GPS - Hệ thống định vị toàn cầu

Trong tất cả các tài liệu, và tất nhiên là tài liệu của chúng ta :
http://ttvnol.com/forum/t_136135/
Đều trình bầy, hệ định vị dùng vệ tinh định vị bằng cách xác định khoảng cách vệ tinh-máy thu. Khoảng này có được do nhân tốc độ ánh sáng và thời gian truyền.
Cũng trong topic này, nhiều bác nhạy cảm đã thắc mắc. Nhiều bác nữa tuy không nói ra nhưng cũng có suy nghĩ tương tự. Thật là trình độ khoa học tự nhiên của box đã cao lại càng cao.
Trên đây, Huy Phúc đã trình bầy được những nguyên tắc cơ bản của GPS. Và cả nguồn gốc sơ lược của việc dùng hệ định vị được thiết kế với độ chính xác tối đa ban đầu 30cm đo đến độ chính xác cỡ cm. Điều này đã được áp dụng trong nững ngày đầu của GPS: sự chuyển dịch của các đỉnh núi.
Thực tế, tín hiệu điều biên của GPS khá phức tạp. Nhưng tuân theo những nguyên tắc cơ bản như trên. Hệ GLONASS dùng hệ toạ độ khác (chúng ta đã thống nhất, toạ độ cả không gian và thời gian) nhưng nguyên tắc y hệt. Bác lang thang RandomWalker đã trình bày sơ đồ liên quan đơn vị thời gian và không gian. Tín hiệu GPS được phát 50 lần một giây. Ngày nay phần lớn các máy thu dùng được cả hai hệ này.
Khi nào rỗi, Huy Phúc sẽ chọn lựa và post những đoạn mã gốc về cách tính. Những đoạn mã này có từ rất lâu, bây giờ chắc chỉ dùng để tham khảo, và có lẽ, tác giả của chúng cũng chưa thể tận dụng hết đến thông tin nhận được từ vệ tinh. Cũng không thể biết người Mỹ có làm gì để cách vệ tinh không tự làm nhiễu nhau trong hệ thống không.
Box chúng ta cũng đưa thông tin trước những kênh đại chúng nhiều: nhờ hệ định vị, một người thường ở Úc cũng chế được vũ khí chính xác tầm bắn đến 100km, gọn nhẹ.
Thừa kế những tiến bộ mới của kỹ thuật, hệ định vị châu Âu (2010) ưu việt hơn hẳn. Đến lúc ấy GLONASS cũng có thế hệ mới rất tốt, đưa GLONASS hiện tại thành "test config". Và Bắc Đẩu phóng đủ 4 vệ tinh và hiệu chỉnh chính xác.
Nhưng hiện tại, sau khi 11 vệ tinh "test config" block1 ngừng hoạt động. (những vệ tinh này tương tự GLONASS hiện nay, thiên thời gian hoạt động trên Bắc Mỹ), thì 30 vệ tinh của GPS đứng đầu thế giới.

Có phải bạn muốn nói Galileo của châu Âu ?
Còn Nga đã hết tiền duy trì và phát triển GLONASS, có lần Trung Quốc đặt vấn đề mua hệ này với giá 1 tỷ $ nhưng Nga chưa chịu bán. Châu Âu bèn rủ TQ tham gia Galileo.
Chuyện Galileo có ưu việt hơn GPS hay không cũng cần phải xem lại. So sánh một hệ thống trên giấy trong tương lai và một hệ thống đang hoạt động có vẻ như có cái gì đó không ổn. Trong tương lai rất gần, hệ GPS sẽ có thêm tần số L5 (ngoài L1 và L2 đang có) dành cho dân sự và lúc đó, sai số của các ứng dụng dân sự sẽ là dưới 1 mét. Lúc đó thì chưa biết mèo nào cắn mỉu nào. Ngoài ra còn một lý do quan trọng khác là GPS hoàn toàn miễn phí vì được Mỹ bao cấp, trong khi đó Galieo là một hệ có mục tiêu thương mại thì việc thu phí bằng cách này hay cách khác là khó tránh khỏi.

