 Lớp LocationBasedService 131

6.3.4.1.2 Lớp LocationBasedService_Stub 132

6.3.4.1.3 Lớp LocationSearchResult, Coordinate và SimpleStreetNode 132

6.3.4.2 Lớp GoogleMaps 132

6.3.4.3 Lớp CloudMade 132

6.3.4.4 Lớp MicroDouble 132

6.3.5 Thiết kế giao diện 132

6.3.5.1 Sơ đồ tương tác giữa các màn hình 134

6.3.5.2 Màn hình chính 135

6.3.5.3 Màn hình tìm kiếm 137

6.3.5.4 Màn hình tìm kiếm theo loại địa điểm 138

6.3.5.5 Màn hình kết quả tìm kiếm 138

6.3.5.6 Màn hình tùy chọn ứng dụng 140

6.3.6 Các API, lớp và hàm của các tác giá khác được sử dụng trong đề tài 141

6.3.6.1 Google Maps static API & Lớp Google Map 141

6.3.6.2 Cloud made routing API 141

6.3.6.3 JSONObject 142

6.3.6.4 MicroFloat 142

6.4 Kiểm thử (testing) 142

6.4.1 Acceptance system test cho server và client 143

6.4.2 Unit test trên server 143

6.4.2.1 LocationBasedServicesTest 143

6.4.2.2 Finder test 144

6.4.2.3 Router test 144

6.4.2.4 LocationSearchResultData test 145

6.4.2.5 StreetData test 146

6.4.2.6 StreetNodeData test 147

6.4.2.7 VenueTypeData test 148

6.4.2.8 Coordinate test 148

6.4.2.9 DijkstraVertex test 149

6.4.2.10 LocationSearchResult test 150

6.4.2.11 SimpleStreetNode test 150

6.4.2.12 StreetNode test 150

6.4.2.13 Street test 151

6.4.3 Conformance test trên server 151

6.4.3.1 Các test case đã thực hiện trên hàm Find 152

6.4.3.2 Các test case đã thực hiện trên hàm FindFuzzy 154

6.4.3.4 Các test case đã thực hiện trên hàm Route 155

6.4.4 Performance test trên server 156

6.4.4.1 Cấu hình các hệ thống tham gia test 157

6.4.4.2 Test 1: Null test 157

6.4.4.3 Test 2: Các request bình thường 159

6.5 Tích hợp và triển khai 159

6.5.1 Client 160

6.5.2 Server 160

6.5.3 Mô hình triển khai thực tế nhằm đánh giá ứng dụng 162

6.6 Đánh giá và so sánh 163

6.6.1 Lưu trữ 163

6.6.2 Xử lý 164

6.6.3 So sánh tính năng với các ứng dụng khác 165

6.6.3.1 Kết quả chạy Google Maps 166

6.6.3.2 Kết quả chạy Vimap 168

6.6.3.3 Kết quả chạy SMS Locator 169

6.6.3.4 Kết quả chạy ứng dụng minh họa – locations service client 170

Chương 7 TỔNG KẾT 173

7.1 Kết quả đạt được 173

7.2 Hướng phát triển 173

7.2.1 Cải thiện hiệu năng 173

7.2.2 Cải thiện mô hình triển khai 174

7.2.3 Thêm tính năng cho ứng dụng 174

7.2.4 Tăng tính tiện dụng cho người dùng 174

TÀI LIỆU THAM KHẢO 175 MỤC LỤC HÌNH

Hình 1 Trạm thu phát được ngụy trang 33

Hình 2 Thiết bị GPS 34

Hình 3 PDA có tính năng GPS 34

Hình 4 Máy tính dashtop 35

Hình 5 Định vị theo phương pháp Cell identification 37

Hình 6 Định vị theo phương pháp TDOA 39

Hình 7 Định vị theo phương pháp TOA 40

Hình 8 Định vị theo phương pháp AOA 40

Hình 9 Các thành phần của GPS 42

Hình 10 Định vị bằng vệ tinh 43

Hình 11 Kiến trúc WAAS 44

Hình 12 Kiến trúc LAAS 45

Hình 13 Mô hình A-GPS 46

Hình 14 Thẻ nhận dạng bằng Ultrasound đeo trên tay bệnh nhận trong một bệnh viện47 Hình 15 Sơ đồ hệ thống định vị bằng Radar Vật cần định vị không nhận được vị trí của mình 48

