Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống Định vị Toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thời điểm, tọa độ của một điểm trên mặt đất sẽ được xác định nếu xác định được khoảng cách từ điểm đó đến ít nhất ba vệ tinh.Tuy được quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người trên thế giới sử dụng một số chức năng của GPS miễn phí, bất kể quốc tịch nào.Các nước trong Liên minh châu Âu đang xây dựng Hệ thống định vị Galileo, có tính năng giống như GPS của Hoa Kỳ, dự tính sẽ bắt đầu hoạt động năm 2014.1Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24 quả vệ tinh được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian.Các hệ thống dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô tuyến điện. Được biết đến nhiều nhất là các hệ thống sau: LORAN – (LOng RAnge Navigation) – hoạt động ở giải tần 90100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay TACAN – (TACtical Air Navigation) – dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VORDME – VHF (Omnidirectional RangeDistance Measuring Equipment) – dùng cho hàng không dân dụng.Gần như đồng thời với lúc Mỹ phát triển GPS, Liên Xô cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONASS. Hiện nay Liên minh Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo. Trung Quốc thì phát triển hệ thống định vị toàn cầu của mình mang tên Bắc Đẩu bao gồm 35 vệ tinh.Ban đầu, GPS và GLONASS đều được phát triển cho mục đích quân sự, nên mặc dù chúng dùng được cho dân sự nhưng không hệ nào đưa ra sự đảm bảo tồn tại liên tục và độ chính xác. Vì thế chúng không thỏa mãn được những yêu cầu an toàn cho dẫn đường dân sự hàng không và hàng hải, đặc biệt là tại những vùng và tại những thời điểm có hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu các hệ thống đó. Chỉ có hệ thống dẫn đường vệ tinh châu Âu Galileo (đang được xây dựng) ngay từ đầu đã đặt mục tiêu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của dẫn đường và định vị dân sự.GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự, nhưng từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng trong dân sự. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, 24 giờ một ngày. Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc thiết lập sử dụng GPS nhưng phải tốn tiền không rẻ để mua thiết bị thu tín hiệu và phần mềm nhúng hỗ trợ.Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy.Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Khi nhận được tín hiệu của ít nhất 4 vệ tinh thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng. Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanh chóng khóa vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì kết nối bền vững, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng. Trạng thái của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS. Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét.Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Wide Area Augmentation System) có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét. Không cần thêm thiết bị hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS. Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS vi sai (Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét. Cục Phòng vệ Bờ biển Mỹ vận hành dịch vụ sửa lỗi này. Hệ thống bao gồm một mạng các đài thu tín hiệu GPS và phát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu. Để thu được tín hiệu đã sửa lỗi, người dùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ănten để dùng với máy thu GPS của họ.
Lời nói đầu Ngày nay chúng ta đang sống trong thời đại của kĩ thuật, chúng ta đã trải qua hàng triệu năm lao động, sáng tạo và phát triển để đạt được đến trình độ tri thức như ngày hôm nay. Con người luôn muốn khám phá thế giới, luôn muốn đặt chân lên tất cả mọi nơi trên trái đất, những nơi mà chưa có ai đặt chân tới. Vì vậy cần có một thiết bị giúp con người có thể xác định được những nơi đó. Một thiết bị có thể giúp con người xác định được vị trí tọa độ chính xác của bản thân , xác định chính xác các vị trí mà họ cần quan tâm. Cùng với nhu cầu thực tế của con người, cũng trên nhu cầu của chính phủ Mỹ, nước Mỹ cần xây dựng một hệ thống quân sự vững mạnh, họ muốn bao quát toàn bộ thế giới và kiểm soát mọi nơi trên thế giới. Do vậy họ đã xây dựng nên một hệ thống nhằm giải quyết vấn đề đó. Đó là hệ thống định vị toàn cầu GPS. Với lý do đó em chọn đề tài : “Hệ thống định vị toàn cầu GPS”. Đồ án của em gồm: Chương 1: Giới thiệu về hệ thống định vị toàn cầu Chương 2: Vi xử lý avr ATMEGA16,Module SIM548C và LCD Chương 3: Thiết kế máy thu GPS Được sự quan tâm và giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong nghiên cứu và cung cấp tài kiệu của thầy giáo Nguyễn Hoàng Dũng cùng với sự nỗ lực của cả nhóm, đề tài được hoàn thành. Tuy nhiên do trình độ và thời gian có hạn đề tài chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, kính mong các thầy cô giáo đóng góp ý kiến chỉnh sửa và định hướng nội dung cho hướng phát triển tiếp theo. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Dũng các bạn, các anh đã tận tình giúp đỡ trong thời gian thực hiện đề tài. Hà nội, ngày 14 tháng 6 năm 2014 Các hình vẽ sử dụng trong báo cáo 1.1.Chòm sao vệ tinh 1.2.Vệ tinh NAVSTAR 1.3.Tín hiệu vệ tinh GPS 1.4.Tạo mã C/A code 1.5.Phân bố các trạm điều khiển 1.6.Quá trình điều khiển trong hệ thống GPS 1.7.Một số ứng dụng GPS 1.8.Sơ đồ cấu trúc bộ thu GPS 1.9.Bản tin dẫn đường 1.10.Phương pháp DGPS 1.11.Phương pháp tự trị 1.12.Xác định vị trí qua 3 vệ tinh 1.13.Xác định 1 diểm trong không gian qua 4 vệ tinh 1.14.Trễ truyền trong tầng điện ly 1.15.Góc chiếu vệ tinh 1.16.Nhiễu do đa đường 1.17.Nhiễu do phân tán độ chính xác 1.18.Mô hình DPGS 2.1.Ghép nối LCD với AVR 2.2.Chân LCD 2.3.Chu trình thời gian trên LCD 2.4.Sơ đồ khối ATMEGA16 2.5.Sơ đồ khối CPU ATMEGA16 2.6.Thanh ghi trạng thái SREG 2.7.Thanh ghi chức năng chung 2.8.Thanh ghi con trỏ ngăn xếp 2.9.Bản đồ bộ nhớ chương trình 2.10.Bản đò bộ nhớ dữ liệu SRAM 2.11.Sơ đồ cấu trúc bộ định thời 2.12. Đơn vị đếm 2.13.Sơ đồ đơn vị so sánh ngừ ra 2.14.Thanh ghi điều khiển bộ định thời 2.15.Thanh