Định vị GPS độ chính xác cao sử dụng pha sóng mang

- Đề ra được giải pháp định vị với độ chính xác cao cm và ứng dụng trong thực tế cuộc sống hiện đại hiện nay.. CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHA SÓNG MANG TRONG PHÉP ĐỊNH VỊ VÀ HIỆN TƯỢNG NHẢ

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU 6

MỞ ĐẦU 7

CHUƠNG 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHA SÓNG MANG TRONG PHÉP ĐỊNH VỊ VÀ HIỆN TƯỢNG NHẢY CHU KỲ (CYCLE SLIP) 11

1.1 Các phương pháp sử dụng pha sóng mang trong định vị 11

1.1.1 Phương trình tọa độ trong định vị sử dụng vệ tinh 11

1.1.2 Các phương pháp kết hợp trị đo pha để giải tọa độ 13

1.1.3 Lưu ý khi sử dụng các phương pháp kết hợp trị đo pha 16

1.1.4 Phương pháp sử dụng trị đo pha để giảm nhiễu bộ thu 18

1.2 Hiện tượng nhảy chu kỳ (cycle slip) 19

1.2.1 Hiện tượng nhảy chu kỳ trong trị pha 19

1.2.2 Dò tìm gián đoạn pha sử dụng tổ hợp thuần điện ly 20

1.2.3 Dò tìm gián đoạn pha sử dụng tổ hợp MW 21

1.2.4 Kết quả khảo sát các phương pháp định vị sử dụng pha sóng mang 21

CHUƠNG 2 PHÁT TRIỂN MODULE TIẾP NHẬN THÔNG TIN CẢI CHÍNH TỪ CÁC TRẠM TOÀN CẦU 26

2.1 Giới thiệu chung 26

2.2 Quỹ đạo và thời gian vệ tinh cung cấp bởi IGS 29

2.3 Định dạng dữ liệu IGS 32

2.4 Kết nối, đọc và giải mã dữ liệu RTCM thời gian thực từ IGS 34

CHUƠNG 3 XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ CHÍNH XÁC GPS SỬ DỤNG TRẠM THAM CHIẾU TOÀN CẦU (PPP) 37

3.1 Định vị điểm đơn 37

3.1.1 Phương trình tọa độ điểm 37

3.1.2 Giải phương trình cực tiểu hóa sai số bình phương 39

3.1.3 Lọc Kalman 40

3.2 Định vị điểm chính xác 42

3.2.1 Sai số định vị 42

3.2.2 Định vị điểm chính xác (Precise Point Positioning - PPP) 44

3.2.3 Thử nghiệm độ chính xác của PPP với dữ liệu cải chính từ IGS 46

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết quả trong luận văn Thạc sĩ “Định vị GPS độ chính xác cao sử dụng pha sóng mang” chuyên ngành Công nghệ thông tin

là trung thực Các tài liệu tham khảo, nội dung trích dẫn đã ghi rõ nguồn gốc

Ngày 11 tháng 9 năm 2015

Tác giả luận văn

Dương Phú Thuần

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Tính độ lệch pha của mã độ dài dựa trên hàm tự tương quan 11

Bảng 1.1 Tần số và bước sóng của các hệ thống vệ tinh 16

Hình 1.2 Nhiễu của các tổ hợp trị đo khác nhau 17

Hình 1.3 Làm mịn nhiễu trị đo mã sử dụng trị đo pha 19

Hình 1.4 Sự gián đoạn trong trị đo pha do việc nhảy số nguyên lần chu kỳ pha 20

Bảng 1.2 Sai số trung phương 22

Hình 1.5 Sai số hướng Đông trong 3 trường hợp 22

Hình 1.6 Sai số hướng Bắc trong 3 trường hợp 23

Hình 1.7 Sai số thẳng đứng trong 3 trường hợp 23

Hình 1.8 Sai số của phương pháp Static PPP 24

Hình 1.9 Sai số của phương pháp Kinematic PPP 24

Hình 2.1 Bản đồ các trạm cung cấp dữ liệu cho IGS 27

Hình 2.2 Mô hình thu thập dữ liệu, xử lý và cung cấp thông tin cải chính của IGS27 Bảng 2.1 Các dịch vụ cung cấp bởi IGS 28

