Chương 4 57 Ứng dụng công nghệ SDR cho bộ thu GPS
4.3 Tính toán vị trí trong GPS-SDR
Trong GPS-SDR, các tính toán của các vị trí vệ tinh, với Lịch thiên văn đọc tin nhắn chuyển hướng, được thực hiện trong phương pháp SV vị trí () của PVT. Các tài liệu tham khảo chính thức để tính toán này là [Ser04]. Tuy nhiên, GPS-SDR thực hiện các thuật toán tính toán các dẫn xuất của một số thông số, mà không bao gồm trong các thuật toán xuất hiện trong [Ser04].
• Hằng số: thụng số hấp dẫn của Trỏi đất à = 3.986005 ì 1014m3/s2
• Tính toán chuyển động có nghĩa là
ở đây as là bán trục lớn của quỹ đạo vệ tinh thu được từ subframe 2 ở các bit 227- 234 và 241-264, và ∆n là sự khác biệt chuyển động có nghĩa là thu được từ subframe 2 trong các bit 91-106.
• Thời gian truyền tc có thể được tính như sau:
tc = TOW - thời gian truyền tương đối = TOW - diff của dat × Ts
ở đây TOW là thời gian tính theo tuần, và thời gian truyền tương đối thì giống như sự khác biệt về dữ liệu số hóa điểm ("diff của dat"). Nhân tố Ts là thời gian giữa các điểm số hóa.
• Hơn nữa, tk sẽ là thực tế tổng số thời gian khác nhau giữa các thời gian tc và thời gian kỷ nguyên toe, và phải chiếm đầu hoặc cuối tuần crossover. Đó là, nếu tk lớn hơn 302, 400 giây, trừ đi 604, 800 giây từ tk. Nếu tk ít hơn -302, 400 giây, thêm 604, 800 giây tới tk
if tk = toe-tc > 302400, then tk = tk - 604800 if tk = toe-tc < -302400, then tk = tk + 604800
ở đây toe là thời gian lịch thiên văn tham chiếu thu được từ dữ liệu chuyển hướng (subframe 2, các bit 271-286).
• Một khi thời gian hệ thống GPS tại thời điểm truyền (tk) được tìm thấy, có nghĩa là bất thường có thể được tìm thấy như là
M = M0+n(tc−toe)) = M0+ntk
ở đây M0 là trung bình dị thường ở thời gian tham khảo được từ subframe 2 bit 107- 114, 121-144.
• Các E lập dị bất thường có thể được tìm thấy như là
ở đây es là các độ lệch tâm của quỹ đạo vệ tinh thu được từ subframe 2 (bit 167-174 và 181-204). Từ phương trình này là phi tuyến, phương pháp lặp đi lặp lại sẽ được sử dụng để có được E:
Các DGPS (Differential GPS) là một hệ thống cung cấp máy thu GPS sửa dữ liệu nhận được từ vệ tinh GPS để cung cấp độ chính xác cao hơn ở vị trí tính toán.
Nó được hình thành chủ yếu là do sự giới thiệu của sự sẵn có chọn lọc (SA).
Các DGPS là dựa vào thực tế là các lỗi do hệ thống GPS bằng cách tác động tương tự (có hoặc rất tương tự) để người nhận được đặt gần nhau. Các lỗi liên quan chặt chẽ trong các bộ thu gần hơn.
Một máy thu GPS cố định trên mặt đất (tham khảo) mà bạn biết chính xác vị trí của mình trên cơ sở các kỹ thuật khác, nhận được vị trí nhất định bởi GPS, và có thể tính toán những lỗi sản xuất bởi hệ thống GPS, so sánh nó với chính nó, được biết trước. Bộ thu truyền việc sửa lỗi tại người nhận bên cạnh anh ta, và với thông tin này, nhận người khác, đồng thời, cũng có thể sửa các lỗi do hệ thống trong vùng phủ sóng của truyền dẫn tín hiệu từ GPS tham khảo.
Cơ cấu DGPS sẽ là:
• Monitorized Reference Station, biết vị trí của mình với một độ chính xác rất cao.
Đó là sáng tác bởi:
- Một máy thu GPS.
- Một bộ vi xử lý, để tính toán các lỗi hệ thống GPS và để tạo ra các cấu trúc tin cung cấp cho bộ thu.
- Một máy phát, thiết lập một giao tiếp cho bộ thu của người sử dụng cuối cùng.
• Người sử dụng cuối cùng, được sáng tác bởi một máy thu DGPS (GPS + thu để giao tiếp với các trạm tham chiếu).
Trong thực tế, có một số phương thức để có được những cải chính DGPS. Những người sử dụng nhất là:
1. Nhận được đài phát thanh, thông qua một kênh chuẩn bị cho mục đích này, như RDS tại một đài phát thanh FM.
2. Tải về từ Internet.
3. Hệ thống vệ tinh cung cấp bởi một người nào đó thiết kế cho mục đích này. Ở Mỹ là những WAAS, tại châu Âu, EGNOS và tại Nhật Bản các MSAS, tất cả đều tương thích với nhau.
Các tin nhắn được báo cáo tới người nhận gần chúng ta có thể bao gồm hai loại cải chính:
• Một điều chỉnh trực tiếp áp dụng cho vị trí này. Điều này đã là vấn đề mà các trạm tham chiếu và tiếp nhận người dùng phải sử dụng cùng một vệ tinh để tính toán vị trí của họ, kể từ chỉnh dựa trên các vệ tinh.
• Một điều chỉnh áp dụng tại pseudodistance của mỗi vệ tinh nhìn thấy được. Trong trường hợp này người dùng sẽ có thể làm được điều chỉnh với bốn vệ tinh với các tín hiệu tốt nhất để tỉ lệ nhiễu (SNR). Đây là một sự điều chỉnh linh hoạt hơn.
Các lỗi gây ra bởi có chọn lọc (SA) khác nhau thậm chí nhanh hơn so với tốc
gửi các thời gian hiệu lực của việc điều chỉnh và xu hướng của mình. Vì vậy, người nhận phải làm một số loại suy để sửa các lỗi.
Nếu bạn muốn tăng vùng phủ sóng của cải chính DGPS, và đồng thời, giảm thiểu số lượng người nhận tham chiếu cố định sẽ yêu cầu mô hình hóa không gian và thời các biến thể của lỗi. Trong trường hợp này chúng tôi sẽ nói về phân GPS khu vực rộng.Với DGPS chúng ta có thể đúng một phần các lỗi gây ra do:
• Tầng điện ly và tuyên truyền tầng đối lưu.
• Lỗi ở các vị trí vệ tinh (Lịch thiên văn).
• Lỗi được sản xuất bởi các vấn đề trong các đồng hồ vệ tinh.
Đối với DGPS chỉnh là hợp lệ, người nhận phải tương đối gần một trạm DGPS, nói chung, ít hơn 1000 km. độ chính xác có thể được thực hiện bằng khoảng hai mét, vĩ độ và kinh độ, và m về 3 ở độ cao.