Huy Phúc ơi, gps đã dùng qua 5 máy GPS dân dụng khác nhau rồi, tất cả đều chỉ thu được sóng GPS thôi. Hay là ý bạn muốn nói máy quân sự ???
Bận quá nên chưa tìm hiểu thêm chỗ này nhưng gps nhớ không lầm thì máy quân sự cũng không thiết kế dual system như vậy. Trên thị trường cũng có máy đa hệ nhưng rất hạn chế về số lượng.
GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N

Tình cờ tìm được tấm hình đẹp quá, gởi lên đây để các bạn xem.

Xanh kia thăm thẳm từng trên
Vì ai gây dựng cho nên nỗi này

Có điều này em muốn thắc mắc với các bác, nhưng các bác phải hứa là sẽ không cười em là nhà quê đấy.
Cái GPS này được gọi là "Hệ thống định vị toàn cầu". Vậy là có cái này trong tay, mình sẽ biết mình đang ở đâu à? Em vẫn chưa hiểu lắm. Nó có cho mình biết là đang ở VN, hay thậm chí là ở khu vực cụ thể nào không?
Em mong được giải thích tận tình.
Em cám ơn nhiều.
daica_t@

Bạn có bao giờ cầm 1 cái bản đồ mà không biết mình đang ở đâu trên cái bản đồ đó, muốn đi từ A đến B mà không biết đi lối nào ...GPS còn có hàng trăm ứng dụng khác. Một GPS loại rẻ tiền nhất (basic) sẽ cho bạn biết toạ độ hiện thời của bạn và toạ độ của tất cả các điểm bạn đã đi qua (giá khoảng 100$). Máy loại đắt tiền hơn có bản đồ (mapping) có khả năng cho bạn biết bạn đang đứng ở thành phố nào, đường nào, bên phải hay bên trái đường .... phụ thuộc vào bản đồ chi tiết mà bạn nạp vào máy. Đối vơi Vn, bản đồ chi tiết chưa có, do đó bác gps đã mày mò tìm ra cách tạo ra bản đồ của một số thành phố lơn ở Vn và nạp vào máy. Bạn chịu khó đọc từ trang 1, bạn sẽ có một kiến thức kha khá về khả năng, ứng dụng và nhiều thông tin khác về GPS.
Xanh kia thăm thẳm từng trên
Vì ai gây dựng cho nên nỗi này

Máy thu GPS chỉ cho biết vị trí theo hệ toạ độ. Hiện có vài hệ toạ độ đang được sử dụng.
Còn toạ độ ấy ở chỗ nào thì phải xem bản đồ. Vì máy thu GPS đằng nào cũng cần máy tính nên người ta có thể cất bản đồ điện tử trong máy tính. Hoặc dùng một máy tính thường làm máy tính cho máy thu GPS.
Các máy thu nhỏ hay máy thu trên xe thường được thiết kế để cập nhật được bản đồ. Như CDROM hay cổng IR, RS232. Bản đồ thì chính phủ Mỹ không bán hoặc không có, người dùng tự lo. Bản đồ có thể là một bản đồ địa hình hay gì đó, thậm chí đơn giản là không ảnh.
Nhân dây nói về chuyện độ chính xác. GPS được thiết kế với tần số mang 1,5 GHz (bước sóng khoảng 200mm). Nên nó chỉ tính được chiều dài bằng cỡ chục lần bước sóng là tối đa. Nhưng khó khai thác được hết, xung tín hiệu P khoảng 10 MHz tức mang được thông tin chiều dài khoảng 30met. Nhưng còn có một số bài toán loại trừ được một phần sai số. Để đo được chính xác cần mất thời gian và chuyển động với tốc độ chậm hơn, cũng như máy thu rất phức tạp và dùng antena định hướng.
Đầu tiên, độ chính xác quân sự của GPS là 16 met, GLONASS khoảng 70met, nhưng Nga rất thiếu tiền. Tất cả đều thấp hơn với hệ định vị châu Âu (Galieo). Cũng dễ hiểu, sao 20 năm, kỹ thuật đã phát triển vượt bậc. Không những các phương tiện chính xác hơn mà còn rẻ hơn. Galieo, như Bắc Đẩu, có cả vệ tinh địa tĩnh nên ngoài chức năng định vị còn cung cấp được một số thông tin khác, và vệ tinh địa tĩnh cũng dễ hiệu chỉnh quỹ đạo hơn.