Hình 2.3 Cải chính quỹ đạo cung cấp bởi các đơn vị đóng góp khác nhau (theo thời gian) 29

Bảng 2.2 Các dịch vụ cải chính thời gian thực 30

Hình 2.4 Định vị điểm chính xác với thông tin cải chính từ IGS01 31

Hình 2.5 Định vị điểm chính xác với thông tin cải chính từ IGS02 32

Hình 2.6 Định vị điểm chính xác với thông tin cải chính từ IGS03 32

Bảng 2.3 Các định dạng dữ liệu của IGS 33

Hình 2.7 Hệ thống NTRIP 33

Bảng 2.4 Các gói tin của định dạng RTCM 2.X 34

Bảng 2.5 Các gói tin của định dạng RTCM 3.X 34

Hình 2.8 Dữ liệu từ điểm truy cập IGS-01 thực hiện đọc được 35

Hình 2.9 Minh họa mã nguồn giải mã gói tin 1004, định dạng RTCM3 36

Hình 3.1 Tuyến tính hóa phương trình giả khoảng cách với điểm cơ sở (x0,y0,z0) 38 Hình 3.2 Lọc Kalman 42

Hình 3.3 Khai báo dữ liệu thử nghiệm trong mã nguồn 46

Hình 3.4 Minh họa một phần mã nguồn của PPP 47

Hình 3.5 Độ chính xác định vị của PPP (đỏ) và SPP (xanh) với trạm PIMO 48

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Tần số và bước sóng của các hệ thống vệ tinh 16

Bảng 1.2 Sai số trung phương 22

Bảng 2.1 Các dịch vụ cung cấp bởi IGS 28

Bảng 2.2 Các dịch vụ cải chính thời gian thực 30

Bảng 2.3 Các định dạng dữ liệu của IGS 33

Bảng 2.4 Các gói tin của định dạng RTCM 2.X 34

Bảng 2.5 Các gói tin của định dạng RTCM 3.X 34

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đề tài “Định vị GPS độ chính xác cao sử dụng pha sóng mang (High accuracy positioning using carrier phase)” là một trong những vấn đề nghiên cứu

được quan tâm rất nhiều từ các nhà khoa học trong nước và trên thế giới

Định vị GPS với độ chính xác cao là rất quan trọng, nó được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện đại như: trắc địa và bản đồ địa chất - biển - hàng không, giao thông và thông tin trên mặt đất - trên biển - hàng không, ngành hải dương học, công nghệ giải trí, tìm kiếm cứu nạn; đặc biệt là những ứng dụng trong quân đội

Hệ thống GPS là một hệ thống định vị vệ tinh tiếp theo sau hệ thống DOPPLER GPS là từ viết tắt của GLOBAL POSITIONING SYSTEM Hệ thống này bắt đầu được nghiên cứu từ những năm 70 do quân đội Mỹ chủ trì Trong những năm đầu của thập kỷ 80 quân đội Mỹ đã chính thức cho phép dùng trong dân

sự Từ đó các nhà khoa học của nhiều nước phát triển đã lao vào cuộc chạy đua để đạt được những thành quả cao nhất trong lĩnh vực sử dụng hệ thống vệ tinh chuyên dụng GPS Những thành tựu này cho kết quả trong hai hướng chủ đạo là chế tạo các máy thu tín hiệu và thiết lập các phần mềm để chế biến tín hiệu cho các mục đích khác nhau