Hình 16 Bản đồ của Snow, các chấm đen thể hiện các ổ dịch 50

Hình 17 Dữ liệu dưới dạng thuộc tính kèm theo điểm, đường và đa giác 53

Hình 18 Kiến trúc các dịch vụ web của OGC 64

Hình 19 Kết quả tìm đường trên Google map mobile 65

Hình 20 MyLocation có thể định vị người dùng chính xác tới một mức nhất định 66

Hình 21 Google Latitude trên iPhone 68

Hình 22 Yahoo map 69

Hình 23 Vietmap 70

Hình 24 3D trên địa điểm 71

Hình 25 Việt bản đồ mobile 72

Hình 26 Ảnh minh họa Vimap từ trang chủ Vimap 73

Hình 27 Triển khai web service 81

Hình 28 Kiến trúc server phục vụ LBS 82

Hình 30 Các đối lớp tượng trong MySQL GIS extenstion 92

Hình 31 So sánh tốc độ của hai phương pháp tính 100

Hình 32 Usecase của ứng dụng 111

Hình 33 Các điểm tạo thành đường Nguyễn Hữu Thọ và Nguyễn Văn Linh trong OSM so với trên bản đồ - các nút ở gần giao điểm của 2 đường không nằm trùng nhau 122

Hình 34 EER cho CSDL ở server 123

Hình 35 Các lớp ở server (1) 126

Hình 36 Các lớp ở server (2) 127

Hình 37 Các lớp ở client 131

Hình 38 Ứng dụng chạy trên thiết bị giả lập có kích thước màn hình nhỏ hơn thiết kế

(130x160) 134

Hình 39 Sơ đồ tương tác giữa các màn hình 134

Hình 40 Menu chính của ứng dụng 135

Hình 41 Ứng dụng hiển thị kết quả tìm kiếm theo 2 cách: đường đi và đánh dấu điểm đầu, cuối 136

Hình 42 Màn hình tìm kiếm 137

Hình 43 Màn hình liệt kê loại địa điểm 138

Hình 44 Màn hình kết quả 139

Hình 45 Màn hình tủy chọn 140

Hình 47 Giao diện editor của SOAP UI 152

Hình 48 Kết quả performance test 1 158

Hình 49 Kết quả performance test 2 159

Hình 50 Màn hình deploy ứng dụng trong giao diện quản lý của GlassFish 161

Hình 51 Mô hình triển khai ứng dụng 162

Hình 52 Định vị với CellID và MyLocation trên google maps 166

Hình 53 Màn hình tìm kiếm địa điểm và hiển thị kết quả 167

Hình 54 Google maps không thể dẫn đường ở Việt Nam (hình trái) nhưng hoạt động tốt ở NewYork (hình phải) 167

Hình 56 Tin nhắn gửi đến SMS Locator và kết quả trả về (tin được gửi khi người dùng

đứng ở giao lộ Mạc Đĩnh Chi – Nguyễn Thị Minh Khai 169

Hình 57 Bản đồ và bản đồ hiển thị đường đi trên thiết bị thật 170

Hình 58 Màn hình tìm đường và hiển thị kết quả trên thiết bị thật 171

Hình 59 Màn hình tìm địa điểm và kết quả tìm 171

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1Danh sách actor 111Bảng 2Danh sách usecase 112Bảng 3Mô tả bảng POI trong CSDL 123Bảng 4Mô tả bảng StreetNode trong CSDL 123Bảng 5Mô tả bảng Street trong CSDL 124Bảng 6Mô tả bảng Street - StreetNode trong CSDL 124Bảng 6Mô tả bảng Place trong CSDL 125Bảng 6Mô tả bảng PlaceType trong CSDL 125Bảng 7Mô tả màn hình chính của ứng dụng client 136Bảng 8Mô tả màn hình tìm kiếm của ứng dụng client 137Bảng 9Mô tả màn hình liệt kê loại địa điểm 138Bảng 10Mô tả màn hình kết quả của ứng dụng client 139Bảng 11Mô tả màn hình tùy chọn của ứng dụng client 141Bảng 12Các testcase cho lớp LocationBasedServices 144Bảng 13Các testcase cho lớp Router 145Bảng 14Các testcase cho lớp LocationSearchResultData 146Bảng 15Các testcase cho lớp StreetData 147Bảng 16Các testcase cho lớp StreetNodeData 147

