Luận văn: Kỹ thuật xử lý dữ liệu để nâng cao độ chính xác định vị trong hệ thống GPS

NASTAR Global Positioning System (GPS) là hệ thống định vị vị trí dựa vào hệ thống vệ tinh. Hệ thống này được sử dụng từ năm 1995, do Mỹ xây dựng. Hiện nay, rất nhiều thiết bị và ứng dụng đã và đang sử dụng hệ thống này. Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể sử dụng GPS của người Mỹ ở 1 mức độ nhất định, đủ để dùng cho mục đích cá nhân mà thôi. Ngoài ra hệ thống GPS còn cung cấp rất nhiều dịch vụ và thông tin dành cho các lĩnh vực khoa học, quân...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn:Kỹ thuật xử lý dữ liệu để nâng cao độ chính xác định vị trong hệ thống GPS 1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N T N PHONG K THU T X LÝ D LI U Đ NÂNG CAOĐ CHÍNH XÁC Đ NH V TRONG H TH NG GPS Chuyên ngành : K THU T ĐI N T Mã s : 60.52.70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011 2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. NGÔ VĂN S Ph n bi n 1: PGS. TS. Tăng T n Chi n Ph n bi n 2: TS. Nguy n Hoàng C mLu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t tnghi p Th c Sĩ K Thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vàongày......tháng......năm 2011 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông Tin - H c Li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c Li u, Đ i h c Đà N ng. 3 M Đ U1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI H th ng ñ nh v toàn c u (Global Positioning System – GPS)là h th ng xác ñ nh v trí d a trên v trí c a các v tinh nhân t o.GPS ñư c thi t k và qu n lý b i B Qu c phòng Hoa Kỳ. G n nhưñ ng th i v i lúc M phát tri n GPS, Nga (Liên Xô cũ) cũng pháttri n m t h th ng tương t v i tên g i GLONASS. Hi n nay Liênminh Châu Âu ñang phát tri n h d n ñư ng v tinh c a mình mangtên Galileo. Và 3 h th ng trên có m t tên chung là H th ng v tinhd n ñư ng toàn c u GNSS (Global Navigation Satellite System –GNSS). Ban ñ u, GPS và GLONASS ñ u ñư c phát tri n cho m c ñíchquân s , nên m c dù chúng dùng ñư c cho dân s nhưng không hnào ñưa ra s ñ m b o t n t i liên t c và ñ chính xác. Vì th chúngkhông th a mãn ñư c nh ng yêu c u an toàn cho d n ñư ng dân shàng không và hàng h i, ñ c bi t là t i nh ng vùng và t i nh ng th iñi m có ho t ñ ng quân s c a nh ng qu c gia s h u các h th ngñó. Ch có h th ng d n ñư ng v tinh châu Âu Galileo ngay t ñ uñã ñ t m c tiêu ñáp ng các yêu c u nghiêm ng t c a d n ñư ng vàñ nh v dân s . Cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t, các h th ngGPS cũng ñư c phát tri n và ñư c ng d ng t i Vi t Nam, ph c vcho các m c ñích ñ nh v ñ i tư ng trong các ngành khác nhau nhưquân s , hàng h i, ñ a lý, th y văn, xây d ng, nông-lâm nghi p, dul ch, nghiên c u v ñ ng v t… Đ chính xác là y u t quan tr nghàng ñ u trong h th ng GPS. Đ ñ t ñư c ñ chính xác cao c n 4ph i có b máy thu GPS ñư c thi t k c c kỳ chính xác v i nh ngthu t toán x lý d li u t i ưu. Các máy thu GPS có ñ chính xáctrung bình trong vòng 15 mét. Tùy vào m c ñích s d ng mà ta có th dùng lo i máy thu v icác tiêu chu n v ñ chính xác phù h p. Các máy thu m i hơn v ikh năng WAAS (H Tăng Vùng R ng, Wide Area AugmentationSystem) có th tăng ñ chính xác trung bình t i dư i 3 mét, ho c hth ng GPS Vi sai (Differential GPS, DGPS) s a l i các tín hi u GPSñ có ñ chính xác trong kho ng 3 ñ n 5 mét. Vi c nghiên c u ñ nâng cao ñ chính xác trong vi c ñ nh vñ i tư ng là vô cùng h u ích cho các lĩnh v c yêu c u ñ chính xáccao như: quân s , hàng không, giao thông… Đ ñ t ñư c ñi u ñó,ngoài yêu c u m t máy thu GPS ñư c thi t k t t, còn c n ph i cóm t k thu t x lý d li u tương ng. Trong khuôn kh c a lu n văn này, s ñưa k thu t thu th p,tính toán và x lý d li u ñ nâng cao ñ chính xác c a máy thu GPSnh m ñ nh v c a ñ i tư ng chính xác hơn. Cũng chính vì lý do trênmà tôi ñã ch n ñ tài “K thu t x lý d li u ñ nâng cao ñ chínhxác ñ nh v trong h th ng GPS”. Đây là m t k thu t nh m khôiph c các d li u ñ nh v và chuy n ñ i chúng theo l ch v tinh, làmcơ s ñ tính toán v trí v tinh, ư c lư ng các ph n c a th i giantruy n. V i nh ng d li u này, xây d ng nên mô hình tính toán cungc p các v trí máy thu. Đ ng th i, ñưa ra th t c nâng cao ñ chínhxác ñ nh v trên máy thu GPS t n s ñơn.2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U M c ñích nghiên c u c a ñ tài: - N m v ng h th ng GPS. 5 - Phân tích các ñ c trưng c a tín hi u và máy thu GPS. - K thu t x lý d li u ñ ñ nh v trong h th ng GPS. - Nâng cao ñ chính xác trong vi c ñ nh v ñ i tư ng c a h th ng GPS.3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U 3.1 Đ i tư ng nghiên c u - Nghiên c u nguyên lý ño ñ c và ñ nh v GPS. - Nghiên c u nguyên lý ho t ñ ng c a máy thu GPS. - Nghiên c u k thu t x lý d li u GPS và thu t toán. - Nghiên c u thu t toán nâng cao ñ chính xác ñ nh v . - Nghiên c u v thích ng c a máy thu m m GPS v i thu t toán ñư c ñ ngh . 3.2 Ph m vi nghiên c u - Đ tài t p trung nghiên c u v các k thu t x lý d li u ñ nâng cao ñ chính xác ñ nh v trong mô hình máy thu m m GPS. - Đánh giá k t qu ñ t ñư c.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U - Thu th p, phân tích các tài li u và thông tin liên quan ñ n h th ng GPS. - Phân tích d li u GPS và xây d ng các mô hình toá ...