ghi bộ định thời 2.16.Thanh ghi so sánh ngừ ra 2.17.Thanh ghi mặt nạ ngắt 2.18.Thanh ghi cờ ngắt 2.20.Sơ đồ khối Usart 2.21. Đơn vị tạo xung clock 2.22. Định dạng khung truyền 2.23.Sơ đồ bộ biến đổi AD 2.24.Thanh ghi ADMUX 2.25.Thanh ghi điều khiển và trạng thái ADC 2.26.Thanh ghi dữ liệu ADC 2.27.Module SIM548C 2.28.Chân SIM548C 2.29.Kích thước module 2.30.Mô phỏng đặc trưng mối hàn module 2.31.Sơ đồ chõn MAX232 2.32.Biểu đồ logic 2.33.Kiểm tra mạch điện thu 2.34.Kiểm tra mạch điện điều khiển 3.1.Sơ đồ khối 3.2.Sơ đồ nguyên lý 3.3.Layout 3.4.Sơ đồ khối khối nguồn 3.5.Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU 1.1.Giới thiệu về hệ thống định vị toàn cầu (GPS) GPS là từ viết tắt của NAVSTA GPS. Nó được ghép bởi các chữ cái đầu của các từ NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System. GPS là một giải pháp cho một ai đó ở rất xa và cần sự giúp đỡ . Nó cung cấp câu trả lời cho câu hỏi “tụi đang ở đâu trên trái đất?”, có thể thấy rằng đó là một câu hỏi dễ dàng để trả lời. Bạn có thể dễ dàng xác định đúng vị trí của mình bằng cách quan sát mọi thứ ở xung quanh bạn và vị trí của bạn được xác định nhờ sự tương quan với chúng. Việc xác định vị trí của bạn sẽ như thế nào nếu như bạn không có các vật xung quanh mình, hay bạn đang ở giữa sa mạc hoặc bạn đang ở giữa đại dương. Trong suốt nhiều thế kỷ, vấn đề đó đã được giải quyết bằng cách sử dụng mặt trời và các ngôi sao để dẫn đường. Cũng vì vậy các nhà đo địa hình và các nhà thám hiểm đã sử dụng những điểm đánh dấu sẵn từ những dữ liệu cơ sở đo đạc trước. Các phương pháp đo đú đó rất tốt nhưng chắc chắn nó bị hạn chế về một số mặt nhất định. Khi trời có nhiều mây thì chúng ta không thể nhìn được các ngôi sao và mặt trời, vì vậy không xác định chính xác vị trí của nó vì vậy không thể xác định được vị trí của chúng ta. Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, vấn đề trở nên rõ ràng đối với toàn bộ nước Mỹ rằng phải tìm ra một giải pháp cho vấn đề xác định chính xác tuyệt đối vị trí của bất kì một điểm nào đó trên trái đất. Một số các dự án và các thí nghiệm đã diễn ra trong suốt hai mươi năm năm. Tất cả các dự án đó đều nhằm cho phép xác định vị trí của một điểm bất kì trên trái đất, nhưng chúng đều bị hạn chế về độ chính xác và tính năng hoạt động. Vào đầu những năm 1970, một dự án mới đã được đề suất đó là dự án GPS. Khái niệm đó hứa hẹn để thực hiện các yêu cầu mà chính phủ Mỹ đề ra, hệ thống GPS này có khả năng xác định một vị trí chính xác trên bề mặt của trái đất, ở bất kì một thời điểm nào, trong bất kì một điều kiện thời tiết nào. GPS là một hệ thống các vệ tinh , bao gồm có ít nhất 24 vệ tinh, hệ thống này cung cấp cho người sử dụng một vị trí chính xác trên bề mặt trái đất. Điều này rất quan trọng đối với những nhà lữ hành hay những người lính ở giữa sa mạc và hệ thống GPS có thể chỉ rõ vị trí chính xác đến khoảng mười năm mét. Đối với những con tàu đang chạy trên biển, hệ thống này có thể chỉ rõ vị trí chính xác đến năm mét. Trong nghành địa chất, hệ thống này có thể chỉ vị trí chính xác đế một