Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa công trình - Nguyễn Khắc Dũng

Đoạn này gồm 24 vệ tinh phân bố đều trên 6 quỹ đạo gần tròn, trên mỗi quỹ đạo có 4 vệ tinh, mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo một góc 550. Bán kính quỹ đạo vệ tính xấp xỉ 26560 km, tức vệ tinh có độ cao so với mặt đất cỡ 20200 km.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa công trình - Nguyễn Khắc Dũng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài Khảo sát ứng dụngcông nghệ GPS trong trắc địa công trình Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp§Ò tµi: “Kh¶o s¸t øng dông c«ng nghÖ GPS trong tr¾c ®Þa c«ng tr×nh”Chuyªn ®Ò: “ ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS” Ch¬ng 1 Kh¸i qu¸t vÒ c«ng nghÖ GPS1.1.CÊu tróc cña hÖ thèng ®Þnh vÞ GPS1.2.Nguyªn lý ®Þnh vÞ vµ c¸c trÞ ®o GPS1.3.C¸c ph¬ng ph¸p ®Þnh vÞ GPS1.4.Mét sè øng dông cña c«ng nghÖ GPS Ch¬ng 2Tæng quan vÒ c«ng t¸c tr¾c ®Þa trong x©y dùng c«ng tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng2.1. Thµnh lËp líi khèng chÕ thi c«ng2.2. C«ng t¸c bè trÝ c«ng tr×nh c«ng nghiÖp vµ nhµ cao tÇng2.3. C¸c ph¬ng ph¸p chuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao trong x©y dùng c«ngnghiÖp vµ nhµ cao tÇng Ch¬ng 3 ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS3.1. §Æt vÊn ®Ò3.2. Thùc nghiÖm3.3. ChuyÓn trôc c«ng tr×nh lªn cao b»ng c«ng nghÖ GPS KÕt LuËn NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49 1 Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp Ch¬ng 1 Kh¸i qu¸t vÒ c«ng nghÖ GPS1.1. cÊu tróc cña hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS HÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS (Global Positioning System) gåm 3 béphËn: §o¹n kh«ng gian, ®o¹n ®iÒu khiÓn vµ ®o¹n sö dông. §o¹n kh«ng gian §o¹n ®iÒu khiÓn §o¹n sö dông H×nh 1.1- S¬ ®å ho¹t ®éng cña hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS1.1.1. §o¹n kh«ng gian (Space Segment)§o¹n nµy gåm 24 vÖ tinh ph©n bè ®Òu trªn 6 quü ®¹o gÇn trßn, trªn mçi quü®¹o cã 4 vÖ tinh, mÆt ph¼ng quü ®¹o nghiªng víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o mét gãc550. B¸n kÝnh quü ®¹o vÖ tÝnh xÊp xØ 26560 km, tøc vÖ tinh cã ®é cao so víimÆt ®Êt cì 20200 km. Chu kú chuyÓn ®éng cña quü ®¹o lµ 718 phót (~12 giê).Sè lîng vÖ tinh cã thÓ quan s¸t ®îc tuú thuéc vµo thêi gian vµ vÞ trÝ quantr¾c trªn tr¸i ®Êt, nhng cã thÓ nãi r»ng ë bÊt kú thêi gian vµ vÞ trÝ nµo trªn mÆt®Êt còng cã thÓ quan s¸t ®îc tèi thiÓu 4 vÖ tinh vµ tèi ®a lµ 11 vÖ tinh. NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49 2 Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp H×nh 1.2- Ph©n bè vÖ tinh trªn 6 quü ®¹o N¨ng lîng cung cÊp cho ho¹t ®éng cña c¸c thiÕt bÞ trªn vÖ tinh lµ pinmÆt trêi. Mçi vÖ tinh ®Òu cã ®ång hå nguyªn tö víi ®é æn ®Þnh tÇn sè 10-12, t¹ora tÝn hiÖu víi tÇn sè c¬ së