TÌM HIỂU VỀ GPS VÀ MODEM FASTRACK WAVECOM SUPREME 20

Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu về hệ thống định vị toàn cầu GPS, tìm hiểu các đặc điểm, tính chất của GPS. Tìm hiểu về Modem Fastrack Wavecom Supreme 20 và thực hiện thu tín hiệu GPS sau đó hiển thị vị trí lên Google map. Nội dung: Chương 1: Tổng quan về GPS Chương 2: GIẢI MÃ CHUỖI NMEA Chương 3: MODEM FASTRACK WAVECOM SUPREME 20 Chương 4: THIẾT LẬP HỆ THỐNG

-i-

ÐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ÐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ

BỘ MÔN VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TÌM HIỂU VỀ GPS VÀ MODEM FASTRACK

WAVECOM SUPREME 20

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 122012

iv-

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, sinh viên muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến gi thầy, Thạc sĩ Đinh Quốc Hùng, trong thời gian vừa qua, đã hướng dẫn và giúp đỡ em trong việc nghiên cứu đồ án 1 Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn của thầy đã giúp em

có một định hướng đúng trong quá trình thực hiện đề tài

Bên cạnh đó, sinh viên muốn nói lời cảm ơn đến những giáo viên đã đứng trên bục giảng truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức cho sinh viên trong suốt những năm học vừa qua

Một lần nữa, sinh viên xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến bố mẹ, thầy cô

và bạn bè, những người luôn ở cạnh động viên, giúp đỡ và cổ vũ tinh thần cho em

Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 12 năm 2012

-v-

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 1

Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu về hệ thống định vị toàn cầu GPS, tìm hiểu các đặc điểm, tính chất của GPS Tìm hiểu về Modem Fastrack Wavecom Supreme

20 và thực hiện thu tín hiệu GPS sau đó hiển thị vị trí lên Google map

Sinh viên thực hiện

-vi-

MỤC LỤC

Trang bìa i

Nhiệm vụ luận văn ii

Lời cảm ơn iv

Tóm tắt đồ án v

Mục lục vi

Danh sách hình vẽ viii

Danh sách bảng biểu ix

Nội dung đồ án 1 GIỚI THIỆU CHUNG Chương 1: Tổng quan về GPS 1.1 Giới thiệu chung 03

1.2 Sự hoạt động của GPS 04

1.3 Các thành phần của GPS 04

1.4 Nguồn lỗi của tín hiệu GPS 07

1.5 Ứng dụng của GPS 09

Chương 2: GIẢI MÃ CHUỖI NMEA 2.1 Định nghĩa và khái niệm 11

2.2 Thành phần chuỗi NMEA 11

2.3 Giải mã một số đoạn mã xác định 12

-vii-

Chương 3: MODEM FASTRACK WAVECOM SUPREME 20

3.1 Giới thiệu chung 15

3.1.1 Antenna connector 16

3.1.2 Power Supply Connector 16

3.1.3 Sub HD 15 pin connector 17

3.1.4 IES Connector 19

3.1.5 Bảng tóm tắt đặc điểm, tính chất của Modem 19

3.2 Board IESM-GPS+USB+I/O 22

3.2.1 GPS antenna connector 23

3.2.2 Mini-B USB connector 24

3.2.3 16-Way IO socket 25

3.2.4 Tính chất đặc điểm của Board 25

Chương 4: THIẾT LẬP HỆ THỐNG 4.1 Tổng quan và chức năng của hệ thống 27

4.2 Kết nối Modem và thiết lập các chế độ 27

4.2.1 Kết nối Modem Fastrack Wavecom Supreme 20 27

4.2.2 Thiết lập chế độ GPS 28

4.2.3 Hiển thị vị trí lên bản đồ 29

-viii-

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: Ý tưởng định vị hệ thống GPS

Hình 1.2: Các thành phần của GPS

Hình 1.3: Sơ đồ khối máy thu

Hình 1.4: Lỗi do giao thoa tín hiệu.