Bảng 17Các testcase cho lớp VenueTypeData 148Bảng 18Các testcase cho lớp Coordinate 148Bảng 19Các testcase cho lớp DijkstraVertex 150Bảng 20Các testcase cho lớp LocationSearchResult 150Bảng 21Các testcase cho lớp StreetNode 151Bảng 22Các testcase cho lớp Street 151Bảng 23Các testcase thực hiện trên hàm Find 153Bảng 24Các testcase thực hiện trên hàm FindFuzzy 154Bảng 25Các testcase thực hiện trên hàm FindStreet 155Bảng 26Các testcase thực hiện trên hàm Route 156Bảng 27Cấu hình các hệ thống tham gia performance test 157Bảng 28Số record được lưu trong CSDL của ứng dụng 163Bảng 29Giới hạn lưu trữ của MySQL 164Bảng 30Kết quả thử nghiệm các tính năng và thời gian đáp ứng của các ứng dụng 165

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Thông tin chung về đề tài:

Tên đề tài: Tìm hiểu về Location Services cho di động và xây dựng ứng

dụng minh họa

Sinh viên thực hiện:

0512269 – Nguyễn Võ Thanh Phú

0512248 – Lâm Thị Ngọc NhànTóm tắt nội dung luận văn:

- Phân tích điểm mạnh và yếu của các công nghệ liên quan tới dịch vụ dựa trên vị trí

- Xu hướng ứng dụng dịch vụ dựa theo vị trí hiện nay

- Đề ra một hướng phát triển tương đối chung cho các dịch vụ dựa theo vị trí

- Phát triển một ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí gồm các chức năng:

+ Tìm đường ở Việt Nam với cơ sở dữ liệu mở, có sẵn

+ Local search

Một số từ khóa chính liên quan đến nội dung đề tài:

Location, Service, Application, Mobile, Pathfinding, Local search

Lĩnh vực áp dụng:

Công nghệ di động

Các thuật tóan, phương pháp, quy trình chính được nghiên cứu trong đề tài

- Location service được cung cấp dưới dạng Web service

- Fuzzy text search

- GIS Function

Các công cụ, công nghệ chính được nghiên cứu trong đề tài

MySQL GIS, J2EE Webservice, J2ME

Chương 1 GIỚI THIỆU

Vài thập kỷ qua, công nghệ thông tin đã có những bước phát triển vượt bậc để đáp ứngnhu cầu của của con người Trong khi chỉ cách đây vài thập kỷ việc mang một chiếcmáy tính theo bên mình còn là chuyện không tưởng khi một chiếc máy có khả năng xử

lý chỉ vào ngàn phép tính một giây đã lớn bằng cả căn phòng1 thì giờ đây bất kỳ aicũng đã có thể hoàn thành công việc của mình ngay trên đường đi chỉ với một chiếcđiện thoại di động

Bên cạnh sự phát triển của công nghệ chế tạo thiết bị thì kỹ thuật sử dụng thiết bị, mà

cụ thể là các dịch vụ và sản phẩm phần mềm kèm theo cũng có sự tiến hóa tương ứng.Theo trào lưu ấy, việc kết hợp giữa các thiết bị hiện đại (mang đến tính tiện dụng) vàcác dịch vụ mới (mang đến tiện ích) để sinh ra lợi ích tối đa cho người dùng là tất yếu,

mà thiết bị di động đang là trung tâm của xu hướng này, thể hiện qua hàng loạt các sảnphẩm gần đây của các nhà cung cấp dịch vụ có tiếng trên toàn thế giới như Google với

hệ điều hành Android hay Apple với iPhone; giờ đây người sở hữu thiết bị di độngkhông còn bị gói gọn trong văn phòng nữa mà có thể thực hiện công việc hàng ngày từbất cứ nơi đâu

Khi hướng phát triển truyền thống cung cấp xử lý dựa trên thông tin của người dùng đãphát triển gần đến mức giới hạn, một hướng mới đã được mở ra: cung cấp khả năng xử

lý dựa trên thông tin của môi trường chung quanh Từ việc biết được người dùng đang

ở trong hoàn cảnh nào, thiết bị có thể đưa ra những phương án hỗ trợ người dùng tốtnhất một cách tự động (không đòi hỏi dữ liệu hoặc thao tác từ phía người dùng) Cácthông tin “nền” về môi trường xung quanh đó bao gồm vị trí của người dùng

Khả năng định vị đã được bắt đầu có trong một số thiết bị chuyên dụng từ cách đây vàithập kỉ Tuy nhiên mãi đến gần đây mới bắt đầu được tích hợp vào các thiết bị dành

1 Electronic Numerical Integrator And Computer, được xây dựng bởi phòng nghiên cứu tên lửa đạn đạo của quân

cho người dùng phổ thông, cung cấp nền tảng để các các dịch vụ dựa trên vị trí(location based service -LBS) có thể hoạt động Nói một cách ngắn gọn, dịch vụ dựatheo vị trí là một dịch vụ cung cấp nội dung và khả năng tương tác với người dùng dựatrên vị trí hiện tại của người dùng.