f0 = 10.23 MHz vµ tõ ®ã t¹o ra hai tÇn sè t¶i:L1 = 154.f0 = 1575.42 MHz ( cã bíc sãng xÊp xØ 19cm)L2 = 120.f0 = 1227.60 MHz ( cã bíc sãng xÊp xØ 24cm) C¸c t¶i L1, L2 thuéc d¶i cùc ng¾n. Víi tÇn sè línnh vËy c¸c tÝn hiÖu sÏ Ýt bÞ ¶nh hëng cña tÇng ®iÖn ly H×nh 1.3- VÖ tinh GPS(tÇng Ion) vµtÇng ®èi lu v× møc ®é chËm tÝn hiÖu do tÇng ®iÖn ly tûlÖ nghÞch víi b×nh ph¬ng cña tû sè. §Ó phôc vô cho c¸c môc ®Ých vµ ®èi tîng kh¸c nhau, c¸ctÝn hiÖu ph¸t ®i ®îc ®iÒu biÕn mang theo c¸c code riªng biÖt lµ C/A code, P-code, vµ Y-code. C¸c sãng t¶i ®îc ®iÒu biÕn bëi hai lo¹i code kh¸c nhau: NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49 3 Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp + C/A – code (Coarse/Acquition code) ®îc dïng cho môc ®Ých d©n sùvíi ®é chÝnh x¸c kh«ng cao vµ chØ ®iÒu biÕn sãng t¶i L1. Chu kú lÆp l¹i cñaC/A – code lµ 1 miligi©y vµ mçi vÖ tinh ®îc g¾n mét C/A – code riªng biÖt. + P – code (Presice code) ®îc dïng cho môc ®Ých qu©n sù (Mü) víi ®échÝnhx¸c cao, ®iÒu biÕn c¶ sãng t¶i L1 vµ L2. Mçi vÖ tinh chØ g¸n mét ®o¹ncode lo¹i nµy, do ®ã P – code rÊt khã bÞ gi¶i m· ®Ó sö dông nÕu kh«ng ®îcphÐp. Ngoµi ra, c¶ hai sãng t¶i L1 vµ L2 cßn ®îc ®iÒu biÕn bëi c¸c th«ng tin®¹o hµng: Ephemerit vÖ tinh, thêi gian cña hÖ thèng, sè hiÖu chØnh ®ång hå vÖtinh, quang c¶nh ph©n bè vÖ tinh trªn bÇu trêi vµ t×nh tr¹ng cña hÖ thèng. + Y- code ®îc phñ lªn P – code nh»m chèng b¾t chíc, gäi lµ kü thuËtAS (Anti – Spoofing). Trong 3 nhãm vÖ tinh (I, II, II-A) ®· ®îc ®a lªn quü®¹o th× chØ cã vÖ tinh thuéc nhãm II (sau n¨m 1989) míi cã kh¶ n¨ng nµy. Ngoµi c¸c tÇn sè trªn, c¸c vÖ tinh GPS cßn cã thÓ trao ®æi víi c¸c tr¹m®iÒu khiÓn mÆt ®Êt qua c¸c tÇn sè 1783.74MHz vµ 2227.5 MHz ®Ó truyÒn c¸cth«ng tin ®¹o hµng vµ c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn tíi vÖ tinh. TÊt c¶ c¸c code ®îc khëi t¹o l¹i sau mçi tuÇn lÔ GPS vµo ®óng nöa®ªm thø bÈy, s¸ng chñ nhËt. Trªn c¬ së C/A code, mçi vÖ tinh cßn ph¸t ®i mét “code tùa ngÉunhiªn” riªng cña vÖ tinh ®ã gäi lµ PRN – code (Pseudo Random Noise code)code nµy dµi 37 tuÇn lÔ. Code ngÉu nhiªn lµ c¬ së ®Ó ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi kho¶ngc¸ch gi¶ vµ dùa vµo ®ã nhËn biÕt ®îc sè liÖu cña vÖ tinh. NÕu kh«ng cã can thiÖp chñ ®éng nµo kh¸c vµo c¸c tÝn hiÖu cña vÖ tinh,tøc cì 1  3 m. ChÝnh v× thÕ tríc ®©y Bé Quèc Phßng – Mü ®· ®a vµo d÷ liÖuthêi gian cña vÖ tinh GPS mét lo¹i nhiÔu SA (Selecke Availability) ®Ó gi¶m ®échÝnh x¸c ®Þnh vÞ tuyÖt ®èi xuèng cì 50  100 m. Nhng ngµy 2/5/2000, chÝnhphñ Mü ®· tuyªn bè bá SA. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ ®é chÝnh x¸c ®Þnh vÞ tuyÖt ®èithêi gian sau khi bá SA ®· ®îc c¶i thiÖn.1.1.2. §o¹n ®iÒu khiÓn (Control Segment) NguyÔn Kh¾c Dòng Líp C§ Tr¾c ®Þa A – K49 4 Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp H×nh 1.4- Tr¹m ®iÒu khiÓn cña hÖ thè ...