Hình 3.1: Modem Wavecom

Hình 3.2: Antenna connector

Hình 3.3: Power supply connector

Hình3.4: Sub HD 15 pin connector

-ix-

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng3.1: Power supply connector pin description Bảng 3.2: Sub HD 15-pin connector description

Bảng 3.3: Tính chất và đặc điểm của Modem

Bảng 3.4: Trạng thái làm việc của Modem

Bảng 3.5: Mini-B USB connector description

Bảng 3.6: Tính chất và đặc điểm của board IESM Bảng 3.7: Trạng thái GPS của Modem

Bảng 4.1: Các lệnh thiết lập GPS cho Modem

-x-

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GSM Groupe Special Mobile

SMS Short Message Services

GPS Global Positioning System

GPRS General Packet Radio Service

CPU Central Processing Unit

AFSCN U.S Air Force Satellite Control Network NGA National Geospatial-Intelligence Agency

NMEA The National Marine Electronics Association

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

Trang 1

Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu GPS được phát triển bởi Hoa Kì và đến năm

1980 được phép phục vụ dân sự hoàn toàn miễn phí Từ đó đến nay lần lượt các thiết

bị, hệ thống ứng dụng công nghệ GPS ra đời phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong cuộc sống như lâm nghiệp, giao thông vận tải, cầu đường, viễn thông…

Ở Việt Nam những năm gần đây thiết bị GPS đã được sử dụng rộng rãi chủ yếu

để xác định vị trí, dẫn đường, có thể là thiết bị cầm tay hay thiết bị gắn trên ô tô

Trong Đồ án 1 này em sẽ tìm hiểu về GPS và Modem Fastrack Wavecom

Supreme 20 thu tín hiệu GPS sau đó hiển thị vị trí lên Google map

Đồ án 1 gồm những chương sau:

Chương 1: Tổng quan về GPS

Chương 2: Giải mã chuổi NMEA

Chương 3: Modem Fastrack Wavecom Supreme 20

Chương 4: Xây dựng hệ thống

GIỚI THIỆU CHUNG

1.3.1 Bộ phận không gian 1.3.2 Bộ phận kiểm soát 1.3.3 Bộ phận người sử dụng

1.4 Nguồn lỗi của tín hiệu GPS 1.5 Ứng dụng của GPS

Nội dung chính

1.1 Giới thiệu chung:

Hệ thống Định vị Toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System - GPS) là hệ

thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh

Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào Các nước trong Liên minh châu Âu đang xây dựng Hệ thống định vị Galileo, có tính năng giống như GPS của Hoa Kỳ, dự tính sẽ bắt đầu hoạt động năm 2014

Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 28 quả vệ tinh được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian

Các hệ thống dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô tuyến

điện Được biết đến nhiều nhất là các hệ thống sau: LORAN – (LOng RAnge Navigation) – hoạt động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay TACAN – (TACtical

Air Navigation) – dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VOR/DME –

VHF (Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment) – dùng cho hàng không

dân dụng

Gần như đồng thời với lúc Mỹ phát triển GPS, Liên Xô cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONASS Hiện nay Liên minh Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo Trung Quốc thì phát triển hệ thống định vị toàn

cầu của mình mang tên Bắc Đẩu bao gồm 35 vệ tinh

Ban đầu, GPS và GLONASS đều được phát triển cho mục đích quân sự, nên mặc dù chúng dùng được cho dân sự nhưng không hệ nào đưa ra sự đảm bảo tồn tại liên tục và độ chính xác Vì thế chúng không thỏa mãn được những yêu cầu an toàn cho dẫn đường dân

sự hàng không và hàng hải, đặc biệt là tại những vùng và tại những thời điểm có hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu các hệ thống đó Chỉ có hệ thống dẫn đường vệ tinh châu Âu Galileo (đang được xây dựng) ngay từ đầu đã đặt mục tiêu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của dẫn đường và định vị dân sự

GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự, nhưng từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng trong dân sự GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc thiết lập sử dụng GPS nhưng phải tốn tiền không rẻ để mua thiết bị thu tín hiệu và phần mềm nhúng

hỗ trợ

Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh

độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động Khi nhận được tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao) Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa

1.3 Các thành phần của GPS:

GPS hiện tại gồm 3 phần chính: phần không gian, kiểm soát và sử dụng Không quân Hoa Kỳ phát triển, bảo trì và vận hành các phần không gian và kiểm soát Các vệ tinh GPS truyền tín hiệu từ không gian, và các máy thu GPS sử dụng các tín hiệu này để tính toán vị trí trong không gian 3 chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao) và thời gian hiện tại