Loại dịch vụ này tuy ra đời sau nhưng các dịch vụ dựa theo vị trí đã được kèm theo hầuhết các thiết bị di động có hỗ trợ; trong đó phổ biến nhất là dịch vụ bản đồ số và tìmđường đi

Giờ việc định vị một thiết bị đã trở nên khá dễ dàng vì từ chỗ phụ thuộc hoàn toàn vào

vệ tinh quân sự, giờ đã được cải tiến nhờ sự kết hợp của nhiều công nghệ khác nhau.Hiện nay trên thế giới đã có nhiều đề tài nghiên cứu và cả ứng dụng về việc kết hợpcông nghệ để cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí người dùng Tuy nhiên sự phát triển củacông nghệ cũng có mặt trái của nó: tạo ra quá nhiều lựa chọn - các ứng dụng mới cóthể sẽ gặp khó khăn trong việc chọn lựa công nghệ cho mình

Đề tài sẽ tập trung phân tích điểm mạnh và yếu của các công nghệ liên quan tới dịch vụdựa trên vị trí, xu hướng ứng dụng dịch vụ dựa theo vị trí hiện nay cũng như đề ra mộthướng phát triển tương đối chung cho các dịch vụ dựa theo vị trí

Hiện nay ở Việt Nam các dịch vụ dựa theo vị trí vẫn còn phát triển khá nhỏ lẻ, vẫnchưa có ứng dụng nào tích hợp tất cả các tính năng một người đi đường bình thườngcần Do đó nhằm mục đích minh họa, đề tài cũng sẽ hướng đến việc phát triển một ứngdụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí gồm các chức năng:

- Tìm đường ở Việt Nam với cơ sở dữ liệu mở, có sẵn.

- Local search.

Để tài sẽ gồm các phần chính sau:

- Chương 2 Công nghệ sẽ giới thiệu và chỉ ra tiềm năng của các công nghệ liên

quan tới định vị, cung cấp nội dung và thông tin địa lý Tất cả những công nghệnày hiện đã và đang được kết hợp với nhau để tạo ra các dịch vụ mới

- Chương 3 Các nghiên cứu, chuẩn và ứng dụng hiện tại sẽ giới thiệu tình hình

phát triển của các dịch vụ dựa theo vị trí, các ứng dụng đã thành công và nhữngbài học có thể rút ra từ chúng

- Chương 4 Xây dựng server phục vụ LBS sẽ giới thiệu các khái niệm liên quan

tới server và web serivce, một hướng phát triển ứng dụng web được ưa chuộnggần đây và lợi thế khi phát triển ứng dụng cung cấp dịch vụ dựa theo vị trí theo

mô hình này

- Chương 5 Xây dựng client phục vụ LBS sẽ giới thiệu các môi trường phát

triển cho client phổ biến và ưu khuyết điểm của chúng Đồng thời cũng chọn ramôi trường phù hợp nhất để phát triển ứng dụng client cho LBS

- Chương 6 Phát triển ứng dụng sẽ mô tả quy trình phát triển một ứng dụng cụ

thể cung cấp LBS

- Chương 7 Kết luận

Chương 2 CÔNG NGHỆ

Vì dựa vào thông tin trong môi trường bên ngoài thiết bị nên các dịch vụ dựa vào vị tríđược xếp vào loại dịch vụ khai thác thông tin từ môi trường xung quanh (ambienceintelligence) Tuy nhiên các dịch vụ loại này còn sử dụng nhiều công nghệ khác ngoàiđịnh vị; chẳng hạn như các công nghệ trên nền web để cung cấp nội dung hay các côngnghệ di động để tạo ra ứng dụng Do đó có thể nói các dịch vụ dựa theo vị trí là thànhquả nổi bật nhất của sự hội tụ công nghệ thông tin – truyền thông (telecommunicationconvergence)

2.1 Công nghệ định vị

Việc định vị là cốt lõi của khả năng cung cấp các dịch vụ dựa theo vị trí based service, từ đây gọi là LBS) Chỉ khi xác định được vị trí của người dùng hoặcthiết bị thì hệ thống mới có thể đưa ra nội dung hoặc quyết định dựa theo thông tin vịtrí ấy