Cho tới năm 1988, các máy thu GPS do 10 hãng trên thế giới sản xuất đã đạt được trình độ cạnh tranh trên thị trường Vì lý do trên, giá máy đã giảm xuống tới mức hợp lý mang tính phổ cập Có tới mười hãng trên thế giới sản xuất máy thu GPS, trong đó có các hãng chính như: TRIMBLE NAVIGATION (Mỹ), ASHTECH (Mỹ), WILD (Thụy sĩ), SEGSEL (Pháp), MINI MAX (Tây Đức) Theo

dư luận thị trường hiện nay máy thu của hãng TRIMBLE NAVIGATION đang được đánh giá cao nhất

Về phương diện phần mềm của hệ thống GPS, chúng ta sẽ thấy tính đa dạng hơn của nó Trị đo thu được chỉ có một loại, đó là tín hiệu vệ tinh phát ra Chế biến

các tín hiệu này bằng các phương pháp khác nhau, thuật toán khác nhau chúng ta có được các tham số hình học và vật lý khác nhau của trái đất Chúng ta có thể nói khả năng phần mềm là vô tận Với các tín hiệu thu được chúng ta có thể tính được tọa

độ không gian tuyệt đối (với độ chính xác 10 m và có thể tới 1 m nếu sử dụng lịch

vệ tinh chính xác), số gia tọa độ không gian (độ chính xác từ 1 cm tới 5 cm), số gia tọa độ địa lý (độ chính xác từ 0.7 đến 4 cm), số gia độ cao (độ chính xác từ 0.4 cm đến 2 cm), và số gia trọng lực (độ chính xác 0.2 mgl) Ngoài ra còn có thể có những tham số khác đang được nghiên cứu

Toàn bộ phần cứng của hệ thống GPS gồm 3 phần: phần điều khiển (Control Segment), phần không gian (Space Segment) và phần sử dụng (User Segment)

2 Mục tiêu của đề tài

Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết của định vị GPS với độ chính xác cao Tăng cường khả năng định vị nhanh hơn, chính xác hơn nhờ thông tin từ các trạm thông tin cải chính toàn cầu IGS Ngoài ra đề tài còn tìm hiểu các cơ sở lý thuyết của các phương pháp định vị điểm chính xác (Precise Point Positioning - PPP)

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu, khả năng định vị của

hệ thống vệ tinh GPS, các sai số trong quá trình định vị

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu trị đo pha, trị đo mã trong định vị sử dụng pha sóng mang Nghiên cứu các dữ liệu từ các hệ thống IGS Phương pháp giải tọa

độ sử dụng các trạm tham chiếu toàn cầu

4 Phương pháp nghiên cứu

a Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu tài liệu, ngôn ngữ và công nghệ liên quan

- Tổng hợp các tài liệu lý thuyết về định vị GPS

b Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Sử dụng phần mềm để định vị theo phương pháp định vị điểm chính xác (PPP)

- Thử nghiệm hệ thống và đánh giá kết quả

5 Kết quả dự kiến

- Đạt được kết quả chính xác cao trong định vị

- Đề ra được giải pháp định vị với độ chính xác cao (cm) và ứng dụng trong thực tế cuộc sống hiện đại hiện nay

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Định vị GPS với độ chính xác cao là vấn đề đang rất được quan tâm và có vai trò quan trọng trên nhiều lĩnh vực

Trong trắc địa và bản đồ địa chất, định vị chính xác cao giúp cho việc: Đo đạc địa chính, lập lưới khống chế trắc địa, theo dõi độ biến dạng cục bộ, theo dõi độ biến dạng toàn bộ

Định vị GPS giúp cho việc xác định các hành trình trên mặt đất phục vụ cho giao thông và thông tin trên mặt đất Nhờ độ chính xác cao và thời gian cần thiết để

