nghiên cứu phương pháp xử lý đồng thời các dữ liệu đo gps-glonass để đồng bộ hoá dị thường độ cao vệ tinh-thuỷ chuẩn và dị thường độ cao trọng lực trong bài toán xác định mặt geoid

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay đồng thời với hệ thống GPS của Mỹ, hệ thống GLONASS của Nga với 26 vệ tinh trên quỹ đạo đang phủ các tín hiệu định vị trên toàn cầu.. Trong quỏ trỡnh nghiờn cứu, mặc

Bộ TàI nguyên và MôI trường

viện khoa học đo đạc và bản đồ

xác định mặt Geoid”

Chủ nhiệm đề tài: PGS TSKH Hà Minh Hoà

9154

Hà Nội 10-2008

LỜI NểI ĐẦU 5

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH ĐẠO HÀNG TOÀN CẦU GLONASS 8

I.1 Lịch sử phỏt triển cỏc mạng lưới trắc địa cạnh dài 8

I.2 Hệ thống vệ tinh đạo hàng toàn cầu GLONASS 10

I.2.1 Lịch sử phỏt triển cỏc hệ thống định vị toàn cầu GPS và GLONASS 10 I.2.2 Cấu trỳc và quỏ trỡnh hoàn thiện hệ thống GLONASS 15

I.3 Cấu trỳc Thụng bỏo vệ tinh của hệ thống GLONASS 37

I.3.1 Định dạng RINEX cho file dữ liệu đo phiờn bản 2.10 38

I.3.2 Định dạng RINEX cho file thụng bỏo vệ tinh phiờn bản 2.10 43

I.4 Kết luận chương I 44

CHƯƠNG II í NGHĨA CỦA VIỆC XỬ Lí ĐỒNG THỜI CÁC DỮ LIỆU ĐO GPS VÀ GLONASS 46

II.1 Cỏc lợi ớch của việc xử lý đồng thời cỏc dữ liệu đo GPS và GLONASS 46

II.1.1 Nõng cao độ chớnh xỏc định vị điểm 46

II.1.2 Nõng cao khả năng định vị điểm trong cỏc khu vực nhiều vật cản 48

II.1.3 Nõng cao độ chớnh xỏc xỏc định dị thường độ cao nhờ phương phỏp vệ tinh - thủy chuẩn 48

II.1.4 Vấn đề đồng bộ húa dị thường độ cao vệ tinh - thủy chuẩn và dị thường độ cao trọng lực 54

II.2 Cỏc phương ỏn xử lý đồng thời cỏc dữ liệu đo GPS và GLONASS 57

CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP XỬ Lí CÁC DỮ LIỆU ĐO GLONASS 59

III.1 Cỏc nguyờn lý xử lý dữ liệu đo GLONASS 59

III.1.1 Sử dụng phương phỏp tớch phõn số Runge-Kutta để xỏc định tọa độ vệ tinh GLONASS vào thời điểm quan sỏt trong hệ tọa độ PZ-90.02 59

III.1.2 Phương phỏp hiệu chỉnh dữ liệu đo GLONASS từ mỏy thu GLONASS một tần số 66

III.2 Phương pháp hiệu chỉnh dữ liệu đo GLONASS từ máy thu GPS/GLONASS hai tần số 79

III.2.1 Trường hợp sử dụng các trị đo pha có đơn vị mét trên các sóng mang

L1 và L2 80

III.2.2 Trường hợp sử dụng các trị đo pha có đơn vị chu kỳ trên các sóng mang L1 và L2 95III.3 Kết luận chương III 106CHƯƠNG IV NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HỖN HỢP CÁC DỮ LIỆU ĐO GPS VÀ GLONASS 108IV.1 Các vấn đề khoa học - kỹ thuật được giải quyết trong quá trình xử lý hỗn hợp các dữ liệu đo GPS và GLONASS 108

IV.1.1 Đồng bộ thời gian GPS và GLONASS 108IV.1.2 Vấn đề xử lý hỗn hợp dữ liệu đo từ cặp vệ tinh GPS-GLONASS 111IV.2 Nghiên cứu một số phương pháp xử lý hỗn hợp các trị đo GPS/GLONASS hai tần số 114

IV.2.1 Nhóm các phương pháp xử lý không tính đến hiệu ứng lệch kênh.114IV.2.2 Nhóm các phương pháp xử lý tính đến hiệu ứng lệch kênh 115IV.2.3 Kết luận về việc giải đa trị đối với cặp vệ tinh GPS - GLONASS 126CHƯƠNG V MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG VIỆC XỬ LÝ CÁC DỮ LIỆU VỆ TINH 127V.1 Phương pháp bình sai ghép nối các lời giải riêng rẽ GPS và GLONASS 127V.2 Tính khoảng cách đo tin cậy từ vệ tinh GLONASS đến máy thu vào mỗi thời điểm thu tín hiệu vệ tinh 129V.3 Hệ tọa độ địa diện 133CHƯƠNG VI THỬ NGHIỆM VIỆC XỬ LÝ CÁC KẾT QUẢ THU ĐỒNG THỜI CÁC TÍN HIỆU TỪ CÁC VỆ TINH GPS VÀ GLONASS TRÊN MẠNG LƯỚI ĐỊA ĐỘNG LỰC SÔNG MÃ 135

VI.1 Các kết quả thu đồng thời các tín hiệu từ các vệ tinh GPS và GLONASS trên mạng lưới địa động lực Sông Mã 135

VI.2 Xác định tọa độ không gian của điểm LUY1 trong ITRF2005 Error! Bookmark not defined.

VI.3 Nghiên cứu một số vấn đề liên quan đến các dữ liệu đo GPS và GLONASS

Error! Bookmark not defined.

VI.3.1 Nghiên cứu độ chênh giữa các thang thời gian GPS và GLONASS

Error! Bookmark not defined.

VI.3.2 Khảo sát sự biến thiên của súng mang tần số L5Error! Bookmark not defined.

VI.3.3 Khảo sát độ trễ tầng điện ly của súng mang tần số L5 Error! Bookmark not defined.

VI.3.4 Đánh giá độ chính xác xác định sai số đồng hồ của các máy thu

Error! Bookmark not defined.

VI.3.5 Kết quả thử nghiệm giải đa trị theo phương trình hiệu kép của các sóng mang L5 và L3 Error! Bookmark not defined.

VI.3.6 Kết quả thử nghiệm giải đa trị theo phương trình hiệu kép của súng mang L3 đối với các vệ tinh GLONASS Error! Bookmark not defined.

VI.4 Các kết quả xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GPS, GLONASS và ghép nối

chúng trên lưới địa động lực Sông Mã Error! Bookmark not defined.

VI.4.1 Kết quả xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GPSError! Bookmark not defined.

Baseline CSN1 - LUY1 Error! Bookmark not defined VI.4.2 Kết quả xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GLONASSError! Bookmark not defined.

VI.4.3 So sánh độ chênh giữa các thành phần của các vectơ baseline

GLONASS và GPS Error! Bookmark not defined.

VI.4.4 Ghép nối các kết qủa xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GPS và

GLONASS Error! Bookmark not defined.

VI.5 Khảo sát khả năng nâng cao độ chính xác của hiệu độ cao trắc địa giữa hai điểm đầu của vectơ baseline nhờ xử lý đồng thời các dữ liệu đo GPS/GLONASS

Error! Bookmark not defined VI.6 Thử nghiệm xử lý hỗn hợp các dữ liệu GPS/GLONASSError! Bookmark not defined.

VI.6.1 Thử nghiệm xác định hiệu kép của sóng mang L5 đối với cặp vệ tinh

GPS02 - GLO07 đối vectơ baseline CSN1 - LUY1 Error! Bookmark not defined.

VI.6.2 Thử nghiệm giả đa trị theo các sóng mang L6 được tạo bởi các tín

hiệu từ cặp vệ tinh GPS - GLONASS trên lưới thực nghiệm Sông Mã Error! Bookmark not defined.

VI.7 Thử nghiệm xử lý đồng thời các dữ liệu đo GPS/GLONASS trên các khoảng

cách lớn Error! Bookmark not defined.

VI.7.1 Các kết quả xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GPSError! Bookmark not defined.