centimet hoặc ít hơn. Hệ thống GPS có thể được sử dụng để đạt được tất cả các độ chính xác trong tất cả các ứng dụng, sự khác nhau về độ chính xác đạt được là do sử dụng các bộ thu GPS và các kĩ thuật được thực hiện là khác nhau. Ban đầu hệ thống GPS được thiết kế chỉ để sử dụng trong quân sự. Nhưng ngay sau đó đó cú một sự đề nghị được đưa ra rằng hệ thống GPS cũng cần được sử dụng trong dân sự, và không chỉ xác định vị trí của một ai đó (như trong quân sự). Ban đầu đó cú hai ứng dụng quan trọng trong dân sự xuất hiện, đó là dẫn đường trong ngành hàng hải và ngành địa chất. Ngày nay các ứng dụng sử dụng hệ thống GPS đã trở nên rất rộng rãi như dẫn đường cho ô tô qua sự điều khiển tự động . 1.2.Tổng quan về hệ thống GPS Cấu trúc của hệ thống GPS bao gồm 3 phân hệ chính: - Phân hệ không gian: các vệ tinh quay quanh trái đất. - Phân hệ điều khiển: các trạm được đặt trên đường xích đạo của trái đất để điều khiển các vệ tinh. - Phân hệ người sử dụng: bất kì một ai mà người đó thu và sử dụng tín hiệu GPS. 1.2.1. Phân hệ không gian Chức năng chính của phân hệ không gian là từ các lệnh được gửi từ phân hệ điều khiển, cung cấp tham chiếu thời gian nguyên tử, phỏt ra tín hiệu giả ngẫu nhiên cao tần và lưu trữ, rồi phát lại bản tin dẫn đường. Nó bao gồm các thành phần sau: 1.2.1.1 Chòm vệ tinh Phân hệ không gian bao gồm có ít nhất là 24 vệ tinh, chúng có quỹ đạo bay xung quanh trái đất, ở một độ cao xấp xỉ 20.200km. Trong phân hệ không gian sẽ có ít nhất bốn vệ tinh có thể trông thấy trên một góc cắt 15 độ ở bất cứ một điểm nào trên bề mặt trái đất và ở bất cứ một thời điểm nào. Để có thể xác định một vị trí chính xác ở trên bề mặt trái đất thì cần phải có ít nhất bốn vệ tinh trên một quỹ đạo.Nhưng theo nghiên cứu thực tế cần phải sử dụng ít nhất là năm vệ tinh trong suốt thời gian,và thông thường có sáu hoặc bẩy vệ tinh. Hình 1.1 Chòm sao vệ tinh 1.2.1.2 Vệ tinh Các vệ tinh có cấu trúc và cơ cấu giữ cho chúng ở trên quỹ đạo, liên lạc với phân hệ điều khiển, phát tín hiệu tới máy thu. Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của hệ thống GPS là đồng hồ vệ tinh. Vì lý do này mà các vệ tinh được trang bị các đồng hồ nguyên tử (ribidium và secium) có độ ổn định cao. Hình 1.2 Vệ tinh NAVSTAR Nhóm vệ tinh sau đã được phát triển - Khối I, các vệ tinh triển khai dẫn đường. Giữa năm 1978 và 1985, 11 vệ tinh loại này đã được phóng lên. Chế độ S/A chưa được thực thi. Chúng nặng khoảng 845 kg và có thời gian hoạt động dự kiến là 4,5 năm. Chúng có khả năng cung cấp dịch vụ định vị cho 3 hoặc 4 ngày mà không cần liên hệ với trung tâm điều khiển. - Khối II và IIA, các vệ tinh tác chiến. Ngày nay chúng vẫn hoạt động bình thường, bao gồm tổng cộng 28 vệ tinh được phóng từ năm 1989, mỗi vệ tinh nặng khoảng 1500kg và có thời gian hoạt động dự kiến 7,5 năm. Từ năm 1990, phiên bản cải tiến được sử dụng, khối IIA tiên tiến với khả năng liên lạc hai chiều. Chúng có thể cung cấp dịch vụ định vị cho 180 ngày mà không cần liên hệ với phân hệ điều khiển. Tuy nhiên dưới chế độ hoạt động bình thường, chúng phải liên