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

Hình1.2: Các thành phần của GPS

1.3.1 Bộ phận không gian (Space segment):

Bộ phận không gian gồm các vệ tinh GPS mà nó truyền thời gian và vị trí tới người sử dụng Tập hợp tất cả các vệ tinh này được gọi là “chòm sao”

a) Hệ thống NAVSTAR (Mỹ)

Hệ thống NAVSTAR gồm 24 vệ tinh với 6 quỹ đạo bay Các vệ tinh này hoạt động ở quỹ đạo có độ cao 20.200 km (10,900 nm) ở góc nghiêng 55 độ và với thời gian 12 giờ/quỹ đạo Quỹ đạo bay không gian của các vệ tinh được sắp xếp để tối thiểu 5 vệ tinh sẽ được người sử dụng nhìn thấy bao phủ toàn cầu, với vị trí chính xác hoàn toàn (position dilution of precision - PDOP) của 6 vệ tinh hoặc ít hơn

Mỗi vệ tinh truyền trên 2 band tần số L, L1 có tần số 1575.42 MHz và L2 có tần số 1227.6 MHz Mỗi vệ tinh truyền trên cùng tần số xác định; tuy nhiên, tín hiệu mỗi vệ tinh thì thay đổi theo thời gian đến người sử dụng L1 mang mã P (precise (P) code) và mã C/A (coarse/acquisition (C/A) code) L2 chỉ mang mã P (P code)

Thông tin dữ liệu hàng hải được thêm các mã này Thông tin dữ liệu hàng hải giống nhau được mang cả 2 band tần số Mã P thì thường được mã hoá vì thế chỉ mã C/A thì có sẵn đến người sử dụng bình thường; tuy nhiên, một vài thông tin có thể nhận được từ mã P Khi

mã hoá, mã P được hiểu như mã Y Mỗi vệ tinh có 2 số nhận dạng Đầu tiên là số NAVSTAR với nhận dạng trên thiết bị vệ tinh đặc biệt Thứ hai là số sv (the space vehicle (sv) number)

Số này được ấn định để ra lệch phóng vệ tinh Thứ ba là số mã tiếng âm thanh (the pseudo-

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

random noise-PRN) Đây chỉ là số nguyên mà nó được sử dụng để mã tín hiệu từ các vệ tinh

đó Một vài máy ghi nhận nhận biết vệ tinh mà chúng đang ghi nhận từ mã SV, hoặc mã khác

từ mã PRN

b) Hệ thống GLONASS (Nga)

Hệ thống GLONASS gồm 24 vệ tinh, 8 vệ tinh cho một quỹ đạo bay gồm 3 quỹ đạo Các vệ tinh hoạt động với quỹ đạo có độ cao 19,100 km orbits ở góc nghiêng 64.8 độ và 11 giờ 15 phút/ quỹ đạo Mỗi vệ tinh truyền trên 2 nhóm tần số L (two L frequency groups) Nhóm L1 là tâm ở tần số 1609 MHz trong khi nhóm L2 được đăng ký ở tần số 1251MHz Mỗi vệ tinh truyền trên một cặp tần số duy nhất Tín hiệu GLONASS mang cả mã P (precise (P) code) và mã C/A (coarse/acquisition (C/A) code) Mã P được mã hoá cho quân đội sử dụng trong khi đó mã C/A thì có sẵn cho công dân sử dụng

1.3.2 Bộ phận kiểm soát (Control Segment):

Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ đạo và thông tin thời gian chính xác Có 5 trạm kiểm soát đặt rải rác trên trái đất Bốn trạm kiểm soát hoạt động một cách tự động, và một trạm kiểm soát là trung tâm Bốn trạm này nhận tín hiệu liên tục từ những vệ tinh và gửi các thông tin này đến trạm kiểm soát trung tâm Tại trạm kiểm soát trung tâm, nó sẽ sửa lại dữ liệu cho đúng và kết hợp với hai an-ten khác để gửi lại thông tin cho các vệ tinh Ngoài ra, còn một trạm kiểm soát trung tâm dự phòng và sáu trạm quan sát chuyên biệt