VI.7.2 Các kết quả xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GLONASS Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 135

1 KẾT LUẬN 164

2 KIẾN NGHỊ 166

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay đồng thời với hệ thống GPS của Mỹ, hệ thống GLONASS của Nga với 26 vệ tinh trên quỹ đạo đang phủ các tín hiệu định vị trên toàn cầu Đồng thời với việc phát triển các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu nêu trên, các nước Châu

Âu cũng đang nghiên cứu và phát triển hệ thống định vị vệ tinh GALILEO của riêng mình, Trung Quốc cũng đang phát triển hệ thống định vị vệ tinh Bắc Đẩu của riêng mình Tuy nhiên đến nay, các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS và GLONASS vẫn là hai hệ thống chủ đạo trên thế giới

Tổ chức IGS (International GNSS Service) đã cung cấp các lịch vệ tinh độ chính xác cao đối với các vệ tinh GPS, GLONASS trong ITRF (International Terrestrial Reference System) Các hãng chế tạo máy đã sản xuất các máy thu GPS/GLONASS cho phép đồng thời thu các tín hiệu từ các vệ tinh GPS, GLONASS Đây là những điều kiện rất thuận lợi để các tổ chức khoa học ở các nước nghiên cứu áp dụng các thành tựu khoa học - công nghệ vũ trụ mới nhằm giải quyết các nhiệm vụ khoa học - kỹ thuật đang đặt ra và tạo ra nhiều sản phẩm dịch

vụ đạo hàng phục vụ cho xã hội dân sự hiện đại

Đối với khoa học Trắc địa và Bản đồ, việc có thêm các tín hiệu vệ tinh GLONASS bên cạnh các tín hiệu vệ tinh GPS là điều kiện rất thuận lợi để giải quyết các nhiệm vụ khoa học - kỹ thuật hiện đại như xây dựng mạng lưới GNSS độ chính xác cao trên cơ sở Khung quy chiếu tọa độ quốc gia, nâng cao độ chính xác xác định độ cao trắc địa trong ITRF để giải quyết bài toán xây dựng mô hình Quasigeoid độ chính xác cao trên lãnh thổ quốc gia, phát triển mạng lưới trắc địa địa động lực độ chính xác cao phục vụ việc nghiên cứu chuyển dịch của vỏ Trái đất v v Lúc này cùng với các dữ liệu đo GPS, các dữ liệu đo GLONASS đóng vai trò của các trị đo dư trong việc nâng cao độ chính xác của các tham số cần tìm trong quá trình giải quyết các bài toán khoa học - kỹ thuật hiện đại nêu trên

Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã phối hợp với Khoa Địa tin học - trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh nghiên cứu phương pháp xử lý các dữ liệu đo GPS trên các cạnh dài [25, 26] Việc phối hợp thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này không chỉ nhằm chứng minh khả năng nâng cao độ chính xác đo đạc GNSS (Global Navigation Satellite Systrem) trong việc xử lý đồng thời các trị đo GPS/GLONASS, mà còn nhằm nâng cao tri thức của đội ngũ cán bộ khoa học - kỹ thuật Việt Nam trong việc nắm bắt các công nghệ GNSS hiện đại của thế giới, làm

chủ cỏc phương phỏp xử lý cỏc dữ liệu GNSS và tạo ra cỏc sản phẩm khoa học - cụng nghệ ở trỡnh độ cao

Với cỏc mục đớch nờu trờn, nhúm nghiờn cứu đó đặt ra cỏc mục tiờu của đề tài:

- Nghiên cứu phương pháp xử lý các dữ liệu đo GLONASS;

- Nghiên cứu thuật toán và lập phần mềm xử lý đồng thời các dữ liệu đo GPS/GLONASS

Để thực hiện cỏc mục tiờu trờn cần thực hiện cỏc nhiệm vụ nghiờn cứu chớnh sau đõy:

1 Nghiờn cứu cấu trỳc của tớn hiệu vệ tinh, hệ thống thời gian UTC và thụng bỏo

vệ tinh GLONASS;

2 Nghiờn cứu xõy dựng cỏc tổ hợp cỏc trị đo GPS/GLONASS;

3 Xõy dựng cỏc thuật toỏn phỏt hiện và loại bỏ cỏc độ trượt chu kỳ trong cỏc trị

đo pha từ cỏc tớn hiệu vệ tinh GLONASS;

4 Xõy dựng cỏc thuật toỏn xử lý đồng thời cỏc trị đo GPS/GLONASS;

5 Lập phần mềm xử lý đồng thời cỏc trị đo GPS/GLONASS;

6 Thực nghiệm và đỏnh giỏ cỏc kết quả xử lý đồng thời cỏc trị đo GPS/GLONASS

Cỏc sản phẩm nghiờn cứu của đề tài bao gồm:

- Phương phỏp xử lý cỏc dữ liệu đo GLONASS;

- Lập phần mềm xử lý đồng thời cỏc kết quả đo GPS/GLONASS

Trong quỏ trỡnh nghiờn cứu, mặc dự tham khảo nhiều kết quả nghiờn cứu trờn thế giới, nhúm nghiờn cứu phải giải quyết nhiều vấn đề khoa học - kỹ thuật khụng đơn giản như vấn đề giảm thời gian tớnh toỏn khi khắc phục hiệu ứng lệch kờnh

(inter - channel bias) do kỹ thuật FDMA trong cụng nghệ GLONASS gõy ra; vấn

đề khắc phục sự tồn tại của cỏc pha ban đầu của súng mang GLONASS và của bản copy của nú trong cỏc mỏy thu do trong cụng nghệ GLONASS chưa ỏp dụng kỹ thuật PLL (Phase - locked Loop); vấn đề sai khỏc của cỏc số cải chớnh đồng hồ vệ tinh do cỏc tổ chức quốc tế cung cấp; nghiờn cứu xõy dựng cỏc tổ hợp pha súng mang từ cỏc trị đo pha của cỏc súng mang GLONASS L1 và L2 mà khụng sử dụng cỏc trị đo giả cự ly được xỏc định theo mó P do độ chớnh xỏc thấp của chỳng

Vào thời điểm hiện nay do sự tồn tại của cỏc sai số hệ thống giữa cỏc trị đo GPS và GLONASS nhận được từ mỏy thu GPS/GLONASS, nờn khụng thể ỏp dụng được phương phỏp xử lý hỗn hợp cỏc trị đo GPS/GLONASS từ cỏc cặp vệ tinh

GPS - GLONASS (“GPS/GLONASS mixed”) trong việc giải đa trị Các kết quả nghiên cứu trên thế giới, ví dụ trong tài liệu [51] cũng khẳng định rằng hiện nay việc xử lý hỗn hợp các trị đo GPS/GLONASS từ các cặp vệ tinh GPS - GLONASS không cho phép nhận được lời giải đa trị nguyên

Nhóm nghiên cứu đã áp dụng thành công cách tiếp cận GPS/GLONASS combined: Xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GLONASS từ các cặp vệ tinh GLONASS

- GLONASS và xử lý riêng rẽ các dữ liệu đo GPS từ các cặp vệ tinh GPS - GPS trong ITRF và ghép nối các kết quả xử lý riêng rẽ GPS và GLONASS thành lời giải chung, thêm vào đó khi tạo ra các tổ hợp của các pha sóng mang GLONASS

L3 và L5 phải sử dụng các trị đo pha của các sóng mang L1 và L2 được biểu diễn trong đơn vị chu kỳ Đây là thành tựu đáng ghi nhận của nhóm nghiên cứu đề tài này

Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất thuật toán xử lý hỗn hợp các trị đo GPS/GLONASS trong ITRF có tính đến hiệu ứng lệch kênh khi tính đến sự hoàn thiện tiếp theo của công nghệ GLONASS với việc áp dụng kỹ thuật PLL và nâng cao độ chính xác của giả cự ly được xác định theo mã P, loại bỏ các sai số hệ thống giữa các trị đo GPS và GLONASS nhận được từ máy thu GPS/GLONASS

Sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học này là phần mềm GUST ver 2.0 đã được thử nghiệm trên lưới địa động lực Sông Mã Các kết quả thực nghiệm xử lý kết hợp các trị đo GPS và GLONASS trên lưới Sông Mã trong ITRF2005 cho thấy

độ chính xác của các thành phần của các vectơ baseline được nâng lên từ 1,2 - 1,7 lần, còn độ chính xác của hiệu độ cao trắc địa giữa hai điểm được nâng lên 2 lần

Để kiểm tra kết quả xử lý đồng thời các kết quả đo GPS/GLONASS trên các cạnh dài, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kết quả thu các tín hiệu vệ tinh GPS và GLONASS trên ba trạm IGS HOB2, MOBS và STR1 vào ngày 11/03/2011, thêm vào đó các trạm này cách nhau từ 450 - 850 km Kết quả xử lý đồng thời các kết quả đo GPS/GLONASS trên các trạm này bằng phần mềm GUST ver 2.0 cho thấy giải đa trị trên các baselines giữa các trạm đo này có tỷ lệ thành công cao, các thành phần của các vectơ baseline GPS và GLONASS có các độ chênh nhỏ so với nhau

và so với các thành phần chính xác của các vectơ baseline giữa các trạm IGS thực nghiệm Đo chênh theo vị trí mặt bằng ở mức 1 cm và theo độ cao ở mức 2 cm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỆ TINH ĐẠO

HÀNG TOÀN CẦU GLONASS

I.1 Lịch sử phát triển các mạng lưới trắc địa cạnh dài

Nhiệm vụ xây dựng các hệ tọa độ và các mạng lưới trắc địa cạnh dài cùng với việc giải quyết bài toán truyền tọa độ trên các khoảng cách lớn là một trong những nhiệm vụ cơ bản trong việc giải quyết hàng loạt các bài toán khoa học – kỹ thuật của khoa học Trắc địa như nghiên cứu xác định các tham số hình học và vật

lý đặc trưng cho Ellipsoid tròn xoay – mô hình của Quả đất; nghiên cứu xác định các tham số vật lý của không gian gần Quả đất; nghiên cứu chuyển dịch vỏ Trái đất; xác định mặt Geoid gần nhất với bề mặt các biển và đại dương để phát triển các hệ thống độ cao hiện đại và xác định hình dạng của Quả đất v…v và phục vụ các mục đích quốc phòng – an ninh

Từ thế kỷ XVII việc xây dựng mạng lưới trắc địa với chiều dài cạnh lớn bao phủ nhiều nước hoặc các lục địa nhằm giải quyết các bài toán khoa học kỹ thuật của theo trắc địa cao cấp đã là ước mơ của các thế hệ các nhà trắc địa [1] Từ năm 1614 đến năm 1616 Siellius (Hà Lan) đã phát triển mạng lưới gồm 33 điểm với chiều dài 130km để thực hiện đo độ kinh tuyến Để truyền toạ độ trên khoảng cách lớn theo các phương pháp truyền thống (tam giác, đường chuyền) có nhiều hạn chế do phải đảm bảo khả năng thông hướng Phụ thuộc vào độ cao giữa hai điểm, chiều dài giới hạn của cạnh tam giác được xác định theo công thức:

Dgh =7,78km⋅( HTB + Hmôcti ª u),

ở đây HTB - độ cao trung bình giữa hai điểm; Hmục tiêu - độ cao mục tiêu bay Khi HTB = 1600m; Hmục tiêu = 3600m: Dgh = 778km

Ý tưởng phát triển mạng lưới tam giác quang học toàn cầu dựa trên việc quan sát các ngôi sao bị Mặt trăng che khuất cũng được xây dựng, nhưng không áp dụng được thành công trong thực tế [4] Trong kỷ nguyên vệ tinh nhân tạo của Quả đất, mạng lưới tam giác vệ tinh toàn cầu được xây dựng theo chương trình có tên gọi là BC-4 dựa trên phương pháp chụp ảnh vệ tinh trên bầu trời sao đã liên kết được nhiều hệ tọa độ trên thế giới, ví dụ như baseline Châu Âu chạy dài từ Tromso (Nauy) cho đến Catania ở Sicily (ý) [4]

Việc phát triển mạng lưới tam giác điện tử toàn cầu đã được thực hiện nhờ

Hệ thống đo chiều dài điện tử độ chính xác cao HIRAN (electronic HIgh RANging system) Hệ thống này được phát triển từ những năm chiến tranh thế giới thứ II để xác định vị trí máy bay [4] Vào cuối những năm 40 của thế kỷ XX, nhờ hệ thống HIRAN đã xây dựng mạng lưới đo cạnh nối Bắc Mỹ và Châu Âu

Vào những năm 1965, các nhà thiên văn vô tuyến của Liên Xô cũ là Mavenco L I., Cardasevưi N X., Solomitxki G B., đã đề xuất phương pháp giao thoa vô tuyến cạnh dài [2] ở Mỹ phương pháp này cho phép xác định chiều dài từ

300 - 3500km với độ chính xác cao cỡ 0,1m Phương pháp này là một trong các phương pháp cơ bản để xây dựng mạng lưới trắc địa, ví dụ CIGNET, với mục đích xác định quĩ đạo vệ tinh [4]

Phát minh có ý nghĩa là khả năng xác định thời gian chính xác nhờ đo độ lệch Doppler Cùng với phát minh này, việc xác định tọa độ vệ tinh chính xác theo định luật Kepler cho phép xác định chính xác mọi điểm trên Quả đất Điều này dẫ đến việc xây dựng Hệ thống vệ tinh đạo hàng hải quân NNSS (Navy Navigational Satellite System) hay còn gọi là TRANSIT ở Mỹ và TXICADA ở Liên Xô cũ Ứng dụng công nghệ đo đạc vệ tinh vào việc xây dựng các mạng lưới trắc địa bắt đầu phổ biến vào những năm 80 của thế kỷ XX nhờ Hệ thống Transit (Mỹ)

Ngày nay việc sử dụng rộng rãi công nghệ GPS dựa trên Hệ thống đạo hàng với việc đo khoảng cách và thời gian NAVSTAR (NAVigation System with Timing And Ranging) hay còn gọi là Hệ thống xác định vị trí toàn cầu GPS (Global Positiong System) của Mỹ và Hệ thống vệ tinh đạo hàng toàn cầu GLONASS

(GLOball Navigation Sattelite System), và gần đây là hệ thống định vị toàn cầu GALILEO của Châu Âu trong công tác đo đạc - bản đồ đang từng bước thay thế phương pháp truyền thống Với việc sử dụng Lịch vệ tinh chính xác và các dịch vụ khác do Tổ chức IGS cung cấp hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu đo đạc độ chính các cao, thậm trí ở mức mm trên các khoảng cách lớn đến hàng ngàn km

Độ chính xác xác định vị trí của các đối tượng quan sát nhờ các hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu khác nhau của công tác đo đạc – bản đồ Theo [4], việc đảm bảo độ chính xác định vị điểm bằng công nghệ GPS được phân theo các công nghệ sau:

- DGPS ( Differential GPS) đảm bảo độ chính xác định vị 1 – 1,5 m trên

- UPGPS ( Uper Precise GPS) đảm bảo độ chính xác định vị 1cm trên

cơ sở sử dụng mã P và các trị đo pha trên các sóng mang L1 và L2 và giải đa trị

Ngày nay việc xây dựng các mạng lưới trắc địa cạnh dài độ chính xác cao nhờ công nghệ GPS/GLONASS đã trở thành phổ biến trên thế giới, ví dụ mạng lưới GPS phối hợp quốc tế CIGNET (Cooperative International Gps NETwork) và mạng lưới IGS của Tổ chức Dịch vụ GPS quốc tế cho địa động học (International GPS Service for Geodynamics – IGS) Mạng lưới IGS, theo thiết kế, bao gồm cỡ

200 – 250 trạm thu bao phủ toàn cầu đảm bảo để người sử dụng bất kỳ ở trong khoảng 1500 – 2000 km cách trạm qui chiếu chính xác có thể thu tín hiệu vệ tinh

và sử dụng được các dịch vụ của tổ chức IGS Hiện nay Tổ chức IGS đang có kế hoạch tăng dầy mật độ của các trạm thu đến 1000 km / 1 trạm

I.2 Hệ thống vệ tinh đạo hàng toàn cầu GLONASS

I.2.1 Lịch sử phát triển các hệ thống định vị toàn cầu GPS và GLONASS

Giai đoạn từ 1958 đến 1970 được đặc trưng bởi việc hình thành bộ môn khoa học Trắc địa vũ trụ với việc nghiên cứu các phương pháp cơ sở để đo đạc vệ

tinh bao gồm cả các phương pháp tính và làm chính xác quĩ đạo vệ tinh Việc xác định tọa độ của vệ tinh chủ yếu nhờ phương pháp chụp ảnh vệ tinh trên nền trời sao Việc nghiên cứu trọng trường của Qủa đất bắt đầu được chú ý

Giai đoạn từ 1970 đến cuối 1980 chủ yếu tập trung vào việc thiết kế các đồ

án khoa học xây dựng các hệ thống định vị vệ tinh Trên cơ sở các đồ án này đã xây dựng các phương pháp đo khoảng cách bằng Laze đến vệ tinh và phát triển phương pháp đo cao vệ tinh (Sattelite altimetry) Các Hệ thống vệ tinh toàn cầu được sử dụng rộng rãi là các Hệ thống vệ tinh Doppler Transit (Mỹ) với hệ tọa độ địa tâm WGS-72 (World Geogetic System) và Txicada (Liên Xô cũ) với hệ tọa độ địa tâm PZ-77 Trong thời kỳ này đã tiến hành xác định tổng quan hình dạng Geoid đồng thời với việc xác định tọa độ của vô số điểm mặt đất Các kết quả nghiên cứu cho phép làm chính xác việc biểu diễn mô hình của Qủa đất Việc nâng cao độ chính xác đo đạc vệ tinh đã mở ra khả năng nghiên cứu chi tiết hơn tốc độ quay của Qủa đất, các qui luật chuyển động của cực Qủa đất, biến dạng vỏ Trái đất v v

Theo [3], hệ WGS -72 được xây dựng dựa trên Ellipsoid chung Quả đất có các tham số sau: Bán trục xích đạo a = 6378135 m và nghịch đảo của độ dẹt 198,26

Hệ thống TRANSIT hay còn gọi là hệ thống DOPPLER dựa trên việc đo

độ lệch Doppler của tín hiệu vệ tinh được phát trên hai tần số 400 MHz và 150 MHz cho phép xác định vị trí tương đối giữa hai điểm mặt đất ở mức 0,1 - 0,5 m và

vị trí tuyệt đối của điểm mặt đất ở mức 1m [7] Các vệ tinh của hệ thống này chuyển động trên quĩ đạo gần tròn trên độ cao 1100 km so với bề mặt Quả đất Hệ thống này chấm dứt hoạt động vào tháng 9 năm 1996

Mặc dù không công bố chính thức về các tham số của ellipsoid chung Quả đất được sử dụng để xây dựng hệ Txicada, nhưng trong [8] đã mô tả cấu trúc quĩ đạo vệ tinh của hệ thống này: Hệ thống gồm 4 vệ tinh nằm trên 4 quĩ đạo tròn ở

độ cao 1000 km với góc nghiêng 83 0được phân bố đều dọc theo mặt phẳng xích đạo Sau 1,5 - 2h một lần, người sử dụng có thể liên lạc với một trong những vệ tinh của hệ thống để xác định vị trí mặt đất, thời gian liên lạc từ 5 - 6 phút

Giai đoạn từ 1980 đến nay chúng ta đã và đang chứng kiến sự ứng dụng rộng rãi công nghệ vệ tinh trong trắc địa, địa động học, địa hình, quản lý đất đai

v v Quá trình hoàn thiện tiếp theo các hệ thống định vị vô tuyến cho phép nâng cao độ chính xác xác định tọa độ của các điểm trên bề mặt Qủa đất; làm chính xác hoá các tham số quĩ đạo vệ tinh và giải quyết hàng loạt các vấn đề kỹ thuật khác trong giai đoạn này dã xây dựng được các hệ thống định vị vệ tinh nhiều chức năng như NAVSTAR GPS (Mỹ) và GLONASS (Liên bang Nga)