lạc hàng ngày. - Khối IIR, các vệ tinh tác chiến thay thế. Từ năm 1997, các vệ tinh này được sử dụng làm dự trữ cho khối II. Nó được hình thành bởi hai vệ tinh, mặc dù nó có thể tăng thêm 6 vệ tinh nữa. Mỗi vệ tinh nặng 2000kg và có thời gian hoạt động dự kiến là 10 năm. Chúng sẽ có khả năng tự động xác định quỹ đạo của mình và tạo ra các bản tin dẫn đường của riêng chúng. Các vệ tinh này có thể đo khoảng cách giữa chúng và truyền các quan sát khác tới các vệ tinh khác hoặc tới phân hệ điều khiển. Vệ tinh loại này đã được phát triển hoàn thiện và có khả năng hoạt động nửa năm mà không cần bất kì hỗ trợ nào của phân hệ điều khiển và không suy giảm độ chính xác của lịch thiên văn. Người ta hy vọng một vài trong số chúng có thể trang bị với maze hiđrụ. - Khối IIF, các vệ tinh tác chiến tiếp sau. Việc phúng cỏc vệ tinh này được dự kiến vào năm 2001, thời gian hoạt động trung bình trên lý thuyết là khoảng 10 năm, và sẽ có hệ thống định vị quán tính Các vệ tinh GPS được nhận biết theo nhiều cách: bởi vị trí của chúng trê quỹ đạo (Mỗi vệ tinh có một vị trí (1,2,3,…), bên trong 6 quỹ đạo – A,B,C,D,E,F, hay bởi số chứng nhận NASA của chúng, bởi số ID quốc tế, bởi mã giả ngẫu nhiên PRN và bởi số hiệu phương tiện vũ trụ SVN. Mỗi vệ tinh trong hệ thống GPS có một vài cái đồng hồ có độ chính xác rất cao. Các đồng hồ hoạt động ở một tần số cơ bản 10,23MHz, dùng để phát ra tín hiệu, các tín hiệu đó được phát quảng bá từ các vệ tinh. Loại đồng hồ Độ ổn định hang ngày (∆f/f) Thời gian cần để sai lệch 1 giây Tinh thể thạch anh 10 9 − 30 năm. Rubidium 10 12− 30000 năm Cesium 10 13− 300000 năm Hỷđụ 10 15− 30000000 năm Bảng 1.1Độ ổn định của các đồng hồ Các vệ tinh phát ra hai song mang cố định, các sóng mang này ở băng tần L (sử dụng cho radio) và chúng truyền quanh trái đất với một tốc độ bằng tốc độ của ánh sáng. Các sóng mang đó được tạo ra từ tần số cơ bản, được phát đi bởi một đồng hồ nguyên tử có độ chính xác rất cao: - Sóng mang L1 được phát đi ở tần số 1575, 42 MHz (10,23MHz *154). - Sóng mang L2 được phát đi ở tần số 1227, 60 MHz (10,23MHz *120) Sau đó sóng mang L1 có hai mã được điều chế, đó là mã C/A Code hay Coarse/Acquistion Code được điều chế ở tần số 1,023MHz(10,23/10) và sau đó là mã P-Code hay Precision Code được điều chế ở tần số10,23MHz. Sóng mang L2 chỉ có một mã được điều chế lên trên. L2 P-Code được điều chế ở tần số 10,23MHz. -Mã Course/Acquisition [C/A(t) ] được biết đến là mã dân sự. Dãy này được lặp sau mỗi 1ms và ở tốc độ hay “tốc độ chớp” là 1Mb/s, tương đương với bước sóng 293,1ms, nó chỉ được điều chế trên băng L1. Hình 1.3 Tín hiệu vệ tinh GPS - Mã chính xác P(t), được sử dụng cho mục đích quân sự và người dùng dân sự được cấp phộp. Dãy này lặp lại sau 266 ngày (38 tuần) và thành phần hàng tuần của nó được gán cho mỗi vệ tinh, được gọi là dãy PRN. Tốc độ hay tốc độ chíp của nó là 10Mb/s tương đương với bước sóng 29,31m và được điều chế trên cả hai sóng mang L1 và L2. Tần số đồng hồ nguyên tử Fo = 10,23 MHz Sóng mang tín hiệu L1 Tấn số L1 Bước sóng L1 154.fo 1575,42 MHz 19,05 