Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 cung cấp cho người học những kiến thức như: Sai số vệ tinh; Sai số truyền tín hiệu; Sai số bộ thu; Sai số vị trí tương đối vệ tinh - bộ thu; Sai số do con người. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ thống định vị toàn cầu: Chương 4 - 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 4. Sai số của GPS (Global Positioning System) Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị toàn cầu (GPS) 2 Nội dung  Sai số vệ tinh  Sai số truyền tín hiệu  Sai số bộ thu  Sai số vị trí tương đối vệ tinh- bộ thu  Sai số do con người Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 3 Phân loại sai số GPS  Độ chính xác định vị của  Sai số bộ thu GPS phụ thuộc vào những  Đồng hồ sai số mang tính vốn có  Tọa độ của các trạm điều khiển của công nghệ.  Định tâm, cân bằng máy thu  Có thể phân loại sai số GPS  Nhiễu thiết bị thành các dạng sau:  Saisố vị trí tương đối vệ tinh-  Sai số vệ tinh bộ thu  Quỹ đạo (lịch thiên văn)  Sai số do con người  Đồng hồ  Giới hạn độ chính xác (Selective Availability- SA)  Sai số truyền tín hiệu  Chống giả mạo (Anti-Spoofing,  Sai số khí quyển (tầng điện ly, AS) tầng đối lưu)  Sai số đa đường truyền Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 4 Sai số vệ tinh  Sai số quỹ đạo  Vị trí của vệ tinh không đúng như vị trí trong lịch thiên văn  Sai số: 2- 5 m (có thể lên tới 50 m nếu có SA)  Do tác động của các lực hấp dẫn, lực gây nhiễu/xáo trộn Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 5 Sai số vệ tinh  Sai số đồng hồ (tốc độ nhanh hơn và lực hấp dẫn yếu hơn).  Là sai số giữa thời gian chuẩn  Hiệu ứng đồng hồ trôi dạt: của hệ thống GPS và thời gian dự đoán trong bản tin dẫn  Mỗi vệ tinh GPS được trang bị đường của vệ tinh. 4 đồng hồ nguyên tử chất lượng cao (2 cesium, 2  Sai số: 2,3 m rubidium).  Có hai vấn đề xảy ra với  Tuy nhiên, chúng vẫn có sai số: 8,64 – 17,28 nano giây/ngày đồng hồ vệ tinh (Sickle, ~ 2,59 - 5,18 m. 2001): hiệu ứng tương đối, hiệu ứng đồng hồ trôi dạt.  Hiệu ứng tương đối:  Theo lý thuyết tương đối, đồng hồ trong quỹ đạo sẽ chạy nhanh hơn so với trên trái đất Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 6 Sai số truyền tín hiệu  Sai số khí quyển  Khi tín hiệu GPS đi qua các hạt tích điện của tầng điện ly (50-200 km), và sau đó là hơi nước trong tầng đối lưu (0- 50 km), nó sẽdi chuyển chậm hơn, tạo nên độ trễ về thời gian. Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 7 Sai số truyền tín hiệu  Tầng điện ly  Độ cao 50 - 200km tính từ bề mặt trái đất.  Bao gồm các loại khí bị ion hóa bởi bức xạ mặt trời, hình thành những đám mây electron tự do.  Phụ thuộc vào ánh sáng của mặt trời: Sự ion hóa thường mạnh nhất vào cuối buổi trưa và yếu nhất một vài giờ sau nửa đêm.  Tác dụng chính của tầng điện ly lên tín hiệu GPS  Trì hoãn tốc độ truyền tín hiệu.  Phụ thuộc:  Tỉ lệ nghịch góc độ cao vệ tinh  Tỉ lệ thuận với tổng số electron Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 8 Sai số truyền tín hiệu  Tầng đối lưu  2,5 m theo hướng thiên đỉnh,  9,3 m cho một góc 15° độ cao,  Vùng khí quyển trung hòa về điện.  20,28 m cho một góc 5° độ cao.  Cách mặt đất đến 50 km.  Bao gồm không khí khô và hơi nước.  Tác dụng chính của tầng đối lưu lên tín hiệu GPS  Trì hoãn tốc độ truyền tín hiệu, sóng mang.  Phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ ẩm.  Sai số: Copyright © 2022 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) 9 Sai số truyền tín hiệu  Sai số đa đường truyền  Tín hiệu truyền trong không gian đến bộ thu theo mọi hướng.  Trong trường hợp lý tưởng, tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu truyền theo một đường thẳng.  Nhưng trên thực tế, do trên mặt đất có các công trình có khả năng phản xạ sóng cao nên một số tín hiệu sẽ phản xạ vào các vật này, sau đó sẽ đi vào máy thu.  Sai số vài chục mét. Copyrig ...