Hệ thống GPS được xây dựng dựa trên Elipsoid chung Quả đất WGS – 84, còn hệ thống GLONASS được xây dựng tương ứng với Elipsoid chung Quả đất PZ-90 Hệ thống PZ – 90 được xác định vào thời kỳ 1/01/1990 Các tham số của các Ellipsoid chung Quả đất này được cho trong bảng 1 dưới đây [3, 9]

Các tham số kỹ thuật của các quỹ đạo vệ tinh của hai hệ thống GLONASS

và GPS được trình bày ở bảng 2 dưới đây [34]

Chu kỳ quan sát mặt đất Sau mỗi 8 ngày sao Sau mỗi ngày sao

Các tham số chuyển tọa độ không gian từ hệ PZ - 90 sang hệ WGS - 84 được nhiều tác giả nghiên cứu và đề xuất và chúng rất khác nhau Chúng ta sẽ xem xét một số đề xuất ở các bảng 3 dưới đây

Theo [14] Trong khuôn khổ khoá họp của Đại hội đồng lần thứ XVIII của

Tổ chức “ Các hệ thống trắc địa toàn cầu quốc tế” (International Global Geodetic System - IGGS) được tổ chức từ 15 - 27 tháng 8 năm 1983 tại Hamburg (CHLB Đức) đã thảo luận về việc phát triển các phương pháp trắc địa vũ trụ để xác định vị trí của các điểm mặt đất, đánh giá độ chính xác thực tế của kết quả đo đạc GPS và

đã đề ra Nghị quyết về việc sử dụng rộng rãi các hệ thống NAVSTAR GPS và GLONASS trong các mục đích đạo hàng

Để phát triển các ứng dụng GLONASS/GPS, vào năm 1998 Tổ chức IGS

đã thành lập nhóm Thử nghiệm GLONASS quốc tế) IGEX-98 (The International GLONASS Experimentbao gồm [21]:

- Tổ chức dịch vụ GPS quốc tế IGS;

- Viện Đạo hàng (ION);

- Hiệp hội quốc tế tiểu ban trắc địa VIII (the International Association of Geodesy's Commission VIII (International Coordination of Space Techniques for Geodesy and Geodynamics, CSTG));

- Tổ chức dịch vụ quay Quả đất quốc tế (IERS)

Các đối tượng thực nghiệm của nhóm IGEX-98 bao gồm [21]:

- Thu thập tập hợp dữ liệu GLONASS trong thời gian dài khi sử dụng các máy thu GLONASS hai tần số được đặt trên các trạm GPS;

- Xác định quỹ đạo vệ tinh GLONASS chính xác ở mức 1 m hoặc cao hơn;

- Đánh giá các máy thu GLONASS;

- Phát triển các phần mềm;

- So sánh các khung quy chiếu PZ – 90, WGS – 84 và ITRF;

- Áp dụng các hệ thống thời gian và chuyển đổi các hệ thống thời gian

Tổ chức dịch vụ đo khoảng cách lazer quốc tế (the International Laser Ranging Service ILRS) được yêu cầu quan sát 9 vệ tinh GLONASS để đánh giá độc lập các quỹ đạo vệ tinh được xác định và nghiên cứu mức độ đồng bộ của hai

kỹ thuật quan sát vệ tinh khác nhau

Nhóm thực nghiệm IGEX – 98 đã làm việc từ 19/10/1998 đến 19/04/1999 Hơn 60 trạm đã tham gia nhóm thực nghiệm trên cơ sở sử dụng các máy thú GPS/GLONASS hai tần số của Ashtech, Javad, 3SNavigation, ESA/ISN

và 1 cặp máy thu một tần số Các kết quả chính của Nhóm thực nghiệm là đề xuất hoàn thiện cấu trúc của file dữ liệu dạng RINEX ver 2.10 có tính đến việc thu dữ liệu tuwf các vệ tinh GLONASS và thông báo đạo hàng của các vệ tinh GLONASS; xác định được các quỹ đạo chính xác của các vệ tinh GLONASS ở mức 1 dm và xác định các tham số chuyển đổi giữa hai hệ quy chiếu PZX-90 và WGS-84 Sau tháng 4/1999 công việc của nhóm vẫn được tiếp tục và đến tháng

7/2000 đã có hơn 30 trạm được trang bị các máy thu tín hiệu vệ tinh từ cả hai hệ thống GPS và GLONASS, trong đó 2/3 các trạm được trang bị các máy thu hai tần

số

I.2.2 Cấu trúc và quá trình hoàn thiện hệ thống GLONASS

Theo tài liệu [15], Hệ thống vệ tinh đạo hàng toàn cầu GLONASS (GLOball Navigation Sattelite System) được quản lý bởi Cơ quan Vũ trụ Nga và

Bộ Quốc phòng Nga với các đại diện có thẩm quyền, hợp pháp là Hội Khoa học và sản xuất cơ học ứng dụng và Viện Nghiên cứu thiết kế thiết bị vũ trụ trực thuộc và

Bộ Quốc phòng Nga, và Trung tâm Thông tin khoa học phối hợp trực thuộc Bộ Quốc phòng Nga Hệ thống GLONASS đảm bảo cho mọi công tác định vị vị trí không gian ở mọi nơi trên Quả đất (trên đất liền, trên biển và trên không) và trong không gian gần Quả đất Hệ thống GLONASS gồm 3 phần: Phần không gian, phần điều khiển và phần sử dụng

Phần không gian bao gồm 24 vệ tinh được phân bố trên 3 mặt phẳng quỹ đạo Các mặt phẳng quỹ đạo có thành phần xê dịch vĩ độ 15 0tương ứng với nhau (xem hình 1)

Trong hệ PZ – 90, kinh độ của các nút mọc của ba mặt phẳng quỹ đạo được xác định vào 0 giờ 00 phút 00 giây giờ mặt trời trung bình (UTC + 3 giờ 00 phút 00 giây) ngày 1 tháng 1 năm 1983 được xác định theo công thức:

251 0 15 ' 00 " + 120 0 (i− 1 ),

ở đây i =1,2,3 - số hiệu mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh

Tốc độ thay đổi trung bình của tiến động (precession) của mặt phẳng quỹ đạo bằng - 0,00059251 radian/ngày 8 vệ tinh được phân bố đều trên mỗi mặt phẳng quỹ đạo với thành phần xê dịch vĩ độ 45 0 , mỗi vệ tinh ở độ cao 19100 km và

có chu kỳ quay quanh Quả đất là 11h15m 44s Góc nghiêng của mỗi mặt phẳng quỹ đạo là 64 , 8 0 ,tâm sai e = 0 Sự sai lệch cực đại của vị trí vê tinh so với quỹ đạo lý thuyết không vượt quá ± 5 0trong khoảng thời gian 5 năm

Giá trị lý thuyết của thành phần vĩ độ u của vệ tinh j (J=1.2….,24) được xác định vào 0 giờ 00 phút 00 giây giờ mặt trời trung bình (UTC + 3 giờ 00 phút 00 giây) ngày 1 tháng 1 năm 1983 Các vệ tinh có số hiệu j =N có thành phần vĩ độ

khác các vệ tinh có số hiệu j = N+8 và các vệ tinh có số hiệu j =N + 16 có thành phần vĩ độ khác các vệ tinh có số hiệu j = N+8, ở đây N=1,2, ,8 Đối với vệ tinh j, thành phần quỹ đạo u được tính theo công thức:

− 180 0

Hình 1 Phân bố các vệ tinh GLONASS trên quỹ đạo

Phần điều khiển được gọi là Tổ hợp Kiểm soát Mặt đất (Ground – based Control complex – GCC) bao gồm Trung tâm Kiểm soát Hệ thống (System Control Center - SCC) nằm ở vùng Matxcơva, mạng lưới các trạm theo dõi điều khiển để thu và truyền tín hiệu điều khiển (Command Tracking Stations – CTS) và các trạm theo dõi quang học lượng tử (Quantum Optical Tracking Stations – QOTS) nằm ở Saint Petersburg, Ternopol, Eniseisk, Komsomolsk-na-Amure trên lãnh thổ nước Nga Phần điều khiển đảm bảo việc kiểm soát các vệ tinh GLONASS, hiệu chỉnh các tham số quỹ đạo và truyền lên các vệ tinh các dữ liệu đạo hàng Các trạm CTS theo dõi tất cả các vệ tinh GLONASS nhìn thấy và truyền các dữ liệu đo giả cự ly

và thông báo vệ tinh về SCC Các khoảng cách đến vệ tinh được đo bằng radar với sai số nằm trong khoảng 2 – 3 m Trung tâm SCC tiến hành xử lý các dữ liệu và xác định các số cải chính đồng hồ vệ tinh, Thông báo đạo hàng và thông tin trạng

thái của mỗi vệ tinh Các khoảng cách đến vệ tinh được đo bởi CTS thường xuyên được hiệu chỉnh bởi thiết bị lazer tại QOTS Thông tin được hiệu chỉnh được truyền lại về các trạm CTS và được truyền lên các vệ tinh

Phần sử dụng bao gồm các máy thu và các phần mềm xử lý các tín hiệu GLONASS cho phép người sử dụng tính tọa độ, tốc độ và thời gian (xem Phụ lục 1)

Hệ thống GLONASS sử dụng Kỹ thuật truy cập đa phân chia tần số (Frequency Division Multiple Access Technique - FDMA) trên cả hai band tần số

, 5625 , 0 1602

2 ,

1 ,

K MHz MHz

f

K MHz MHz

f K

1251,6875 1251,25 1250,8125 1250,375 1249,9375 1249,5 1249,0625 1249,625 1248,1875 1247,75

3

2

1

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7

1603,6875 1603,125 1602,5625 1602,0 1601,4375 1600,8750 1600,3125 1599,7500 1599,1875 1598,6250 1598,0625