Trạm trung tâm cũng có thể truy cập từ các ăng-ten mặt đất của U.S Air Force

Satellite Control Network (AFSCN) và các trạm quan sát NGA (National

Geospatial-Intelligence Agency) Các đường bay của vệ tinh được ghi nhận bởi các trạm quan sát chuyên

dụng của Không quân Hoa Kỳ đặt ở Hawaii, Kwajalein, Đảo Ascension, Diego Garcia,

Colorado Springs, Colorado và Cape Canaveral, cùng với các trạm quan sát NGA được vận hành ở Anh, Argentina, Ecuador, Bahrain, Úc và Washington DC Thông tin đường bay của

vệ tinh đi được gởi đến Air Force Space Command's MCS ở Schriever Air Force Base 25 km

đông đông nam của Colorado Springs, do 2nd Space Operations Squadron (2 SOPS) của U.S Air Force vận hành Sau đó 2 SOPS liên lạc thường xuyên với mỗi vệ tinh GPS thông qua việc cập nhật định vị sử dụng các ăng-ten mặt đất chuyên dụng hoặc dùng chung (AFSCN) (các ăng-ten GPS mặt đất chuyên dụng được đặt ở Kwajalein, đảo Ascension, Diego Garcia,

và Cape Canaveral) Các thông tin cập nhật này đồng bộ hóa với các đồng hồ nguyên tử đặt trên vệ tinh trong vòng một vài phần tỉ giây cho mỗi vệ tinh, và hiệu chỉnh lịch thiên văn của

mô hình quỹ đạo bên trong mỗi vệ tinh Việc cập nhật được tạo ra bở bộ lọc Kalman sử dụng các tín hiệu/thông tin từ các trạm quan sát trên mặt đất, thông tin thời tiết không gian, và các

dữ liệu khác

1.3.3 Bộ phận người sử dụng (User Segment):

Bộ phận người sử dụng là người sử dụng và GPS ghi nhận GPS ghi nhận là một máy thu tín hiệu sóng vô tuyến đặc biệt Nó được thiết kế để nghe tín hiệu sóng vô tuyến được truyền từ các vệ tinh và tính toán vị trí dựa trên thông tin đó GPS ghi nhận có nhiều kích cỡ khác nhau, hình dáng và giá cả khác nhau

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

Hình1.3: Sơ đồ khối máy thu

Sơ đồ khối máy thu:

 Anten và bộ tiền lọc: dùng để thu và lọc thô nhiễu đầu vào sau chuyển tần số cao về trung tần để xử lý

 ADC: chuyển từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số,sau đó tín hiệu vào các kênh tín

hiệu

 Acquisition: dò kênh, xác định tín hiệu đang xử lý được phát ra từ vệ tinh nào,

Tracking: bám, Subframe identify: xác định định dạng khung dữ liệu

 Ephemesis & Pseudorange: Tính lịch vệ tinh và trị đo giả ngẫu nhiên, sau đó xác định

vị trí các vệ tinh cuối cùng là tính toán ra vị trí của user

Tính chất và giá cả của GPS ghi nhận nói chung lệ thuộc vào chức năng mà bộ phận thu nhận có ý định Bộ phận thu nhận dùng cho ngành hàng hải và hàng không thường sử

dụng cho tính năng giao diện với thẻ nhớ chứa bản đồ đi biển Bộ phận thu nhận dùng cho bản

đồ khả năng chính xác rất cao và có giao diện người sử dụng cho phép ghi nhận dữ liệu nhanh chóng

1.4 Nguồn lỗi của tín hiệu GPS:

Những yếu tố có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì thế ảnh hưởng tới chính xác bao gồm:

 Giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion – Tín hiệu vệ tinh bị chậm đi khi xuyên qua

 Che khuất về hình học – Điều này liên quan tới vị trí tương đối của các vệ tinh ở thời điểm bất kì Phân bố vệ tinh lí tưởng là khi các quả vệ tinh ở vị trí tạo các góc rộng với nhau Phân bố xấu xảy ra khi các quả vệ tinh ở trên một đường thẳng hoặc cụm thành nhóm

 Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh – Là sự làm giảm tín hiệu cố ý do sự áp đặt của

Bộ Quốc phòng Mỹ, nhằm chống lại việc đối thủ quân sự dùng tín hiệu GPS chính xác cao Chính phủ Mỹ đã ngừng việc này từ tháng 5 năm 2000, làm tăng đáng kể độ chính xác của máy thu GPS dân sự (Tuy nhiên biện pháp này hoàn toàn có thể được

sử dụng lại trong những điều kiện cụ thể để đảm bảo gậy ông không đập lưng ông Chính điều này là tiềm ẩn hạn chế an toàn cho dẫn đường và định vị dân sự.)