đo một vị trí chỉ định (Fix) ngắn, hệ GPS đặc biệt phù hợp với công việc định vị ven

bờ và ngoài khơi, là một công cụ dẫn đường hàng hải trên biển lý tưởng

Trong ứng dụng đo đạc và đo vẽ bản đồ từ ảnh máy bay, hệ định vị GPS cung cấp kỹ thuật dẫn đường bay, xác định tâm chính ảnh Trong lĩnh vực hàng không dân dụng, hầu hết các hãng hàng không quốc tế đã sử dụng hệ GPS làm hệ thống dẫn đường bay ICAO - Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế đã quy định sử dụng

hệ thống GPS trong dẫn đường và cất, hạ cánh Ở Việt nam từ 1998 hãng hàng không quốc gia đã chính thức sử dụng GPS

Hệ thống định vị toàn cầu được thiết kế chủ yếu để cho quân đội định vị điểm theo thời gian thực Các ứng dụng cho quân đội bao gồm dẫn hướng hàng không, hàng hải và trên bộ Hệ định vị GPS được coi là hệ độc lập và là một bộ phận của những hệ thống dẫn đường tích hợp Ngoài ra, các vệ tinh GPS còn mang theo các

bộ thu phát để khám phá và hiển thị các vụ nổ hạt nhân

Ngoài ra định vị GPS độ chính xác cao còn ứng dụng rất quan trọng trong công tác tìm kiếm cứu nạn hay cả trong nghành giải trí

7 Bố cục của luận văn

Bố cục của luận văn được chia thành 3 chương như sau:

MỞ ĐẦU

Phần này nêu Lý do chọn đề tài, mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu, kết quả dự kiến và ý nghĩa trong khoa học, thực tiễn của đề tài nghiên cứu

CHƯƠNG 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHA SÓNG MANG

TRONG PHÉP ĐỊNH VỊ VÀ HIỆN TƯỢNG NHẢY CHU KỲ (CYCLE SLIP) Chương 1 tìm hiểu cơ sở lý thuyết của các phương pháp định vị sử dụng pha sóng mang và việc phát hiện hiện tượng nhảy số nguyên lần chu kỳ (cycle slip) trong định vị sử dụng trị đo pha - phương pháp giải quyết

CHƯƠNG 2 PHÁT TRIỂN MODULE TIẾP NHẬN THÔNG TIN CẢI

CHÍNH TỪ CÁC TRẠM TOÀN CẦU

Chương 2 trình bày khả năng tăng cường độ chính xác của kết quả định vị, cũng như rút ngắn thời gian hội tụ khi giải tọa độ chính xác, các tác nhân sai số trong phương trình tọa độ cần được loại bỏ đến mức tối đa sử dụng thông tin từ các trạm cung cấp thông tin cải chính toàn cầu (IGS)

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ CHÍNH

XÁC GPS SỬ DỤNG TRẠM THAM CHIẾU TOÀN CẦU (PPP)

Chương 3 tìm hiểu các cơ sở lý thuyết của các phương pháp định vị điểm chính xác (PPP), phương pháp giải tọa độ cơ bản (sai số lớn)

KẾT LUẬN

Phần này bàn về những vấn đề đã giải quyết được và những vấn đề còn chưa giải quyết được trong phạm vi của đề tài

CHUƠNG 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG PHA SÓNG MANG

TRONG PHÉP ĐỊNH VỊ VÀ HIỆN TƯỢNG

NHẢY CHU KỲ (CYCLE SLIP)

Mục tiêu của chương này là nhằm tìm hiểu các cơ sở lý thuyết của các phương pháp định vị sử dụng pha sóng mang Trong thực tế trị đo pha sóng mang mặc dù có

độ chính xác cao (cỡ cm) nhưng lại tồn tại một "ẩn số nguyên" không xác định là số nguyên lần chu kỳ sóng mang Do đó thông thường để giải số nguyên này, chỉ trị đo pha là không đủ, mà phải kết hợp giữa trị đo pha và trị đo mã Ngoài ra, khi sử dụng trị đo pha cần hết sức lưu ý tới vấn đề nhảy chu kỳ (cycle slip – không xuất hiện khi dùng trị đo mã) Chương này mô tả lý thuyết định vị sử dụng pha sóng mang từ cơ

sở, các phép kết hợp trị đó đến các phương pháp xử lý hiện tượng nhảy chu kỳ

1.1 Các phương pháp sử dụng pha sóng mang trong định vị

1.1.1 Phương trình tọa độ trong định vị sử dụng vệ tinh

Trong định vị sử dụng vệ tinh, khoảng cách giữa bộ thu và vệ tinh (R) được tính dựa trên thời gian tín hiệu lan truyền (T), với tốc độ ánh sáng (c); do đó khoảng

cách R được tính bởi:

Thời gian lan truyền T được tính nhờ một mã độ dài được nhúng trong tín

hiệu; nhờ có mã này, các bộ thu thực hiện phép tương quan tín hiệu thu được với

mã sinh ra nội bộ để tìm độ lệch pha của mã gây ra bởi quá trình truyền Từ đó tính

ra thời gian truyền tín hiệu Quá trình này được mình họa như Hình 1.1

Hình 1.1 Tính độ lệch pha của mã độ dài dựa trên hàm tự tương quan

Khoảng cách R được gọi là khoảng cách giả (pseudorange), bởi vì còn nhiều yếu tố chưa xác định trong quá trình tính R ví dụ như sự đồng bộ giữa đồng hồ vệ tinh và bộ thu Nếu ký hiệu T1 và T2 là quy chiếu thời gian của vệ tinh và bộ thu tương ứng, t sat

và t rcv tương ứng là thời gian phát và thu tín hiệu của vệ tinh và bộ thu thì giả khoảng cách được tính như sau:

  là khoảng cách thực giữa vệ tinh và bộ thu (m)

 c là vận tốc ánh sáng (m/s)

 dt sat và dt rcv là thời gian phát và thu tín hiệu (s)

 Tr là độ trễ của tín hiệu khi xuyên qua tầng đối lưu (m)

 f STEC là độ trễ tín hiệu khi xuyên qua tầng điện ly (m)

trong phương trình trên ngoài các tham số như phương trình (1-3), là bước

sóng ánh sáng, N là số nguyên lần chu kỳ pha của sóng mang,

f

L

  là sai số do hiệu ứng pha

Một điều cần lưu ý là dấu của đại lượng sai số do tầng điện ly trong (1-3) và (1-4) là trái ngược nhau Điều này sẽ là cơ sở cho việc kết hợp cả trị đo mã và pha

để loại trừ sai số gây ra do tầng điện ly

1.1.2 Các phương pháp kết hợp trị đo pha để giải tọa độ

Xuất phát từ quan sát trong phần trước, có nhiều sự kết hợp giữa các phương trình giả khoảng cách dùng mã và pha đã được phát triển để đạt được các mục đích khác nhau Dưới đây là một vài các kết hợp phổ biến nhất [3], trong đó:

Φ C , Φ W , Φ I và R C , R W , R I là các giá trị giả khoảng cách sau khi kết hợp

Φi và Ri là giả khoảng cách tính được trên kênh Li (i =1 hoặc 2)

fi là tần số sóng kênh Li (i = 1 hoặc 2)

- Phương pháp tổ hợp loại trừ điện ly: Tổ hợp này cho phép loại trừ tới 99.9% sai số gây ra bởi tầng điện ly Sự kết hợp giữa trị đo mã và pha được mô tả trong phương trình dưới đây:

1 2

1 2

I I

1 2

1 1 2 2 W

1 2

f R f R R

1 2

1 1 2 2 W

1 2

f f

f R f R R

trong đó B là đại luợng khoảng cách đo bởi số nguyên lần bước sóng của sóng mang và Bi đuợc tính như sau:

Tần số (MHz)

Bước sóng (m)

Tổ hợp Bước

sóng dài

Bước sóng ngắn

độ lệch này cũng được loại trừ nhờ việc lấy sai phân kép Tuy nhiên nếu muốn định

vị chính xác điểm đơn trong thời gian thực thì độ lệch này phải được xác định, trong trường hợp đó, thông thường nó sẽ được tính từ máy chủ và cung cấp tới bộ thu như một dịch vụ cải chính