1247,3125 1246,875 1246,4375 1246,0 1245,5625 1245,1250 1244,6875 1244,2500 1243,8125 1243,3750 1242,9375

Kỹ thuật đa phân chia tần số trong hệ thống GLONASS khác với kỹ thuật đa phân chia mã (Code Division Multiple Access – CDMA) trong hệ thống GPS Do trong hệ thống GLONASS không sử dụng mã để phân biệt các vệ tinh GLONASS, nên các vệ tinh GLONASS đều phát các tín hiệu mã như nhau, nhưng phát các sóng mang với các tần số khác nhau bởi kỹ thuật FDMA Trái lại hệ thống GPS sử dụng kỹ thuật CDMA với mục đích phân biệt các vệ tinh GPS theo các tín hiệu mã do các vệ tinh phát đi, nên các vệ tinh GPS đều phát các tín hiệu mã khác nhau, nhưng phát các sóng mang L1 (và tương tự đối với L2) với tần số như nhau đối với tất cả các vệ tinh GPS [36]

Sóng mang tần số L1 được điều biến bởi mã C/A, mã P và Thông báo đạo hàng, còn sóng mang L2 chỉ được điều biến bởi mã P Mã C/A được điều biến với tần số 0,511 MHz và được sử dụng cho mục đích dân sự và được gọi là Đạo hàng chính xác chuẩn (Standard Precision Navigation) Mã P được điều biến với tần số 5,11 MHz và được sử dụng cho mục đích quân sự và được gọi là Đạo hàng chính xác cao (High Precision Navigation) Trong hệ thống GLONASS không tồn tại các hiệu ứng SA (Selective Availability) và AS (Anti Spoofing) như trong hệ thống GPS [36]

Do sử dụng kỹ thuật FDMA nên các anten GLONASS đòi hỏi phải tăng

cường độ rộng của băng tần để đo được các sóng mang với các tần số khác nhau

Đối với máy thu GLONASS/GPS bắt buộc phải thiết kế anten sao cho có thể thu

được các sóng mang với các tần số GLONASS và GPS

Đối với mỗi vệ tinh GLONASS, số hiệu kênh K được xác định theo từ

(word) A

n

H cho trong Lịch vệ tinh quảng bá (Almanac) và Thông báo vệ tinh ở dạng

file RINEX, ở đây từ A

-01 31 -02 30 -03 29 -04 28 -05 27 -06 26 -07 25 Theo các tài liệu [15, 16], kế hoạch sử dụng các kênh tần số của hệ thống

GLONASS theo các bước sau:

Bước 1: Đến năm 1998

- Các kênh tần số 0,1,…,12,22,23,24 sẽ được sử dụng cho các hoạt động

bình thường;

- Các kênh tần số 13, 14 và 21 có thể được sử dụng cho các tình huống ngoài dự kiến

Bước 2: 1998 - 2005

- Các kênh tần số 0,1,…,12 sẽ được sử dụng cho các hoạt động bình thường;

- Kênh tần số 13 có thể được sử dụng cho các tình huống ngoài dự kiến

Bước 3: Sau năm 2005

- Các kênh tần số - 7,…, +6 sẽ được sử dụng cho các hoạt động bình thường;

- Các kênh tần số 5 và 6 sẽ được sử dụng cho các mục đích kỹ thuật đặc biệt trong khoảng thời gian hạn chế

Mã giả ngẫu nhiên là một chuỗi độ dài cực đại của bộ ghi dịch chuyển với 9

tế bào Đầu ra được lấy từ tế bào 7 Trạng thái ban đầu của chuỗi là 111111111 Thuộc tính đầu tiên của mã giả ngẫu nhiên là thuộc tính đầu tiên trong nhóm

111111100 và được nhắc lại sau 1ms với tốc độ bit 511 kb/s (511000 bit/s - tức tốc

độ 1 bit là 1,9569.10 − 6s= 1 , 9569µs ≈ 2µs) Nội dung của tế bào 1 sau mỗi xung điện đồng hồ được tính theo đa thức:

vệ tinh thử nghiệm Nhưng đến năm 1991 trên quỹ đạo chỉ còn 12 vệ tinh do tuổi thọ của vệ tinh GLONASS thế hệ đầu tiên chỉ là 3 năm Từ năm 1995, do khó khăn về kinh tế nên Liên bang Nga đã không hoàn thiện thêm hệ thống GLONASS Bắt đầu từ năm 2001 trên cơ sở hợp tác với Ấn Độ, Liên bang Nga bắt đầu hoàn thiện hệ thống GLONASS

Hình 1.Vệ tinh GLONASS thế hệ đầu tiên

Trong quá trình hoàn thiện hệ thống GLONASS cần tính đến khả năng sử dụng phối hợp cả hai hệ thống GPS và GLONASS cho các mục đích đạo hàng Hệ thống GLONASS – M (xem hình 2) sẽ giải quyết vấn đề nêu trên và được thiết kế với các tính năng kỹ thuật như sau [17]:

- Tuổi thọ dịch vụ của vệ tinh được tăng lên 7 năm;

- Phát mã C/A trên tần số L2 để sử dụng vào các mục đích dân sự;

- Tăng cường sự ổn định của đồng hồ vệ tinh lên mức 1x10−13trên 1 ngày đêm (đối với cỏc vệ tinh GLONASS thời kỳ đầu, sự ổn định của đồng

hồ vệ tinh lên mức 5x10 − 13trên 1 ngày đêm);

- Tăng cường độ chính xác của lịch vệ tinh;

- Cung cấp để truyền độ chênh tức thời giữa các thang thời gian GPS và GLONASS

- Dự trữ trên quỹ đạo 6 vệ tinh để giảm thời gian thay thế các vệ tinh hỏng;

- Giảm sai số định vị đến 5 m;

- Truyền các tín hiệu phục vụ cả mục đích quân sự lẫn mục đích dân sự

Hình 2 Vệ tinh GLONASS - M

Các vệ tinh GLONASS - M được phóng từ ngày 25/12/2006 và dự kiến sẽ

có đủ 24 vệ tinh vào cuối năm 2009 Theo dự kiến các vệ tinh GLONASS – M sẽ phục vụ ít nhất đên năm 2015

Các thế hệ vệ tinh thay thế là các vệ tinh GLONASS – K (xem hình 3) với tuổi thọ trên quỹ đạo từ 10 – 12 năm và sẽ có tần số thứ 3 của băng tần để sử dụng cho các mục đích dân sự Trọng lượng của vệ tinh GLONASS – K là 700 kg sẽ nhẹ hơn trọng lượng của vệ tinh GLONASS – M (1415 kg) đến 2 lần

Hình 3 Vệ tinh GLONASS - K

Các kế hoạch đưa vệ tinh GLONASS lên quỹ đạo được trình bày ở hình

4 dưới đây

Hình 4 Cấu hình dự kiến của hệ thống vệ tinh GLONASS Cho đến thời điểm cuối năm 2009 trong hệ thống GLONASS có 21 vệ tinh, nhưng chỉ có 17 vệ tinh đang hoạt động, còn 2 vệ tinh tạm thời chưa được dùng, 2 vệ tinh chưa được đưa vào hệ thống Với 17 vệ tinh đang hoạt động, độ mở tích phân GLONASS trên Quả đất là 80 % và riêng trên lãnh thổ Liên bang Nga là

94 %, đứt quãng thời gian định vị trên Quả đất là 2,4 h và riêng trên lãnh thổ Liên bang Nga là 0,5 h Độ mở tích phân GLONASS là 100 % và đứt quãng thời gian là 0,5 h trên Quả đất sẽ đạt được khi hệ thống GLONASS có đầy đủ 24 vệ tinh

Hiện nay trong hệ thống GLONASS có 6 vệ tinh GLONASS – M (1 được phóng vào năm 2003, 2 – 2005 và 3 – 2006) Các vệ tinh này có tuổi thọ là 7 năm

và tồn tại tối thiểu trên các quỹ đạo đến năm 2015 Đến ngày 19/01/2010 hệ thống GLONASS có 22 vệ tinh, trong đó 17 vệ tinh đang hoạt động, 2 vệ tinh đang được bảo trì, 2 vệ tinh đang được điều chỉnh pha và 1 vệ tinh đang chưa phát được tín hiệu pha Đến ngày 25/02/2011 hệ thống GLONASS có 26 vệ tinh, bao gồm cả 01

vệ tinh GLONASS - K được đưa lên quỹ đạo vào ngày 24/02/2011, trong đó 22 vệ tinh đang hoạt động

Các tín hiệu của các vệ tinh GLONASS cơ bản được xây dựng trên cơ sở

kỹ thuật FDMA

Theo dự kiến vào năm 2013, Nga sẽ phóng vệ tinh GLONASS - K2 Ngoài các tín hiệu theo kỹ thuật FDMA sẽ có thêm tín hiệu L3 ở tần số 1202,025 MHz

theo kỹ thuật CDMA phục vụ cho các mục đích dân sự Sai số tương đối của đồng

Thời gian GLONASS (tGLONASS) hoạt động dựa trên thời gian đồng bộ trung tâm GLONASS với đồng hồ hydro đồng bộ trung tâm có sự ổn định (thời gian/tần số) không tồi hơn 5 10 − 14 Thời gian đồng bộ trung tâm được tạo ra bởi máy đồng

bộ trung tâm (Central Synchronizer) tại Tổ hợp Kiểm soát Mặt đất Trên vệ tinh GLONASS được trang bị đồng hồ xêzi với sự ổn định (thời gian/tần số) không tồi hơn 5 10 − 13

