XIN CHÀO CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 10

giới thiệu về nguyên lý hoạt động của hệ thống GNSS và GPS

XIN CHÀO CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI THUYẾT TRÌNH

CỦA NHÓM 10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG GNSS VÀ CẤU TẠO

NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG GNSS

Lớp: ĐH1QĐ1 Thực hiện: nhóm 10

CHƯƠNG 1: CÁC HỆ THỐNG GNSS VÀ CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GPS

1.CÁC HỆ THỐNG GNSS

1.1.Tìm hiểu chung về hệ thống GNSS

Trên quỹ đạo có những hệ thống vệ tinh nhân tạo với

nhiệm vụ là xác định vị trí của những đối tượng trên mặt đất Bất cứ ai, vật gì trên toàn cầu, khi mang theo một máy thu đặc biệt thì nhờ hệ thống vệ tinh này có thể biết được khá chính xác hiện tại mình đang ở vị trí nào trên trái đất Người ta gọi đây là Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS (Global Navigation Satellite System – GNSS).

Hiện nay, GNSS là tên gọi chung cho 3 hệ thống định vị dẫn

Hệ

thống định vị toàn cầu

GPS

Hệ thống GLONASS

Hệ thống GALILIEO

1.2.CÁC HỆ THỐNG GNSS

1.2.1.Hệ thống định vị toàn cầu GPS

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

- Phân loại

+ Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24 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

+ Liên Xô cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONASS

+ Liên minh Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo

- Sự hoạt động của GPS

+ Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong

một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu

có thông tin xuống Trái Đất Các máy thu GPS nhận thông

tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác

vị trí của người dùng

+ Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy

1.2.2 Hệ thống GLONASS

- GLONASS : là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Liên bang Nga, tương tự như GPS (NAVSTAR) của Hoa Kỳ hay Galileo của Liên minh châu Âu

- Nền của hệ là 24 vệ tinh, chuyển động trên bề mặt Quả Đất theo 3 mặt quỹ đạo với góc nghiêng 64,8°, và độ cao 19100 km

- Vệ tinh đầu tiên của GLONASS được Liên Xô đưa lên quỹ đạo ngày 12 tháng 10 năm 1982, vào ngày 24

tháng 9 năm 1993 hệ chính thức được đưa vào sử dụng

Các vệ tinh của hệ GLONASS liên tục phóng ra các tín hiệu định vị

theo 2 dạng: tín hiệu định vị chính xác chuẩn (Ch) ở tần số L1 (1,6

GHz) và tín hiệu định vị chính xác cao (C) ở tần số L1 và L2 (1,2 GHz) Thông tin, cung cấp bởi tín hiệu định vị Сhh, mở cho tất cả người dùng

trên nền toàn cầu và liên tục và đảm bảo khi dùng máy thu GLONASS, khả năng xác định:

+ các tọa độ ngang với độ chính xác 50-70 m (độ tin cậy 99,7%); + các tọa độ đứng với độ chính xác 70 m (độ tin cậy 99,7%);

+ các véc-tơ thành phần của vận tốc với độ chính xác 15 cm/s (độ tin cậy 99,7%)

thời gian chính xác với độ chính xác 0,7 mcs (độ tin cậy 99,7%)

+ Các độ chính xác này có thể tăng lên đáng kể, nếu dùng

phương pháp định vị vi phân và/hay các phương pháp đo bổ sung

đặc biệt

Để xác định các tọa độ không gian và thời gian chính xác cần nhận và xử lý các tín hiệu định vị từ không ít hơn 4 vệ tinh GLONASS Khi nhận các tín hiệu sóng định vị GLONASS máy thu, dùng các phương pháp kỹ thuật sóng đã biết, đo các độ dài đến các vệ tinh nhìn thấy và đo các vận tốc chuyển động của chúng.

VỆ TINH GLANONASS

Máy tiếp nhận

thông tin

- Vào thời điểm này nhóm vệ tinh gồm 26 vệ tinh, gồm 21

vệ tinh đang hoạt động, còn 3 cái chuẩn bị đưa vào hoạt động

và 2 dùng để dự phòng thay thế

+ Độ mở tích phân GLONASS trên Quả Đất: 80%

+ Độ mở tích phân GLONASS trên Nga: 94%

+ Đứt quãng tối đa của sự định vị trên Quả Đất: 2.4 giờ

+ Đứt quãng tối đa của sự định vị trên Nga: 0.5 giờ

+ Để tăng số lượng vệ tinh lên 18 trên lãnh thổ Nga để việ

1.2.3 Hệ thống định vị Galileo

Hệ thống định vị Galileo là một

hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) được xây dựng bởi

Liên minh châu Âu Galileo khác với GPS của Hoa Kỳ và GLONASS của Liên bang Nga ở chỗ nó là một hệ thống định vị được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụng, phi quân sự

Nhà thiên văn học vĩ dại

Galilieo

Mô hình của hệ

thống Galilieo

Vệ tinh

- 30 vệ tinh (27 vệ tinh hoạt động chính và 3 vệ tinh

dự phòng)

- Độ cao quỹ đạo: 23.222 km (quỹ đạo tầm trung)

- Phân bố trên 3 mặt chính, góc nghiêng 56 độ

- Tuổi thọ thiết kế của vệ tinh: > 12 năm

- Trọng lượng vệ tinh: 675 kg

- Kích thước vệ tinh: 2,7 m × 1,2 m × 1,1 m

- Năng lượng từ pin mặt trời: 1500 W (tại thời

điểm tuổi thọ thiết kế)

Vệ tinh Galileo

Trung Quốc trong tháng 12 năm 2011.[1]

- Bắc Đẩu tương thích với hệ thống định vị GPS của Mỹ,

hệ thống Galileo của châu Âu và hệ thống GLONASS của Nga Nó cho phép người sử dụng định vị chính xác trong phạm vi 10 m, đo tốc độ từ

200 cm/giây trở lên và cung cấp thông tin về thời gian với sai số chỉ là 2 phần trăm triệu giây

2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA GPS

Phần kiểm soát

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

Phần sử dụng

Phần sử dụng là thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS và người sử dụng thiết bị này

2.2.Nguyên lý hoạt động của GPS

Nguyên lý xác dịnh toạ độ của hệ thống GPS dựa trên công thức:

S= v.t

( quãng đường = vận tốc x thời gian.)

Vệ tinh phát ra các tín hiệu bao gồm vị trí của chúng, thời điểm

phát tín hiệu Máy thu tính toán được khoảng cách từ các vệ tinh,

giao điểm của các mặt cầu có tâm là các vệ tinh, bán kính là thời gian tín hiệu đi từ vệ tinh đến máy thu x vận tốc sóng điện từ là toạ độ

điểm cần định vị

Công việc của một máy thu GPS là xác định vị trí của 4 vệ tinh hay hơn nữa, tính toán khoảng cách từ các vệ tinh và sử dụng các thông tin đó để xác định vị trí của chính nó Quá trình này dựa trên một nguyên lý toán học đơn giản

MÁY THU TÍN HIỆU GPS

CÁCH XÁC ĐỊNH TỌA

ĐỘ ĐIỂM CỦA GPS

Xin trân thành cảm ơn thầy vả các bạn đã tham

gia buổi thuyết trình ngày hôm nay

Chúc thầy giáo vá các bạn hạnh phúc, mạnh khỏe và thành công

trong cuộc sống