Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Nhu cầu định vị của con người; Tiến trình phát triển của các phương pháp định vị; Tổng quan về GPS. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 1 - ThS. Nguyễn Duy Liêm TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Bài giảng: Hệ thống Định vị Toàn cầu (Global Positioning System - GPS) ThS. Nguyễn Duy Liêm Điện thoại: 0983.613.551 Email: nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN 1. Tổng quan về GPS (Global Positioning System) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 2 Nội dung  Nhu cầu định vị của con người  Tiến trình phát triển của các phương pháp định vị  Tổng quan về GPS  Tên gọi, Tổ chức phát triển, Mục đích  Lược sử phát triển  Phạm vi ứng dụng  Nguyên lý hoạt động của GPS  Những phân đoạn của GPS Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 3 Nhu cầu định vị của con người  Hai câu hỏi muôn thuở và rắc rối nhất của con người:  Ta đang ở đâu trên mặt đất này?  Ta đang đi đâu? Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 4 Chúng ta đang ở đâu? Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 5 Phương pháp định vị truyền thống  Phương pháp đơn giản nhất  Quan sát những đối tượng xung quanh ta,  Ước lượng vị trí tương đối của ta đối với chúng.  Nhưng nếu không có đối tượng nào xung quanh ta? Giả sử như khi ta đang ở trong sa mạc hay giữa đại dương?  Trong nhiều thế kỷ, vấn đề này đã được giải quyết bằng cách sử dụng mặt trời và các ngôi sao để định hướng  Thời tiết xấu?  Ngoài ra, trên mặt đất, có thể sử dụng điểm tham chiếu để tiến hành đo đạc hoặc tìm đường. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 6 Phương pháp định vị truyền thống  Đánh dấu đường đi bằng ụ đá  Mưa tuyết, gió?  Phân biệt 2 con đường?  Vẽ bản đồ trên phiến đất sét hoặc mảnh giấy da  Vùng Lưỡng Hà cách đây 5.000 năm  Mở đầu cho công nghệ bản đồ Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 7 Phương pháp định vị hiện tại  Khảo sát, đo đạc  Đáp ứng yêu cầu độ chính xác cao  Chi phí tốn kém (thời gian, công sức, tiền bạc)  Chậm, khó khăn trong các nhu cầu dẫn đường Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 8 Phương pháp định vị hiện tại  Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (Global Navigation Satellite Systems- GNSS)  GPS (Global Poisitioning System)  GLONASS (Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)  Galileo  Compass  IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 9 Tổng quan về GPS  Tên gọi:  GPS là tên viết tắt của cụm từ NAVSTAR-GPS “NAVigational System Time And Ranging Global Positioning System”, tạm dịch là Hệ thống Định vị Toàn cầu.  Tổ chức phát triển:  Đây là hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh dựa trên sóng vô tuyến do Bộ Quốc phòng Mỹ xây dựng.  Trang chủ: http://www.gps.gov/  Mục tiêu:  Cung cấp thông tin về địa điểm/vị trí, vận tốc, hướng di chuyển, thời gian chính xác,  Hoạt động ở mọi nơi, 24/7, mọi điều kiện thời tiết. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 10 Ý nghĩa tên gọi GPS  Global (ngược lại với Local): Gần như bất kỳ nơi nào trên Trái đất đều có thể sử dụng GPS.  Tuy nhiên không phải tất cả mọi nơi đều có tín hiệu GPS hoặc có nhưng chất lượng kém như:  Bên trong tòa nhà  Dưới mặt đất  Mưa bão  Dưới tán cây rậm rạp  Xung quanh đài phát thanh  Trong 'hẻm' giữa các tòa nhà cao tầng  Các sóng vô tuyến của GPS tốt cho đo lường. Tuy nhiên, nó không có khả năng đâm xuyên qua vật chất. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 11 Ý nghĩa tên gọi GPS  Positioning: Cung cấp thông tin vị trí, vận tốc, hướng di chuyển, thời gian.  System: Tập hợp các thành phần với liên kết với nhau (Trái đất, Vệ tinh, Trạm kiểm soát mặt đất, Bộ thu tín hiệu, Nhà sản xuất bộ thu tín hiệu, Bộ Quốc phòng Mỹ, Người sử dụng). Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 12 Các thành phần của GPS  Trái đất (khối lượng, bề mặt, không gian phía trên)  Khối lượng của Trái đất giữ các vệ tinh chuyển động với vận tốc ~4 km/s trong quỹ đạo dưới tác dụng của lực hấp dẫn.  Quỹ đạo của vệ tinh song song với đường cong của bề mặt Trái đất.  Bề mặt của Trái đất được xem là cơ sở đánh dấu tọa độ. Nhờ đó, cho phép chúng ta xác định vị trí của bất kỳ đối tượng nào trên bề mặt Trái đất. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 13 Các thành phần của GPS  Vệ tinh  Đặc điểm vật lý  Tên: NAVSTAR  Nhà sản xuất: Rockwell International  Trọng lượng: ~9 ...