Thang thời gian của các vệ tinh GLONASS và Thời gian hệ thống GLONASS được so sánh với nhau 2 lần trong một ngày tại Tổ hợp Kiểm soát Mặt đất và các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh được truyền lên các vệ tinh Độ chính xác của các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh cao hơn 10 ns Điều này cho phép sự đồng bộ của thang thời gian của các vệ tinh GLONASS và Thời gian hệ thống GLONASS

ở mức 20 ns [36]

Hệ thống thời gian GLONASS được đồng bộ với Thời gian chuẩn quốc gia (Soviet Union National Etalon Time) của Liên xô cũ UTC(SU) Sự chênh giữa thời gian GLONASS và UTC(SU) ở mức 1 ms Hệ thống thời gian UTC(SU) được duy trì bởi Tổng cục Đo lường (Main Metrological Center) thực thuộc Cơ quan dịch vụ tần số và thời gian Nga tại Mendeleevo gần Matxcơva [36]

Thời gian GLONASS quan hệ với thời gian UTC(SU) theo công thức [15, 16]:

tGLONASS = UTC(SU) + 3h00m (I.3) Trong Lịch vệ tinh quảng bá GLONASS (almanac) hay Thông báo đạo hàng GLONASS dưới dạng file RINEX đều cho số cải chính tC để chuyển thời gian GLONASS về UTC(SU) với sai số nhỏ hơn 1 ms, bản thân số cải chính này được xác định với độ chính xác hơn 1µs [15, 16]

Thời gian GLONASS thường xuyên được hiệu chỉnh bởi số cải chính ± 1s (giây nhuận – Leap second) tương ứng với số hiệu chỉnh UTC của Cơ quan giờ quốc tế (BIH) mỗi năm một lần vào 0h00m00s đêm từ 31/12 sang 1/01 (hoặc từ 31/03 sang 1/04 hoặc từ 30/06 sang 1/07 hoặc từ 30/09 sang 1/10) [15, 16] Theo [15, 16], số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh GLONASS ở thời điểm t trong hệ thống thời gian GLONASS được tính theo công thức sau

dT(t) = −τn( )t b +γn(t−t b), (I.4)

ở đây τn(t b) – số hiệu chỉnh thang thời gian của vệ tinh n so với giờ GLONAS theo thời gian lập lịch tb (số hiệu chỉnh này được cho trong Thông báo đạo hàng GLONASS ở dạng file RINEX (xem Phụ lục 2)); hệ số γn đặc trưng cho

sự biến thiên tương đối của tần số sóng mang dự báo so với tần số chuẩn vào thời điểm tb ở vệ tinh n và được cho trong Thông báo đạo hàng GLONASS Thời điểm

tb là thời điểm lập lịch vệ tinh và xác định số hiệu chỉnh τn(t b) và hệ số γn của vệ tinh n trong thang thời gian UTC(SU)

Từ công thức (I.3) chúng ta thấy rằng số cải chính đồng hồ của vệ tinh GLONASS khác với số cải chính đồng hồ của vệ tinh GPS

Với sự phát triển của hệ thống GLONASS – M, trong [15, 16] lưu ý công thức (I.4) đã cho công thức tính giờ GLONASS (tGLONASS) của đồng hồ vệ tinh GLONASS số hiệu n được hiệu chỉnh và chuyển về hệ UTC(SU):

(tGLONASS) = UTC(SU) + 3 giờ 00 phút = t + tC + tn(tb) - γn(tb)(t-tb), (I.5)

ở đây t – số đọc theo đồng hồ vệ tinh và thời điểm truyền tín hiệu đạo hàng

từ khoang của vệ tinh GLONASS số hiệu n theo giờ GLONASS, tC – số hiệu chỉnh giờ GLONASS trên khoang của vệ tinh GLONASS về giờ UTC(SU) (số hiệu chỉnh này được cho trong Thông báo đạo hàng GLONASS, cụ thể xem ở Phụ lục 2), các thành phần thứ ba và thứ tư ở vế phải của công thức (I.5) là các số cải chính do cỏc sai số của bản thõn đồng hồ vệ tinh GLONASS

Công thức (I.5) có thể được sử dụng để tính các Lịch vệ tinh vào thời điểm đo các tham số đạo hàng [15, 16]

Số hiệu chỉnh tC trong công thức (I.5) có thể được biểu diễn bởi công thức:

tC = tUTC(SU) - tGLONASS (I.6)

Theo thông tin từ trung tâm phân tích thông tin GLONASS (Information -

Analytical Center – IAC) [13] từ ngày ngày 20/9/2007, GLONASS đã chuyển sang

dùng hệ tọa độ PZ- 90.02 thay cho PZ-90 Hệ tọa độ mới này được xác định vào

thời kỳ 01/01/2002 và có một vài hằng số trắc địa thay đổi giá trị so với hệ PZ – 90

(xem bảng 6 dưới đây)

Bảng 6 Các hằng số trắc địa bổ sung và thay đổi giá trị của Elipsoid PZ - 90.02

Độ dẹt nghịch đảo của Ellipsoid PZ -90.02 298,25784

Gia tốc trọng lực tại xích đạo, γe, mGal 978032.84

Số hiệu chỉnh vào gia tốc trọng lực tại mặt biển do

khí quyển, mGal

0,87

Hệ số điều hòa vùng thứ tư của mặt đẳng thế -2370.89x10-9

Hệ số điều hòa vùng thứ sáu của mặt đẳng thế 6.08x10-9

Hệ số điều hòa vùng thứ tám của mặt đẳng thế 1.40x10-9

Trong [13] cũng thông báo các tham số chuyển đổi các hệ tọa độ WGS –

84, PZ – 90 và ITRF – 2000 về hệ PZ – 90.02 được trình bày ở bảng 7 dưới đây

Khi xử lý các dữ liệu GLONASS trong hệ PZ – 90.02, các tham số trong Thông báo đạo hàng GLONASS được cho trong giờ GLONASS được tính theo công thức (I.5) Tuy nhiên để đảm bảo việc sử dụng các dữ liệu thu được từ các vệ tinh GLONASS và GPS để giải quyết các bài toán khoa học – kỹ thuật khác nhau, Thông báo đạo hàng GLONASS, đặc biệt đối với các vệ tinh GLONASS – M còn cung cấp các tham số để chuyển giờ GLONASS về giờ GPS

Hiện nay trên các quỹ đạo của hệ thống GLONASS đang tồn tại các vệ tinh GLONASS thế hệ ban đầu và các vệ tinh GLONASS – M thế hệ mới Để phân biệt được các vệ tinh GLONASS thế hệ ban đầu và các vệ tinh GLONASS – M thế hệ mới, trong Lịch vệ tinh quảng bá GLONASS (almanac) có từ A,

n

M ở đây A = 00

n M

chỉ vệ tinh GLONASS thế hệ ban đầu, A = 01

n

M chỉ vệ tinh GLONASS thế hệ mới Nói chung, đối với các vệ tinh GLONASS thế hệ ban đầu và các vệ tinh GLONASS – M thế hệ mới trong Lịch vệ tinh quảng bá GLONASS có từ τGPS cho phép chuyển giờ GLONASS sang giờ GPS theo công thức [15, 16]:

t GPS =t GLONASS + ∆t+τGPS, (I.7)

ở đây ∆t là phần nguyên và τGPS phần lẻ (đơn vị giây) của sự chênh giữa thang thời gian GPS và thang thời gian GLONASS, thêm vào đó đại lượng ∆tđược cho trong Thông báo đạo hàng GPS

Riêng trong Thông báo đạo hàng GLONASS – M còn có thêm hai từ B1

(có đơn vị giây) và B2 (có đơn vị giây/ngày Mặt trời trung bình) cho phép chuyển thời gian UTC(SU) về giờ toàn thế giới UT1 được xác định tương ứng với vị trí cực trung bình của Qủa đất và xích đạo tức thời của Qủa đất theo công thức [16, trg 32]:

1 ( ) 1 2.( A),

N B B SU UTC

UT = + + − (I.8)

ở đây N A - thời điểm ban đầu của ngày Mặt trời trung bình, NT – thời điểm cần quan tâm được biểu diễn trong đơn vị ngày Mặt trời trung bình

Giờ toàn thế giới UT2 được xác định tương ứng với vị trí cực trung bình

và tốc độ quay trung bình của Qủa đất Thời gian UT2 được xác định theo công thức:

UT2 = UT1 + ∆UT, (I.9)

ở đây ∆UT – số cải chính vào giờ toàn thế giới do sự thay đổi tốc độ quay của Quả đất theo mùa Số cải chính ∆UT được cung cấp bởi cơ quan về thời gian quốc tế (Beuro of International Hour)

Trong thực tế giờ toàn thế giới UTC quốc tế trùng với thang thời gian UT2 Sự chênh lệch (UT2 – UTC) < 100 ns Thời gian UTC có khoảng dao động như đồng hồ nguyên tử AT1, nhưng có một giây đột biến (leap second) vào cuối tháng 7 hoặc cuối tháng 12 hàng năm

Ngoài việc sử dụng các công thức (I.7) và (I.8) để chuyển thời gian UTC(SU) về UTC quốc tế, cần lưu ý rằng Tổ chức BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) thường xuyên giám sát và xuất bản độ lệch giữa UTC(SU) của Liên bang Nga và UTC(USNO) (US Naval Observatory – USNO) của Mỹ với UTC quốc tế ở dạng file Circular T (ví dụ xem [37]) Mối quan hệ giữa chúng được cho bởi công thức:

tUTC – tUTC(SU) = τU, (I.10)

C = −τ Giá trị C0 được cho trong BIPM Circular T với độ lớn nhỏ hơn 100ns.