(Location-Để có thể định vị được thiết bị, cần có sự kết hợp giữa nhiều yếu tố như hệ thống phát

và thu Cơ sở hạ tầng cho các hệ thống này rất đa dạng: từ vệ tinh, trạm thu phát chođến các thiết bị cầm tay

Các hệ thống định vị thường bao gồm:

- Một hệ thống phát tín hiệu được phân tán trên diện rộng, chẳng hạn như vệ tinhhoặc các trạm thu phát sóng Các hệ thống này thường phát tín hiệu một cách tựđộng và liên tục, bất kỳ thiết bị nào trong vùng phủ sóng đều có thể nhận được

- Các đầu thu dựa vào tín hiệu nhận được có thể tính toán ra vị trí của mình mộtcách chủ động

Tuy nhiên vẫn có những hệ thống hoạt động theo cách khác (thiết bị chủ động gửi tínhiệu đến các hệ thống lớn hơn) nhưng không phát triển mạnh vì chi phí cho thiết bị cókhả năng phát sóng thường khá lớn.

2.1.1 Các hệ thống vệ tinh định vị hiện có

Vệ tinh hiện là loại hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất vì các ưu điểm của nó như tầmbao phủ rộng và có độ chính xác tương đối, đáp ứng được hầu hết các nhu cầu thôngthường Tuy nhiên phương pháp này không phải không có khuyết điểm:

Các hệ thống đang hoạt động đều được xây dựng cho mục đích quân sự, các tổ chứckiểm soát các hệ thống này có quyền hạn chế truy cập của người dùng dân sự vào bất

cứ lúc nào

Chất lượng tín hiệu phụ thuộc nhiều vào thời tiết Các hoạt động thời tiết thông thườngnhư giông bão có thể gây nhiễu một cách đáng kể vì vệ tinh ở quá xa so người nhận sovới nơi hình thành nhiễu

Phải có tầm nhìn tới vệ tinh: không nên có vật cản giữa thiết bị nhận và vệ tinh vì tínhiệu có tính xuyên thấu kém

Đồng hồ của thiết bị bị lệch dù ít cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến kết quả, có thểđòi hỏi chi phí sản xuất lớn để tạo ra đồng hồ độ chính xác cao

Tuy nhiên, vệ tinh vẫn có rất nhiều ứng dụng trong viễn thông như truyền dẫn, pháthay khảo sát Ở đây ta chỉ quan tâm tới các hệ thống vệ tinh đóng vai trò lớn trongcông nghệ định vị được đề cập ở phần 2.1.4.3

2.1.1.1 NAVSTAR GPS:

NAVSTAR GPS là hệ thống vệ tinh phát tín hiệu định vị được sử dụng nhiều nhất hiệnnay NAVSTAR GPS được triển khai bởi quân đội Mỹ, bắt đầu hoạt động hoàn chỉnh

từ năm 1993[ CITATION Ste02 \l 1033 ] GPS hay Global Positioning System thật ra

là tên gọi chung cho tất cả các hệ thống có khả năng định vị trên toàn cầu Tuy nhiên vìNAVSTAR GPS là hệ thống được dùng rộng rãi nhất hiện nay nên nhiều người đánh

đồng GPS với NAVSTAR GPS Trong đề tài này, “GPS” sẽ được dùng để chỉ các hệthống định vị nói chung.

NAVSTAR GPS là sản phẩm kế thừa của hệ thống định vị bằng vệ tinh trước đó củaMỹ: Transit Ban đầu chỉ được dùng cho các ứng dụng quân sự, một vụ bắn nhầm máybay dân sự vào năm 1983 đã buộc tổng tống Mỹ lúc bấy giờ là Ronald Reagan ký sắclệnh cho phép sử dụng NAVSTAR GPS vào các ứng dụng dân sự Tuy nhiên tín hiệudân sự chỉ có độ chính xác tương đối so với tín hiệu được dùng cho quân sự và quânđội Mỹ vẫn giữ quyền kiểm soát Quân đội Mỹ hoàn toàn có khả năng vô hiệu hóa tínhiệu NAVSTAR GPS dân sự bằng cách gây nhiễu hoặc mã hóa Tuy nhiên điều nàykhó xảy ra vì đòi hỏi của các tổ chức dân sự có tiếng nói lớn như Hiệp hội hàng khôngHoa Kỳ

Về mặt ứng dụng, NAVSTAR GPS chính là hệ thống nền tảng cho hầu hết các thiết bịhiện có trên thị trường, bao gồm cả các thiết bị được đề cập ở các phần sau của đề tài