cm Sóng mang tín hiệu L2 120.fo Tần số L2 Bước sóng L2 1227,60 MHz 24,45 cm Tần số mã P (tốc độ chíp) Bước sóng mã P Chu kì mã P Fo =10,23MHz (Mb/s) 29,31 m 266 ngày,7 ngày /vệ tinh Tần số mã C/A (tốc độ chíp) Bước sóng mã C/A Chu kì mã C/A fo /10 = 1,023MHz 293,1 m 1 ms Tần số bản tin dẫn đường Chiều dài khung 50bit/s 30 s Bảng 1.2 Cấu trúc tín hiệu GPS - Bản tin dẫn đường D(t) được điều chế trên cả hai sóng mang có tốc độ 50bít/ s, thông báo các thông tin về lịch thiên văn, độ sai lệch của đồng hồ vệ tinh, hệ số mô hình tầng điện ly và trạng thái tầng điện ly v…v… Để hạn chế người dùng dân sự truy cập được độ chính xác hệ thống đầy đủ, nhiều kĩ thuật đã được phát triển: - S/N hay tính khả dụng có lựa chọn : là sự suy giảm chất lượng đồng hồ vệ tinh và thay đổi lich thiên văn có chủ ý. Nó gây ảnh hưởng lên định vị theo phương ngang khoảnh sai số từ 10m(khi S/A tắt) tới 100m(khi S/A bật). - A/S hay chống bắt trước (Anti-Spoofing): nó cốt ở mã hóa P bằng cách kết hợp nó với mã W bí mật, cho ra mã Y, mã này được điều biên trên hai sóng mang L1 và L2. Mục đích để tránh các truy nhập của người dùng không được cấp phép nhằm mã hóa trên cả hai tần số P1 và P2, dẫn tới C/A chủ yếu sử dụng với L1 Các bộ thu GPS sử dụng các mã khác nhau để nhận biết giữa các vệ tinh. Các mã cũng có thể được sử dụng như một phương thức cơ bản để làm phép đo giả và vì vậy được dung để tính toán một vị trí. [...]... Mỗi vệ tinh có thể được tải lên 3 lần/ngày Hình 1.6 Quá trình điều khiển trong hệ thống GPS 1.2.3.Phân hệ người sử dụng Phân hệ người sử dụng bao gồm các máy thu GPS nhằm kết nối bất kì một ai sử dụng một bộ thu GPS để thu tín hiệu GPS và xác định vị trí của họ hay thời gian Chức năng chính của chúng là nhận các tín hiệu GPS, xác định giả khoảng cách và giải các phương trình dẫn đường để có được các... chúng ta có ba hình cầu được xác định bởi ba vệ tinh khác nhau, thì khi đó vị trí của thiết bị thu sẽ được xác định Hình 1.12 Xác định vị trí qua ba vệ tinh Nhưng có một vấn đề đối với hệ thống GPS là ngoài một điểm được xác định bởi ba vệ tinh trên cần phải có một vệ tinh thứ tư để xác định về mặt thời gian, khi đó thì vị trí của máy thu hoàn toàn xác định Khi đó 4 vệ tinh được sử dụng để xác định như... v…v…Do vậy hệ thống GPS không thể được sử dụng trong nhà.Nó cũng rất khó khăn khi sử dụng hệ thống GPS trong thành phố hay trong thị trấn Đó là các giới hạn của hệ thống GPS Nó có thể cải thiện nhiều về giá cả trong một các ứng dụng về địa chất học để sử dụng một trạm tập trung quan sát hoặc để kết hợp sử dụng một thiết bị với hệ thống GPS Chương 2 Vi xử lý AVR ATMEGA 16,module sim548C và LCD 2.1 LCD... nhiều khi sử dụng mã P -code, mã P -code sảy ra 10 lần trên một giây, trong khi đó mã C/A code xảy ra 1 lần trên một giây Mã P -code thường phải chịu nhiễu A/S như được mô tả trong phần trước, có nghĩa rằng chỉ trong quân sự các thiết bị được dung với bộ thu GPS đặc biệt có thể đọc được mã P -code (hay mã Y -code) Vì lý do đó các đối tượng sử dụng các bộ thu GPS trong quân sự sẽ nhận được một vị trí với... thường