Từ các công thức (I.6), (I.10), (I.11) chúng ta có công thức chuyển giờ GLONASS sang giờ GPS ở dạng sau:

t GPS =t GLONASS +t C +τU +τg +τr, (I.12)

ở đây τr - độ lệch đồng hồ máy thu giữa các trị đo GLONASS và GPS

Do trong BIPM Circular T cho hiệu C1 = (tUTC – tGLONASS) với độ lớn nhỏ hơn 1µs[36, trg 11], nên lưu ý công thức (I.10) chúng ta có thể dựa vào các giá trị

Như vậy công thức (I.13) cho thêm khả năng xác định giá trị tC dựa trên BIPM Circular T Công thức (I.7) được dùng để chuyển thời gian GLONASS sang giờ GPS dựa trên các tham số được cho trong Thông báo đạo hàng GLONASS hoặc Lịch vệ tinh quảng bá GLONASS Công thức (I.12) được dùng để chuyển thời gian GLONASS sang giờ GPS dựa trên các tham số được cho trong BIPM Circular

T của Cơ quan giờ quốc tế BIPM

Do giờ GPS khác UTC(USNO) một số lượng giây nhuận (Leap second)

n, nên chúng ta có quan hệ

tGPS = tUTC(USNO) + n (I.14) Các công thức (I.6) và (I.14) biểu diễn sự khác nhau của giờ GLONASS

so với thang thời gian UTC(SU) và của giờ GPS so với thang thời gian UTC(USNO), ngoài ra các thang thời gian nêu trên cũng khác nhau Do đó dựa trên các công thức (I.6) và (I.14) chúng ta thấy rằng hiệu thời gian GPS và thời gian GLONASS chính xác phải được biểu diễn ở dạng sau:

∆t GPS−GLONASS =t GPS −t GLONASS −n= (t UTC(USNO) −t UTC(SU)) +t C. (I.15)

Để tiện sử dụng tiếp theo chúng ta ký hiệu ∆t GPS−GLONASS là ∆t. Do tồn tại đại lượng ∆t GPS−GLONASS, nên trong trường hợp xử lý toán học cả các trị đo GPS lẫn các trị đo GLONASS trong thang thời gian GPS:

- Đối với các trị đo GPS, đại lượng ∆t GPS −GLONASS = 0 ;

- Đối với các trị đo GLONASS, đại lượng ∆t GPS −GLONASS ≠ 0

Ở mục I.3.1 dưới đây chúng ta sẽ thấy rằng trong trường hợp thu đồng thời các tín hiệu từ các vệ tinh GPS, GLONASS bằng máy thu GPS/GLONASS chạy theo thang thời gian GPS, khi chuyển các trị đo vệ tinh về file các trị đo định dạng RINEX giả cự ly được xác định từ vệ tinh GLONASS sẽ được hiệu chỉnh một đại lượng bằng – C x số lượng giây nhuận (n) để chuyển về giả cự ly tương ứng với giờ GPS, ở đây C là tốc độ ánh sáng Do đó trong giá trị giả cự ly GLONASS được hiệu chỉnh vẫn còn sai số do sự khác nhau giữa thời gian GPS và thời gian GLONASS Điều này cần lưu ý khi xử lý đồng thời các trị đo GPS và GLONASS trong ITRF

Một vấn đề quan trọng cần giải quyết trong việc đảm bảo việc sử dụng phối hợp cả hai hệ thống GPS và GLONASS là hệ thống thời gian trong hai hệ thống định vị vệ tinh GPS và GLONASS khác nhau: Hệ thống GPS sử dụng giờ phối hợp thế giới UTC (Coordinated Universal Time) của Đài Quan sát Hải quân

Mỹ (United States Naval Observatory – USNO), trong khi đó hệ thống GLONASS

sử dụng giờ phối hợp thế giới UTC theo tiêu chuẩn của Liên Xô (Soviet Union – SU) Theo [18] thời gian GPS (GPS Time) trong hệ thống GPS được giữ ổn định trong khoảng thời gian 100 ns so với thang thời gian UTC(USNO), nhưng trong hai tuần của tháng 12 năm 1994, thời gian GPS lệch so với UTC(USNO) khoảng 270

ns Trong khi đó thời gian GLONASS (GLONASS Time) chênh so với UTC quốc

tế vào tháng 8 năm 1996 vào khoảng 30000 ns Đây là vấn đề quan trọng cần giải quyết nhằm đảm bảo cho việc xử lý đồng thời các dữ liệu GPS và GLONASS

Lưu ý (I.15) từ (I.12) chúng ta có công thức mới tính số hiệu chỉnh tC:

t C = ∆t GPS−GLONASS −τU −τg −τr +n. (I.16) Trong tài liệu [36] đã sử dụng các giá trị τU, τgvà hiệu (tUTC – tGLONASS) được cho trong BIPM Circular T No128 để đánh giá số hiệu chỉnh tC theo các công thức (I.13) và (I.16), riêng đối với công thức (I.16) việc xác định đại lượng

GLONASS

GPS

t −

∆ được thực hiện theo hai phương án:

- Xử lý đồng thời các trị đo GPS và GLONASS được thu bởi máy thu GLONASS/GPS Ashtech Z18 vào ngày 1/08/1998 Kết quả nhận được

Số cải chính τr coi nhỏ bỏ qua Kết quả thực nghiệm trong tài liệu [36] được trình bày ở bảng 8 dưới đây

BIPM Circular T No128

Theo Thông báo đạo hàng

Từ bảng 8 chúng ta thấy rằng vào năm 1998, kết quả tính toán số hiệu chỉnh

tC để chuyển giờ GLONASS về giờ UTC(SU) được xác định theo Thông báo đạo hàng GLONASS là khá lớn Số hiệu chỉnh tC được tính theo BIPM Circular T và theo các kết quả xử lý dữ liệu GPS và GLONASS (đồng thời hoặc riêng rẽ) có đại lượng nhỏ hơn so với trường hợp sử dụng các tham số cho trong Thông báo đạo hàng GLONASS Tuy nhiên trong tất cả các trường hợp được xem xét số hiệu chỉnh tC nhỏ hơn 1µs.Theo tài liệu [6] sai số khoảng cách hình học giữa vệ tinh và máy thu được được gây ra bởi sai số đồng hồ máy thu sẽ nhỏ hơn 1 mm, nếu sai số đồng hồ máy thu không lớn hơn 1µs. Do đó việc xác định số hiệu chỉnh tC theo các phương án nêu trên không phải là thảm họa

Tuy nhiên cho đến hiện nay độ tin cậy của các tham số xác định số hiệu chỉnh để chuyển giờ GLONASS về giờ GPS cho trong Thông báo vệ tinh GLONASS đã được nâng cao nhiều Các kết quả nghiên cứu của chúng tôi về độ lệch giữa UTC(USNO) và UTC(SU) dựa trên các Thông báo đạo hàng của các vệ tinh GPS và GLONASS từ ngày 27/06 đến ngày 28/10/2009 được trình bày ở hình

5 dưới đây

5.502 5.504 5.506 5.508 5.51 5.512 5.514

x 10440

Tổ hợp Kiểm soát Mặt đất của Hệ thống GLONASS mỗi ngày so sánh giờ GLONASS với thang thời gian của vệ tinh GLONASS hai lần trong một ngày và đảm bảo sự đồng bộ của thang thời gian vệ tinh GLONASS với thời gian GLONASS ở mức 20 ns Do đó việc sử dụng các tham số hiệu chỉnh giờ GLONASS được cho trong Thông báo đạo hàng hoặc Thông báo vệ tinh GLONASS để chuyển đổi giữa giờ GPS và giờ GLONASS sẽ cho kết quả tin cậy Theo tài liệu [18], UTC(SU) là một trong những thang thời gian nguyên tử ổn định nhất trên thế giới Tuy nhiên do luôn tồn tại sự lệch giữa UTC(SU) và thời gian GLONASS, nên việc chuyển đổi giữa thời gian GLONASS và thời gian GPS luôn tồn tại các độ lệch

Chúng ta nghiên cứu tiếp theo độ chính xác của công thức (I.4) để hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh GLONASS Dựa trên kết quả thu tín hiệu vệ tinh GLONASS vào ngày 20/11/2009, chúng ta có biểu đồ của các số cải chính đồng hồ vệ tinh của các vệ tinh GLONASS (xem hình 6 dưới đây)

Bảng 9 Độ lệch của các số cải chính dtMax và dtMin của mỗi vệ tinh GLONASS

PRN dT(ns) min max mdT

02 11.894 15.784 15.083

03 -5.428 -1.916 3.145

Từ bảng trên chúng ta thấy rằng số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh GLONASS

có độ chính xác trung bình là 9 nsec

Tuy nhiên khi so sánh các số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh GLONASS được tính theo công thức (I.4) với các số hiệu chỉnh đồng hồ được cho trong bản lịch vệ tinh GLONASS chính xác do Tổ chức IGS cung cấp chúng ta thấy rằng chúng lệch nhau đúng bằng hằng số 504.809 nsec?! Hiện nay số hiệu chỉnh đồng hồ chính xác của Tổ chức IGS được tổng hợp từ hai trung tâm là ESOC (European Space Operation Center) của Châu Âu và IAC (GLONASS Information Analytical Center) của Liên bang Nga Tài liệu [33] đã thông báo có một độ lệch giữa các số hiệu chỉnh đồng hồ GPS và GLONASS từ sản phẩm của IAC, nhưng không quan sát thấy điều này trong sản phẩm của ESOC Độ lệch này có thể do sử dụng các thang thời gian tham khảo khác nhau cho hệ thống GPS và hệ thống GLONASS [34] Tuy nhiên sự độ lệch này là đại lượng không đổi và nú cú thể bị loại bỏ trong quá trình xử lý đồng thời dữ liệu GPS và GLONASS