2.1.1.2 GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System)

Viết tắt của cụm từ tiếng Nga: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система,GLONASS được Liên bang Xô Viết cũ xây dựng từ 1976 và đạt độ phủ toàn cầu năm

1991 Từ sau sự sụp đổ của Liên bang Xô Viết, hệ thống này không còn được duy trìtốt Vì các vệ tinh chỉ có tuổi đời khoảng 5 năm[ CITATION Rus \l 1033 ] nên nhều lỗhổng trong vùng phủ sóng bất đầu xuất hiện Chỉ đến năm 2001, khi tổng thống Ngalúc bấy giờ là Vladimir Putin kí sắc lệnh duy trì thì các lỗ hổng trong hệ thống mớiđược khắc phục và hệ thống được nâng cấp để sử dụng thêm nhiều tần số và kéo dàituổi đời vệ tinh

Tương tự NAVSTAR GPS, GLONASS có 2 tín hiệu khác nhau dùng cho dân sự (độchính xác thấp) và quân sự (độ chính xác cao hơn)

2.1.1.3 Galilleo

Được đặt tên theo nhà thiên văn học nổi danh người Ý; Galilleo hiện vẫn ở giai đoạnlập kế hoạch Tuy nhiên Galilleo khác biệt với NAVSTAR GPS và GLONASS ở cácđiểm:

Có thể dùng để tăng cường độ chính xác cho việc định vị dựa vào NAVSTAR GPS vàGLONASS: từ vài chục mét xuống vài cm; đồng thời có khả năng hoạt động độc lậpkhi hai hệ thống trên có vấn đề

Là dự án có sự hợp tác của nhiều quốc gia trong Liên minh châu Âu và một số nướckhác

Được xây dựng cho mục đích dân sự, mọi đối tượng đều có thể sử dụng miễn phí; quátrình quản lý sẽ minh bạch hơn do có sự tham gia của nhiều quốc gia

Galilleo được dự kiến sẽ đi vào hoạt động trong khoảng 2010 đến 2013

2.1.2 Trạm thu phát (Base station)

Các trạm thu phát là nền tảng của truyền thông di động hiện đại, với ưu điểm cung cấptín hiệu tốt trong các vùng đô thị, chi phí thấp và dễ lắp đặt hơn so với vệ tinh, ta có thểthấy các trạm thu phát ở hầu như mọi nơi

Trạm thu phát là những điểm truyền / nhận sóng vô tuyến tới các thiết bị di động,thường chỉ hoạt động trong một phạm vi nhất định Thêm nữa, các dịch vụ di động chỉ

có thể dùng một số tần số đã được cấp phép (số lượng tần số này có hạn) Do đó, để cóthể cung cấp dịch vụ một cách xuyên suốt cho người dùng, các trạm thu phát thường cóvùng phủ sóng chồng lên nhau Mật độ trạm thu phát cũng tùy vùng mà thay đổi:

Ở các vùng đô thị: Mật độ trạm phải cao vì

- Có nhiều kiến trúc kiên cố, sóng vô tuyến không dễ xuyên qua

- Lượng người dùng tập trung lớn trong khi số kênh thu phát lại phụ thuộc vào sốtần số được các tổ chức quản lý cho phép dùng nên cũng bị giới hạn, các trạm

buộc phải dùng lại cùng một kênh tại cùng một thời điểm mà không làm ảnhhưởng lẫn nhau

Ở các vùng nông thôn thì mật độ trạm lại thấp vì lượng người dùng ít, các công trìnhxây dựng thường không cao mà tầm phủ sóng của các trạm lại khá rộng

Có một số ý kiến cho rằng sóng vô tuyến từ các thiết bị di động có thể ảnh hưởng tớisức khỏe Tuy nhiên phần lớn các nghiên cứu cho đến thời điểm hiện tại đều cho thấycường độ sóng trong các thiết bị di động khá thấp để có thể gây tác động vật lý lênnhững người chung quanh Dù vậy, để làm hài lòng công chúng các trạm điện thoại đãbắt đầu được “ngụy trang”2

Hình 1 Trạm thu phát được ngụy trang

Vì các trạm thu phát là cố định, nên nếu biết được người dùng thiết bị di động đang ởtrạm thu phát nào gần nhất thì có thể suy ra được vị trí tương đối của người dùng Tuynhiên sai số sẽ lớn ở các vùng nông thôn do mật độ trạm thưa và tầm phủ sóng của mộttrạm có thể lên đến hàng kilômét