1.1.3 Lưu ý khi sử dụng các phương pháp kết hợp trị đo pha

Phần trên đã trình bày các kỹ thuật tổ hợp tín hiệu, trong đó mỗi tổ hợp có tác dụng riêng, ví dụ như tổ hợp loại trừ điện ly có khả năng loại bỏ tới trên 90% sai số gây ra bởi tầng điện ly Tuy nhiên, khi tổ hợp còn cần tính tới một yếu tố khác đó là nhiễu tổ hợp Trong khi trị đo mã có nhiễu lớn nhưng luôn duy trì giải giá trị liên

tục, trị đo pha mặc dù có nhiễu nhỏ nhưng giữa các thời điểm có thể có bước nhảy giá trị lớn do số chu kỳ pha là một số nguyên không biết trước Hình 1.2 minh họa nhiễu khi kết hợp các trị đo pha và mã như trình bày trong phần trên

Hình 1.2 Nhiễu của các tổ hợp trị đo khác nhau

1.1.4 Phương pháp sử dụng trị đo pha để giảm nhiễu bộ thu

Nhiễu gây ra bởi chất lượng bộ thu (thiết kế phần cứng, mạch điện…) thường

là dạng nhiễu trắng [6] và có thể loại bỏ một phần nhờ bộ lọc làm mịn Nhiễu bộ thu

có cả trên trị đo mã và pha, nhưng với trị đo pha biên độ của nhiễu nhỏ hơn Nhờ đó trị đo pha có thể được dùng để làm giảm nhiễu của trị đo mã Giả sửR s n( ; ) và ( ; )s n

 tương ứng là trị đo mã và pha của vệ tinh s tại thời điểm n, trị đo mã sẽ được

đo nhiều tần số như sau:

1 1 21 ( 1 2 )

Hình dưới đây minh họa tác dụng của các bộ lọc mịn lệch và không lệch

Hình 1.3 Làm mịn nhiễu trị đo mã sử dụng trị đo pha

1.2 Hiện tượng nhảy chu kỳ (cycle slip)

1.2.1 Hiện tượng nhảy chu kỳ trong trị pha

Các phần trên đã trình bày các phương pháp sử dụng trị pha để cải thiện nhiễu cho trị đo mã hoặc loại bỏ sai số gây ra bởi tầng điện ly Tuy nhiên một trong những

vấn đề lớn khi dùng trị đo pha gây ra do nhảy số nguyên lần chu kỳ pha là một số nguyên không xác định [5] Giá trị số nguyên này thay đổi mỗi lần bộ thu khởi động lại quá trình dò tìm vệ tinh Do đó, không như trị đo mã, trị đo pha có sự nhảy cách

về giá trị như minh họa trong hình 1.4 dưới đây [3]

Hình 1.4 Sự gián đoạn trong trị đo pha do việc nhảy số nguyên lần chu kỳ pha

Mỗi lần xuất hiện sự gián đoạn trong trị đo pha, quá trình làm mịn nhiễu trình bày trong phần trên cần được khởi tạo lại Do đó cần thiết phải có cơ chế để dò tìm

và phát hiện các thời điểm mà trị đo pha có sự gián đoạn

1.2.2 Dò tìm gián đoạn pha sử dụng tổ hợp thuần điện ly

Với các bộ thu đa tần, tổ hợp thuần điện ly có thể sử dụng để phát hiện gián đoạn pha theo giải thuật sau:

Lặp qua các vệ tinh

o Bật cờ gián đoạn nếu độ lệch trị pha lớn hơn ngưỡng

o Khớp đa thức vào số liệu các bước trước

o So sánh giá trị bước k với giá trị dự đoán nhờ đa thức, nếu chênh lệch lớn hơn ngưỡng thì bật cờ gián đoạn

o Khởi tạo lại quá trình nếu cờ gián đoạn bật

o Bật cờ gián đoạn nếu độ lệch trị pha lớn hơn ngưỡng

o So sánh BW(s;k) với giá trị trung bình của nó tính đến bước trước, nếu chênh lệch lớn hơn ngưỡng thì bật cờ