Hình1.4: Lỗi do giao thoa tín hiệu

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

1.5 Ứng dụng của GPS:

Quản lý và điều hành xe:

 Giám sát lộ trình đường đi của phương tiện theo thời gian thực: vận tốc, hướng di chuyển và trạng thái tắt/mở máy, quá tốc độ của xe…

 Xác định vị trí xe chính xác ở từng góc đường ( vị trí xe được thể hiện nháp nháy trên bản đồ), xác định vận tốc và thời gian xe dừng hay đang chạy, biết được lộ trình hiện tại xe đang đi (real time)

 Lưu trữ lộ trình từng xe và hiển thị lại lộ trình của từng xe trên cùng một màn hình

 Xem lại lộ trình xe theo thời gian và vận tốc tùy chọn

 Quản lý theo dõi một hay nhiều xe tại mỗi thời điểm

 Báo cáo cước phí và tổng số km của từng xe (ngày/tháng)

 Cảnh báo khi xe vượt quá tốc độ, vượt ra khỏi vùng giới hạn

 Chức năng chống trộm

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

Chương 2

GIẢI MÃ CHUỖI NMEA

2.1 Định nghĩa và khái niệm 2.2 Thành phần chuỗi NMEA 2.3 Giải mã một số đoạn mã xác định vị trí

Nội dung chính

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

2.1 Định nghĩa và khái niệm:

Hiệp hội điện tử biển quốc gia Mỹ (NMEA – The National Marine Electronics

Association) đã xây dựng lên một chuẩn để định nghĩa chuẩn giao tiếp giữa các

bộ phận khác nhau của thiết bị điện tử biển Chuẩn này cho phép các thiết bị điện tử biểngửi thông tin về máy vi tinh, và tới một thiết bị biển khác

T h i ế t b ị t r u y ề n t h ô n g t h u G P S c ũ n g đ ư ơ c đ ị n h n g h ĩ a t h e o c h u ẩ n

n à y H ầ u h ế t c á c chương trình máy vi tính được cung cấp để hiểu được thông tin vị trí hiện tại và nhận dữ liệu dưới dạng chuẩn NMEA Dữ liệu này bao gồm toàn bộ PTV (vị trí, tốc độ và thời gian) bởi thiết bị thu GPS tính toán được Ý tưởng của NMEA là sẽ gửi một gói d ữ l i ệ u g ọ i l à m ộ t đ o ạ n m ã Đ o ạ n m ã n à y h o à n

t o à n đ ộ c l ậ p v à r i ê n g r ẽ s o v ớ i c á c đoạn mã khác Có những đoạn mã chuẩn cho mỗi một thiết bị và cũng có khả năng định nghĩa những đoạn mã cho người dùng bởi các công ty riêng lẻ Tất cả những đoạn mã chuẩn này phải có hai chữ cái thêm vào đầu để định nghĩa kiểu đoạn mã sử dụng, ví dụ thiết bị thu GPS thêm vào đâu là GP Tiếp theo là ba chữ cái nối tiếp để đ ị n h n g h ĩ a n ộ i d u n g

đ o ạ n m ã T h ê m v à o đ ó c h u ẩ n N M E A c h o p h é p n h ữ n g n h à s ả n xuất tự định nghĩa những đoạn mã sở hữu riêng cho mình nhằm bất kỳ mục đích nào mà thấy chúng thích hợp Tất cả các đoạn mã được sở hữu đều bắt đầu với chữ cái P và tiếp theo là ba chữ cái để nhận biết nhà sản xuất tạo ra đoạn mã đó Ví dụ một đoạn mã của Garmin sẽ bắt đầu với PGRM và Magellan sẽ bắt đầu với PMGN Mỗi đoạn mã bắt đầu với một ký tự ‘$’ và kết thúc với một ký tự ‘$’ trên một hàng nối tiếp và

k h ô n g t h ể l ớ n h ơ n 8 0 k ý t ự D ữ l i ệ u đ ư ợ c c h ứ a đ ự n g b ê n t r ê n m ộ t h à n g