Điện thoại di động có thể dựa vào mã số trạm, mã mạng và mã nước để truy vấn các cơ

sở dữ liệu vị trí trạm như OpenCellID, từ đó suy ra vị trí của mình

2.1.3 Các loại thiết bị có tính năng định vị cho người dùng

Với công nghệ sản xuất ngày càng hiện đại, việc tích hợp khả năng định vị vào cácthiết bị khác nhau cũng trở nên dễ dàng hơn; trao cho người dùng quyền quyết địnhchọn sản phẩm nào thích hợp với nhu cầu của mình nhất

Hình 3 PDA có tính năng GPS

- PDA / Điện thoại cầm tay: Các thiết bị này ban đầu được phát triển cho mụcđích liên lạc dân sự (truyền âm thanh, số liệu), dần dần được tích hợp nhiều tínhnăng hơn, trong đó có khả năng xử lý thông tin Đây cũng là các thiết bị cónhiều người sử dụng nhất (đồng thời có thị phần lớn) nên các dịch vụ được cungcấp khá đa dạng và phong phú Giờ đây các thiết bị này đang dần được tích hợpthêm khả năng định vị để các dịch vụ dựa theo vị trí của người dùng có thể pháttriển.

Hình 4 Máy tính dashtop

- Dashtop: là một loại thiết bị khá mới, ra đời để bổ sung cho khiếm khuyết củacác thiết bị di động: thời gian hoạt động phụ thuộc vào nguồn điện Các thiết bịDashtop thường được trang bị cho các xe hơi hạng sang với hai mục đích:

o Cho phép thiết bị di động có khả năng hoạt động lâu hơn do có nguồnđiện từ xe

o Cung cấp tiện ích lái xe cho người dùng (theo dõi hành trình, theo dõimức sữ dụng nhiên liệu, cấp cứu v.v…)

Có thể thấy điểm chung của các thiết bị định vị ngày nay là kích thước nhỏ gọn nhưngvẫn có thể cung cấp nhiều chức năng

2.1.4 Cách thức định vị

Tương ứng với số lượng khá lớn các hệ thống có thể phục vụ cho việc định vị hiện nay

là một loạt giải pháp định vị Các giải pháp này có thể chia thành ba nhóm: định vị trênthiết bị di động, định vị trên hệ thống mạng lưới và kết hợp cả hai Các nhóm này cócác ưu / khuyết khác nhau trên nhiều mặt như độ chính xác hay tốc độ

Ứng dụng tìm kiếm dựa theo vị trí có thể không cần thông tin vị trí chính xác tuyệt đốicủa người dùng để có thể đưa ra các kết quả tương ứng ở chung quanh Chẳng hạn nhưtìm một nhà hàng thì chỉ cần biết người dùng đang ở quận nào

Ngược lại, để xác định vị trí của một trường hợp khẩn cấp trong một thành phố lớn lạicần độ chính xác cao vì có thể đối tượng ở trong một ngõ hẻm độc đạo, việc xác địnhđường đi đến đối tượng cần phải chính xác để có thể lên kế hoạch điều phối một cáchnhanh nhất

Hiểu biết về cách thức hoạt động của từng cách thức định vị sẽ giúp người phát triểnđưa ra lựa chọn thích hợp cho ứng dụng của mình

2.1.4.1 Cell identification / Cell of origin

Thường dùng trên điện thoại di động và việc định vị không cần độ chính xác cao.Phương pháp này chỉ đơn giản tìm trạm phát sóng gần người dùng nhất, từ đó biếtđược người dùng đang ở trong tầm phát của trạm đó

Vì được triển khai cùng với các trạm thu phát sóng nên phương pháp định vị này đangđược sử dụng khá rộng rãi, trong đó có cả việc định vị người gọi các cuộc gọi khẩn cấpđến dịch vụ 911 ở Mỹ Phương pháp định vị này được hỗ trợ trên hầu hết thiết bị sảnxuất bởi các công ty lớn như Nokia và Sony Ericsson

Phương pháp này có ưu điểm là nhanh và khá chính xác ở những vùng đô thị (các trạmđược đặt dày hơn và phục vụ một khu vực nhỏ hơn) Tuy nhiên sai số có thể lên đến32km ở vùng nông thôn, phụ thuộc vào tầm phủ sóng của trạm thu phát