1.2.4 Kết quả khảo sát các phương pháp định vị sử dụng pha sóng mang

Để khảo sát và đánh giá các giải pháp định vị sử dụng pha sóng mang hiện nay, chúng ta sử dụng kết hợp phần mềm được cung cấp miễn phí trên Internet, và

phần mềm gLAB được phát triển bởi nhóm gAGE (nhóm nghiên cứu thiên văn và hình học ở đại học bách khoa Catalonia do TS Jaume Sanz Subirana thành lập), là một trong những đơn vị quốc tế cùng hướng nghiên cứu Để khách quan khi đánh giá các giải thuật, các file dữ liệu được sử dụng đều được lấy từ nguồn cung cấp bởi mạng lưới các trạm thu tin cậy của IGS Bảng dưới đây đánh giá sai số trung phương khi sử dụng phương pháp định vị điểm đơn dùng mã khoảng cách

Bảng 1.2 Sai số trung phương

Tên trạm Sai số hướng Bắc

(m)

Sai số hướng Đông (m) Sai số thẳng đứng (m)

Hình 1.5 Sai số hướng Đông trong 3 trường hợp

(Xanh nước biển – Sử dụng tổ hợp, Xanh lá cây – Sử dụng pha, Đỏ - Sử dụng mã)

Hình 1.6 Sai số hướng Bắc trong 3 trường hợp

(Xanh nước biển – Sử dụng tổ hợp, Xanh lá cây – Sử dụng pha, Đỏ - Sử dụng mã)

Hình 1.7 Sai số thẳng đứng trong 3 trường hợp

(Xanh nước biển – Sử dụng tổ hợp, Xanh lá cây – Sử dụng pha, Đỏ - Sử dụng mã)

Khi kết hợp trị đo pha sóng mang, nhiễu tầng điện ly có thể được loại trừ nhờ

tổ hợp loại trừ điện ly Khảo sát với trạm PIMO sử dụng phần mềm gLAB, trong các trường hợp chỉ sử dụng mã, chỉ sử dụng pha, và sử dụng tổ hợp loại trừ điện ly cho kết quả như 3 hình trên

Kết quả trên cho thấy việc kết hợp pha trong phép định vị giúp cải thiện độ chính xác, trong trường hợp này, độ chính xác phương thẳng đứng được cải thiện

nhiều nhất do việc sử dụng tổ hợp pha và mã loại trừ trễ tầng điện ly theo phương thẳng đứng khi tín hiệu truyền từ vệ tinh tới bộ thu

Bên cạnh việc sử dụng pha trong các tổ hợp đơn giản như trên, có các phương pháp sử dụng phức tạp hơn như phương pháp định vị điểm chính xác tĩnh (Static PPP), phương pháp định vị điểm chính xác động (Kinematic PP), phương pháp định

vị vi sai động (RTK) Các phương pháp này sử dụng kỹ thuật phức tạp hơn với các

tổ hợp bao gồm: kỹ thuật phát hiện gián đoạn như trình bày trong chương 3 và kỹ thuật lọc (Kalman) do đó kết quả có thể đạt tới cm Hình dưới đây cho thấy mức độ chính xác của các phương pháp này (thử nghiệm được thực hiện bằng phần mềm các phần mềm xử lý hậu kỳ)

Hình 1.8 Sai số của phương pháp Static PPP

Hình 1.9 Sai số của phương pháp Kinematic PPP

Kết quả cho thấy với phương pháp Static PPP thì sai số rất nhỏ (khoảng 5 cm), trong đó sai số theo phương thẳng đứng là lớn nhất và dao động nhiều nhất Với phuơng pháp Kinematic PPP thì sai số cũng nhỏ nhưng đòi hỏi thời gian hội tụ lâu hơn