To bác GPS.
Hôm nọ mãi mới download được GPSUSER.PDF, server khó vào quá. Cám ơn bác nhiều.
Về thu tín hiệu GLONASS, thực tế, đối với máy dân sự, điều này hoàn toàn không cần thiết. Vì đã có GPS chính xác hơn free trên trời. Việc tracking rất khó khăn, do tín hiệu rất yếu nên thay đổi tần số mang và tần số tín hiệu đẩy giá máy lên nhanh. Với máy thu nhỏ, vì không dùng được antena định hướng nên việc tracking càng khó khăn hơn. Khi đó, tín hiệu vệ tinh yếu hơn cả nhiễu nhiệt độ.(Cũng do tín hiệu rất yếu nên trong hầu hết máy thu, người ta lấy mẫu trước, loại bỏ ảnh hưởng doppler, rồi mới nhận dạng).
Có thể đó là nhận xét phiến diện của Huy Phúc khi sử dụng một số máy đa hệ. Mà hiện tại, tín hiệu GLONASS do thiếu vệ tinh nên cũng không tác dụng mấy. Nhưng quá trình thu và tracking y hệt như nhau. Cơ bản cách tính cũng vậy.

Được baphicr sửa chữa / chuyển vào 19:00 ngày 14/06/2003

Máy thu dân dụng có khoảng 12 -15 hệ toạ độ khác nhau, ví dụ: hệ kinh vĩ độ, UTM, MGRS tiêu chuẩn, MGRS tiêu chuẩn + 10, Loran TD, Anh, Irish, vân vân

Độ chính xác của GPS phụ thuộc vào cái gọi là pattern granularity và pattern length. Hai khái niệm này gps đã trình bày trong các trang trước. Các bạn có thể xem bản tiếng Anh bằng cách search từ khoá sau: gpstutorial.pdf trang 18 đến 21. Vệ tinh GPS phát ra 2 loại pattern (code và carrier), carrier có granularity là 1 mm và length là 20 cm, code có granularity là 1 m và length xem như vô hạn (length của chuỗi này kéo dài cả tuần lận, ghê chưa ?) Theo lí thuyết thì ta có thể xác định khoảng cách tới vệ tinh với sai số là 1 mét nếu dùng code và 1 milimét nếu dùng phối hợp code và carrier. Bạn Huy Phúc xem lại đoạn này trong cuốn sách của Topcon nhé.

Có 3 phát biểu rất dễ gây lầm lẫn về hệ Galileo (có chủ ý ?). Sau đây xin nói về phát biểu thứ nhất: ?oDịch vụ dân dụng của Galileo có thể đạt được độ chính xác dưới 1 mét - một sự cải thiện đáng kể so với dịch vụ tương tự của GPS?. Thực ra thì bộ quốc phòng Mỹ đang có kế hoạch nâng cấp hệ GPS bằng cách thay thế các vệ tinh cũ bằng vệ tinh thế hệ mới - thế hệ IIF. Công việc thay thế này đã bắt đầu như gps đã trình bày trong các trang 2.

Theo hình trên thì vào năm 2006, thì đã có trên 50% số vệ tinh thuộc thế hệ IIF, vào năm 2009, các vệ tinh thế hệ mới này thống lĩnh bầu trời. Các vệ tinh thế hệ mới này có khả năng phát tín hiệu cho dịch vụ dân sự ở băng tầng L5, giúp máy thu dân sự có thể đạt độ chính xác dưới 1 mét.
Ngay trong thời điểm hiện tại, các máy thu dùng trong trắc đạc như Trimble Total Stastion cũng đã đạt được độ chính xác cỡ xăngtimét rồi.
GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N