Cell 3 Người dùng

Hình 5 Định vị theo phương pháp Cell identification

Hiện phương pháp này đã được cải tiến bằng cách kết hợp thêm thông tin về các vị trítrước đó của người dùng, cũng như khoảng cách giữa các lần truyền dữ liệu để tăng độchính xác; sai số ở các vùng nông thôn chỉ còn 550m Vì chỉ sử dụng tín hiệu từ mộttrạm nên CellID được xếp vào nhóm định vì từ một phía (unilateration)

2.1.4.2 Định vị từ nhiều phía (multilateration)

Phương pháp này có thể xác định vị trí của một vật phát sóng bằng cách kết hợp thôngtin thu được hoặc phát đi từ các trạm thu phát (base station)

2.1.4.2.1 Time difference of arrival (TDOA)

TDOA hoạt trong ở các trạm, các trạm này tính toán sự khác biệt giữa các lần thu tín

hiệu của thiết bị, từ đó xác định được vị trí của thiết bị Gọi (x,y,z) là tọa độ của vật cầnxác định A, B, C, D là các trạm thu, T là khoảng thời gian di chuyển của tín hiệu từthiết bị tới trạm thu, ta có

T A=1

c√ (x−x A)2+(y− y A)2+(z−z A)2

vị trí của các trạm A, B, C và D nên có thể giải hệ phương trình trên để tính ra vị trí củathiết bị.

Phương pháp này cần tối thiểu 4 trạm thu để xác định vị trí trong không gian 3 chiều.Tuy nhiên khi một chiều đã được biết bằng phương pháp khác (chẳng hạn như cao độcủa máy bay với các thiết bị có sẵn trên máy bay) thì có thể chỉ cần 3 trạm

Cell 1 Cell 3 Người dùng

Hình 6 Định vị theo phương pháp TDOA

2.1.4.2.2 Time of arrival (TOA)

Phương pháp này tương tự như TDOA, tuy nhiên thay vì tính toán khoảng cách giữa 2lần nhận thông tin ở 2 trạm khác nhau, TOA dùng thời gian nhận được thông tin giữacác lần truyền tới cùng một trạm để khoanh vùng thiết bị Khá giống với việc xác địnhkhoảng cách tới nơi bị sét đánh: biết được khoảng thời gian từ khi nhìn thấy tia chớptới khi nghe thấy tiếng sấm có thể tính ra khoảng cách tới nơi bị sét đánh vì đã biết vậntốc truyền của âm thanh và ánh sáng

Cell 1 Cell 3Người dùng

Hình 7 Định vị theo phương pháp TOA

2.1.4.2.3 Angle of arrival (AOA)

Xác định vị trí của vật cần định vị nhờ tính toán góc truyền tới ở các trạm khác nhau

Cell 2

Cell 1 Người dùng Cell 3

Hình 8 Định vị theo phương pháp AOA

2.1.4.2.4 Enhanced observed time difference (E-OTD)

E-OTD hoạt động giống như TDOA nhưng được ứng dụng trên thiết bị di động Thiết

bị sẽ gửi cũng như nhận tín hiệu từ nhiều trạm phát sóng khác nhau và dựa vị trí đã biếtcủa các trạm phát, cũng như độ trễ giữa các lần truyền để xác định vị trí của thiết bị E-OTD có thể hoạt động cả với các trạm phát không đồng bộ giờ với nhau

2.1.4.2.5 Advanced forward link trilateration (A-FLT)

FLT so sánh khoảng cách giữa các lần truyền tới từng cặp trạm phát khác nhau FLT đòi hỏi các trạm phát phải đồng bộ (một thuộc tính có sẵn của các trạm CDMA)

A-2.1.4.3 Định vị bằng vệ tinh: hệ thống định vị toàn cầu (GPS)

Hiện có khá nhiều hệ thống vệ tinh khác nhau nhưng chúng đều có cách hoạt động khágiống nhau: thiết bị tính toán vị trí của mình từ tín hiệu nhận được từ các vệ tinh GPS.Các vệ tinh liên tục phát các thông điệp gồm các thông số như thời gian gửi thông điệp,

vị trí của vệ tinh và tình trạng của vệ tinh Thiết bị nhận sẽ đo thời gian truyền củathông điệp để tính toán khoảng cách tới từng vệ tinh, từ đó có thể dùng hình học để biếtđược vị trí của mình (giao điểm của các đường cầu với tâm là các vệ tinh và bán kính

là khoảng cách tới thiết bị).[ CITATION Uni \l 1033 ]

2.1.4.3.1 Các thành phần của GPS: user, ground & space section