Bài giảng Tổng quan về GPS

Bài giảng cung cấp cho người học những kiến thức về: Lịch sử trắc địa vệ tinh, ưu và nhược điểm của trắc địa vệ tinh, khái quát các hệ thống định vị toàn cầu và khu vực, khái quát hệ thống GPS, các thành phần của GPS, tín hiệu và trị đo GPS, các sai số ảnh hưởng đến trị đo GPS, các phương pháp đo GPS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Tổng quan về GPS TOÅNG QUAN VEÀ GPS NOÄI DUNG Giôùi thieäu veà Traéc ñòa veä tinh Lòch söû traéc ñòa veä tinh Öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa traéc ñòa veä tinh Khaùi quaùt caùc heä thoáng ñònh vò toaøn caàu vaø khu vöïc Khaùi quaùt heä thoáng GPS Caùc thaønh phaàn cuûa GPS Tín hieäu vaø trò ño GPS Caùc sai soá aûnh höôûng ñeán trò ño GPS Caùc phöông phaùp ño GPS GIÔÙI THIEÄU TRAÉC ÑÒA VEÄ TINH Traéc ñòa veä tinh (Satellite geodesy) bao goàm caùc kyõ thuaät ño ñaïc vaø tính toaùn ñeå cho pheùp giaûi caùc baøi toaùn traéc ñòa baèng caùch duøng caùc trò ño chính xaùc töø veä tinh nhaân taïo, chuû yeáu laø caùc veä tinh gaàn maët ñaát. Keå töø 1957, ñaõ coù khoaûng 6.600 veä tinh ñöôïc phoùng leân quyõ ñaïo vaø öôùc coøn khoaûng 3.600 veä tinh ñang coøn treân quyõ ñaïo bay xung quanh Traùi Ñaát, trong ñoù khoaûng hôn 1.000 veä tinh ñang hoaït ñoäng. GIÔÙI THIEÄU TRAÉC ÑÒA VEÄ TINH Caùc baøi toaùn cô baûn trong traéc ñòa veä tinh: Xaùc ñònh chính xaùc vò trí 3 chieàu trong phaïm vi ñòa phöông, vuøng vaø toaøn caàu (nhö thaønh laäp maïng löôùi khoáng cheá traéc ñòa) Xaùc ñònh tröôøng troïng löïc cuûa traùi ñaát vaø caùc haøm tuyeán tính cuûa tröôøng troïng löïc (ví duï moät geoid chính xaùc) Ño ñaïc vaø moâ hình caùc hieän töôïng ñòa ñoäng hoïc (ví duï: chuyeån ñoäng cöïc, chuyeån ñoäng quay cuûa traùi ñaát, bieán daïng cuûa lôùp voû cöùng traùi ñaát) LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN CUÛA TÑVT Lòch söû phaùt trieån cuûa traéc ñòa veä tinh baét ñaàu vôùi vieäc phoùng veä tinh nhaân taïo ñaàu tieân cuûa Traùi Ñaát SPUTNIK-1 vaøo ngaøy 04-10-1957. Giai ñoaïn töø 1958 ñeán 1970: phaùt trieån caùc phöông phaùp cô baûn cho vieäc quan traéc veä tinh, cho vieäc tính toaùn vaø phaân tích quó ñaïo veä tinh. Nhöõng heä thoáng veä tinh ñònh vò tieâu bieåu ñöôïc phoùng trong giai ñoaïn naøy laø TRANSIT (Myõ, 1961), TSIKADA (Lieân Xoâ cuõ). Giai ñoaïn 1970-1980: phaùt trieån caùc ñoà aùn khoa hoïc, caùc kyõ thuaät ño môùi ñöôïc phaùt trieån vaø tinh loïc nhö heä thoáng TRANSIT ñöôïc söû duïng cho ñònh vò Doppler. Ñoàng thôøi, phoùng thaønh coâng hai heä thoáng ñònh vò veä tinh theá heä môùi laø GPS cuûa Myõ vaø GLONASS cuûa Lieân Xoâ cuõ. LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN CUÛA TÑVT Giai ñoaïn 1980-1990: öùng duïng caùc kyõ thuaät veä tinh vaøo traéc ñòa. Caùc phöông phaùp veä tinh ngaøy caøng ñöôïc coäng ñoàng traéc ñòa söû duïng roäng raõi thay cho caùc phöông phaùp truyeàn thoáng. Giai ñoaïn 1990-2000: cung caáp caùc dòch vuï quoác gia vaø quoác teá coù tính chaát laâu daøi, IERS ñeå duy trì chuaån thôøi gian toaøn caàu, ICRF duy trì vò trí chính xaùc cuûa Traùi Ñaát vaø IGS cung caáp döõ lieäu toïa ñoä GPS chính xaùc cao. Giai ñoaïn 2000 ñeán nay: traûi qua hôn 40 naêm hình thaønh vaø phaùt trieån, lónh vöïc traéc ñòa veä tinh böôùc vaøo giai ñoaïn hieän ñaïi hoùa, ñoä chính xaùc caû veà khoâng gian laãn thôøi gian khoâng ngöøng ñöôïc caûi thieän. SPUTNIK 1 Laø moät hình caàu baèng nhoâm coù ñöôøng kính 58cm, gaén 4 anten daøi 2.4 ñeán 2.9 m. Troïng löôïng 83.6kg bao goàm beân trong hình caàu laø boä phaùt tín hieäu chu kyø 0.3 giaây, boä phaän ghi nhaän nhieät ñoä beân trong vaø treân hình caàu. Boä phaùt tín hieäu chæ trong 3 tuaàn cho ñeán khi heát pin, nhöng ñuû ñeå KT hieäu öùng Doppler. Sputnik 1 hoaït ñoäng 92 ngaøy, ñaõ hoaøn taát 1400 voøng quanh traùi ñaát vôùi quaõng ñöôøng ~ 70 trieäu km. HEÄ THOÁNG TRANSIT VAØ TSIKADA  TRANSIT Laø heä thoáng veä tinh ñònh vò ñaàu tieân ñöôïc ñöa vaøo vaän haønh Hoaït ñoäng töø naêm 1964 ñeán naêm 1996 Ñieån hình coù 4-6 veä tinh ôû ñoä cao 1.075 km Heä thoáng quaân söï cuûa Myõ  TSIKADA Cuûa Lieân xoâ cuõ, töông ñöông vôùi TRANSIT Laø heä thoáng daân söï duøng trong ñònh vò, daãn ñöôøng Veä tinh ñaàu tieân ñöôïc ñöa leân quyõ ñaïo vaøo naêm 1974, vaän haønh hoaøn chænh vaøo 1978, hoaït ñoäng ñeán 1995 Bao goàm 4 veä tinh bay ôû quyõ ñaïo taàm thaáp, khoaûng 1.000km Coù ñoä chính xaùc töø 50 – 100m ÖU ÑIEÅM CUÛA TÑVT Caùc veä tinh coù theå ñöôïc quan saùt treân moät vuøng laõnh thoå roäng lôùn nhö quoác gia hay luïc ñòa, trong khi phöông phaùp truyeàn thoáng chæ khoáng cheá ôû khu vöïc nhoû heïp. Khoâng ñoøi hoûi tính thoâng höôùng giöõa caùc traïm ño nhö ôû phöông phaùp truyeàn thoáng Coù theå öùng duïng ñeå ñònh vò ôû thôøi gian thöïc vaø vò trí baát kyø: treân ñaát, treân bieån vaø trong khoâng gian cho ñoái töôïng ñöùng yeân hay di chuyeån. C ...