có một tiêu chuẩn được sử dụng để định dạng rộng rãi dữ liệu GPS, nó được gọi là định dạng RTCM Những cái chuẩn đó giành cho các dịch vụ truyền sóng radio trong hàng hải, các tổ chức tài trợ phi lợi nhuận Định dạng đó được sử dụng rộng rói trên toàn thế giới 1.4 Đánh giá về hệ thống GPS 1.4.1 .GPS có một số các ưu điểm sau -Là phương pháp tốt để xác định một vị trí bất kì trên bề mặt trái đất -Có. .. Các đối tượng trong dân sự ,sử dụng các bộ thu GPS sẽ nhậ được một vị trí với độ chính xác khoảng 15 đến 100m Differential corrected positions (DGPS) Rất nhiều các lỗi gây ảnh hưởng đến việc đo đạc trong phạm vi của vệ tinh có thể được loại trừ hoàn toàn hoặc làm mất hoàn toàn nhờ sử dụng kĩ thuật đo vi sai Hình 1.18 Mô hình sử dụng thiết bị DGPS DGPS cho phép những người sử dụng trong dân sự làm tăng... v…v… Hình 1.10 Phương pháp DGPS Dẫn đường tự trị (Autonomous Navigation) sử dụng cho một bộ thu đứng một mình riêng lẻ Phương pháp này được sử dụng cho những nhà lữ hành, các con tàu mà những con tàu đó ở rất xa ngoài biển, phương pháp này được sử dụng cho mục đính quân sự Phương pháp này xác định vị trí chính xác khoảng 100m trong sử dụng dân sự và khoảng 20m cho các sử dụng trong quân đội Hình1.11.Phương... đó chỉ có thể xảy ra đối với các thiết bị thu GPS với cặp tần số Hầu hết các thiết bị thu được tạo ra dung để dẫn đường , vì vậy nó chỉ có một tần số - Ảnh hưởng của hơi nước đối với tín hiệu GPS: Hơi nước có trong tầng điện ly cũng gây ảnh hưởng tới tín hiệu GPS. Kết quả của ảnh hưởng đó làm giảm bớt độ chính xác về vị tri xác định, và có thể khắc phục băng cách sử dụng các mô hình khí quyển 1.3.1.3.2... bộ thu GPS trên mặt đất Khoảng cách đó đến mỗi vệ tinh có thể được xác định bởi một thiết bị thu GPS Nếu bạn biết khoảng cách từ ba điểm mà ba điểm đó liên quan đến bạn đến vị trí của bạn, bạn có thể xác định vị trí của bạn liên quan đến ba điểm đó Từ khoảng cách đến một vệ tinh, chúng ta biết được rằng, vị trí của một thiết bị thu phải là một trong số các điểm trên bề mặt của một hình cầu có tâm là... - Phân giải vị trí theo pha (Differential Phase Position) Phương pháp này cho độ chính xác từ 0,5 đến 20mm Phương pháp này được sử dụng cho các công việc về địa chất, hay điều khiển các thiết bị máy móc, v…v… 1.3.1.Dẫn đường đơn giản Đó là một kĩ thuật đơn giản nhất được sử dụng bởi các bộ thu GPS để xác định một vị trí ngay lập tức và chiều cao hay độ chính xác về thời gian tới người sử dụng Độ chính . trong hệ thống GPS 1.2.3.Phân hệ người sử dụng. Phân hệ người sử dụng bao gồm các máy thu GPS nhằm kết nối bất kì một ai sử dụng một bộ thu GPS để thu tín hiệu GPS và xác định vị trí của họ hay. tất cả các ứng dụng, sự khác nhau về độ chính xác đạt được là do sử dụng các bộ thu GPS và các kĩ thuật được thực hiện là khác nhau. Ban đầu hệ thống GPS được thiết kế chỉ để sử dụng trong quân. nhất được sử dụng bởi các bộ thu GPS để xác định một vị trí ngay lập tức và chiều cao hay độ chính xác về thời gian tới người sử dụng. Độ chính xác đó đạt được hơn 100m cho các mục đích sử dụng trong