Theo số liệu nghiên cứu ở trên, số hiệu chỉnh tính từ Thông báo vệ tinh có

sai số hệ thống đến hàng trăm nano giây, tương đương vài chục đến hơn trăm mét

trên chiều dài Sai số này hoàn toàn bị khử đi trong quá trình xử lý các trị đo

GLONASS ở hiệu đơn hoặc hiệu kép giữa các vệ tinh GLONASS Do đó trong

phương pháp định vị tương đối, độ sai lệch nêu trên sẽ không ảnh hưởng đến kết

quả xác định các baseline Tuy nhiên nó có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ

chính xác định vị tuyệt đối khi sử dụng hỗn hợp các trị đo GPS, GLONASS và các

trị đo hiệu đơn giữa các vệ tinh GPS và GLONASS Vấn đề này sẽ được xem xét

trong chương III

Tại cuộc họp lần thứ 13 của Uỷ ban Tư vấn xác định giây (Comité

Consultatif pour la Définition de la Seconde – CCDS) tổ chức vào các ngày 12 – 13

tháng Ba năm 1996 đã đưa ra đề xuất [18]:

- Các thời gian quy chiếu của các hệ thống đạo hàng vệ tinh được

đồng bộ với UTC chặt chẽ nhất có thể được (bao gồm các hệ thống GPS,

GLONASS, INMARSAT, GNSS1 và GNSS2);

- Việc chuyển các khung quy chiếu của các hệ thống này là tương

thích với ITRF;

- Sử dụng các máy thu của cả hai hệ thống GPS và GLONASS ở

các trung tâm xác định thời gian

Bảng 10 dưới đây sẽ cho các so sánh về các đặc trưng của các tín hiệu,

thang thời gian, tham số quỹ đạo của hai hệ thống GPS và GLONASS [36]

đối với các số hiệu kênh 0,1, ,24

L1: 1575,42 MHz (λ ≈ 0 , 19m)

L2: 1227,60 MHz (λ ≈ 0 , 24m)

cả các vệ tinh mỗi các vệ tinh

(λ ≈ 600m)

Mã P: 5,11 MHz (λ ≈ 60m)

Mã C/A: 1,023 MHz (λ ≈ 300m)

Mã P: 10,23 MHz (λ ≈ 30m)

Số hiệu chỉnh thời gian hệ

Sau mỗi 60 phút:

Các thành phần quỹ đạo Kepler được cải biên

Trong kỹ thuật vụ tuyến coi độ chính xác của khoảng cách được xác định theo các tín hiệu vô tuyến bằng 1/100 của bước sóng Từ bảng 10 chúng ta thấy rằng độ chính xác xác định khoảng cách theo các sóng mang L1 và L2 là như nhau đối với cả hai công nghệ GPS và GLONASS Tuy nhiên độ chính xác xác định khoảng cách theo các mã C/A, P trong công nghệ GPS cao hơn 2 lần so với công nghệ GLONASS Điều này cần lưu ý khi xây dựng quy trình xử lý hỗn hợp các dữ liệu đo GPS/GLONASS

Hiện nay tổ chức IGS thường xuyên cung cấp lịch vệ tinh chính xác của các vệ tinh GPS và GLONASS trong ITRF Các thông tin được trình bày ở bảng 11 dưới đây [47]

Bảng 11

Lịch vệ tinh GPS/Sai số

đồng hồ vệ tinh GPS

Độ chính xác

cách

Quỹ đạo ≈ 100 cm

Phát tín

Đồng hồ vệ tinh

≈ 5 ns Thời gian

thực

Hàng ngày Quỹ đạo ≈ 5 cm

15 phút

Nhanh

Đồng hồ vệ tinh

≈ 75 ps

Sau 17 - 41 giờ

Vào 17 UTC hàng ngày

5 phút

Cuối cùng

Đồng hồ vệ tinh

≈ 75 ps

Sau 12 - 18 ngày

Vào thứ năm hàng tuần

15 phút

Việc sử dụng các lịch vệ tinh GPS/GLONASS chính xác trong ITRF là cơ

sở để xử lý hỗn hợp các dữ liệu đo GPS/GLONASS độ chính xác cao trong ITRF nhằm giải quyết các bài toán khoa học - kỹ thuật của Trắc địa

I.3 Cấu trúc Thông báo vệ tinh của hệ thống GLONASS

RINEX là tên viết tắt của Receiver Independent Exchange Format, tức là một định dạng dữ liệu đo từ vệ tinh được thiết kế dùng chung cho các loại máy thu khác nhau Phiên bản đầu tiên của RINEX ra được công bố vào 04/1993, chủ yếu dùng cho hệ thống GPS, sau đó được mở rộng cho các vệ tinh GLONASS từ 04/1997 (phiên bản 2.0) Phiên bản đang sử dụng phổ biến hiện nay là 2.10 vaf 2.11 [20, 22, 24] Phiên bản file RINEX 3.00 sẽ mở rộng cho các hệ thống vệ tinh khác [23]

Có ba loại file RINEX khác nhau: 1 file để chứa dữ liệu đo (observation), 1 file

để chứa thông tin về vị trí các vệ tinh (navigation) và 1 file để chứa thông tin về các tham số khí tượng (meteorology), trong đó người ta thường quan tâm nhiều nhất là file trị đo và file vệ tinh

Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học này chúng ta chỉ hạn chế trong việc nghiên cứu cấu trúc của các files dạng RINEX chứa các thông tin về các dữ liệu đo và vị trí của các vệ tinh trong hai hệ thống GPS và GLONASS và không đề cập đến các vệ tinh ở các hệ thống khác như GEOSTATIONARY và GALILEO Khi nói đến cấu trúc của các files RINEX chứa các dữ liệu đo vệ tinh và các thông tin về vị trí các vệ tinh GPS và GLONASS, chúng ta phải phân biệt các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Máy thu chỉ thu tín hiệu từ các vệ tinh GPS (máy thu GPS); Trường hợp 2: Máy thu chỉ thu tín hiệu từ các vệ tinh GLONASS (máy thu GLONASS);

Trường hợp 3: Máy thu nhận được đồng thời các tín hiệu từ các vệ tinh GPS và GLONASS (máy thu GPS/GLONASS)

Trong các trường hợp nêu trên, cấu trúc của các files RINEX chứa các dữ liệu

đo vệ tinh và các thông tin về vị trí các vệ tinh sẽ có những đặc thù riêng cần lưu ý

I.3.1 Định dạng RINEX cho file dữ liệu đo phiên bản 2.10

Qui ước cách đặt tên file dữ liệu đo (Observation data file) ở định dạng RINEX gồm 12 ký tự như sau:

xxxxxxxx.xxo

trong đó 4 ký tự đầu là tên trạm đo, 3 ký tự tiếp theo ngày của năm, ký tự thứ

8 dùng để dự trữ (thường bằng 0) Sau dấu chấm, 2 ký tự dùng để chỉ cho năm và

ký tự cuối cùng là “o” – viết tắt cho observation

Một file được chia thành 2 phần rõ rệt: phần đầu gọi là header dùng để chứa các thông tin chung và phần sau là phần trị đo (xem bảng 12 dưới đây) Như

đã trình bày trong mục I.2 ở trên, các trị đo vệ tinh (giả cự ly, độ lệch pha) trong file ở định dạng RINEX

Phần Header

Bảng 12 Ví dụ minh họa về file dữ liệu đo

| -1|0 -| -2|0 -| -3|0 -| -4|0 -| -5|0 -| -6|0 -| -7|0 -| -8|

2.10 OBSERVATION DATA M (MIXED) RINEX VERSION / TYPE

YYRINEXO V2.8.1 VM AIUB 6-FEB-00 13:59 PGM / RUN BY / DATE

TST2 MARKER NAME

001-02-A MARKER NUMBER

JIM Y-COMPANY OBSERVER / AGENCY

1 YY-RECEIVER 2.0.1 REC # / TYPE / VERS

1 GEODETIC L1 ANT # / TYPE

3851178.1849 -80151.4072 5066671.1013 APPROX POSITION XYZ

1.2340 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N

và các tọa độ gần đúng của máy thu ở hàng thứ 8 được xác định trong hệ WGS-84 Đối với trường hợp 2 (máy thu chỉ nhận được các tín hiệu từ các vệ tinh GLONASS) ở hàng đầu tiên có ký hiệu R (GLONASS), tiếp theo gọi là file RINEX GLONASS Trong trường hợp này các thời gian quy chiếu các trị đo được dùng thống nhất theo giờ GLONASS và các tọa độ gần đúng của máy thu ở hàng thứ 8 được xác định trong hệ PZ – 90.02

Hàng thứ 9 (ANTENNA: DELTA H/E/N): độ cao anten máy thu (đơn vị mét) và các thành phần của độ lệch tâm anten theo hướng Đông và hướng Bắc

Hàng thứ 10 (WAVELENGTH FACT L1/2): có 2 số nguyên Nếu số nguyên thứ nhất bằng 1 thì có nghĩa sóng mang tần số L1 có đầy đủ số chu kỳ pha, bằng 2 – chỉ có nửa chu kỳ pha Nếu số nguyên thứ 2 bằng 0, thì máy thu là máy

Phần header