v ớ i n h ữ n g kiểu khác nhau được phân biệt bởi dấu phẩy Dữ liệu của nó chỉ là dạng mã ASCII và có thể mở rộng qua nhiều đoạn mã khác nhau trong những thể hiện riêng nhưng bình thường thì hoàn toàn được chứa trong độ dài đoạn mã Dữ liệu có thể thay đổi trong số lượng của thông báo chính xác chứa đựng bên trong, ví dụ: thời gian có thể tăng lên đ ế n n h ư n g p h ầ n 1 0 c ủ a 1 g i â y h o ặ c v ị t r í c ó t h ể c h ỉ r a v ớ i 3

h o ặ c 4 s ố s a u s ố t h ậ p phân Những chương trình đọc dữ liệu sẽ sử dụng những dấu phẩy để xác định những ranh giới các lĩnh vực và không phụ thuộc vào vị trí cột Có một sự chuẩn bị để kiểm tra tổng thể vào lúc cuối ở mỗi đoạn lệnh, mà cũng có thể hoặc có thể không đượckiểm tra bởi tùy vào cách đọc dữ liệu Tổng kiểm tra bao gồm một ký tự ‘*’ và hai số hex đại diện 1 phép OR 8 bit của tất cả những ký tự giữa, nhưng không bao gồm, ký tự‘$’ và ‘*’ Kiểm tra được yêu cầu trên một số đoạn mã

2.2 Thành phần chuỗi NMEA:

NMEA bao gồm các chuỗi, từ đầu tiên gọi là loại dữ liệu dùng để giải thích chức năng của chuỗi Mỗi loại dữ liệu sẽ có tính duy nhất của nó và được xác định trong chuẩn NMEA Chuỗi GGA bên dưới cung cấp thông tin hỗn hợp Các chuỗi khác có thể lặp lại một vài thông tin nhưng cũng sẽ cung cấp thêm vài dữ liệu mới

Có rất nhiều chuỗi trong NMEA, một vài chuỗi đã ứng dụng tới máy thu GPS được chỉ ra bên dưới đây:

GGA - Fix information : Thông tin cố định

GLL - Lat/Lon data : Dữ liệu Lat/Lon

GVHD: TH.S ĐINH QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

GSA - Overall Satellite data : Dữ liệu vệ tinh tổng quát

GSV - Detail Satellite data : Dữ liệu vệ tinh chi tiết

RMC- Recommended Minimum data for GPS

VTG - Vector track an Speed over the Ground

ZDA - Date and Time

2.3 Giải mã một số đoạn mã xác định vị trí:

Nhữn đoạn mã NMEA quan trọng nhất gồm GGA, RMC, GSA:

 GGA cung cấp dữ liệu hiện thời

 RMC cung cấp đoạn mã thông tin về thiết bị thu GPS một cách tối thiểu

 GSA cung cấp dữ liệu về tình trạng vệ tinh

a) GGA - dữ liệu thiết yếu được cung cấp dưới dạng 3 chiều và chính xác cao

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M, 6.9,M,,*47

GGA Global Positioning System Fix Data

123519 Fix taken at 12:35:19 UTC

4807.038,N Latitude 48 deg 07.038' N

01131.000,E Longitude 11 deg 31.000' E

1 Fix quality: 0 = invalid

6 = estimated (dead reckoning) (2.3 feature)

7 = Manual input mode

8 = Simulation mode

08 Number of satellites being tracked

0.9 Horizontal dilution of position

545.4,M Altitude, Meters, above mean sea level

46.9,M Height of geoid (mean sea level)

(empty field) time in seconds since last DGPS update

(empty field) DGPS station ID number

*47 the checksum data, always begins with *

b) GSA- GPS DOP và số vệ tinh hoạt động Chuỗi này cung cấp chi tiết bao gồm số vệ tinh được dùng để tính toán và DOP DOP (dilution of precision) sai số chỉ ra hiệu quả của vệ tinh về độ chính xác của số liệu Nó không có đơn vị, giá trị càng nhỏ càng tốt Trong 3D thì dùng 4 vệ tinh cho một điểm, tuy nhiên có thể thấp hơn

$GPGSA,A,3,04,05,,09,12,,,24,,,,,2.5,1.3,2.1*39