GPS - Hệ thống định vị toàn cầu

Ở đây không nói đến PS: Positioning System, em không hiểu tại sao và em cũng chưa hiểu được cách máy thu GPS tính ra vị trí của mình như thế nào, nhưng chắc chắn muốn định vị và tính vận tốc của mình thì chỉ có cách tính toán thông qua ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler chứ không phải là đơn giản chỉ là mấy công thức theo kiểu quãng đường bằng vận tốc nhân với thời gian như bác GPS đã nói. Em không rõ là bác GPS lấy mấy công thức đó ở đâu thôi.
Em đã nói rằng không thể đồng bộ về thời gian đổi với hai điểm cách xa nhau. Xin lỗi các bác, em nói sai rất lớn. Thuyết tương đối không nói rằng không thể mà nói rằng thời gian (trình tự của các biến cố) không như nhau đối với mọi người quan sát, có nghĩa là không có thời gian tuyệt đối. Còn trong trường hợp này thì như sau: khi bác bắt đầu định vị thì bác chưa biết vị trí của mình. Mà bác biết cái đồng hồ nguyên tử chính xác nó to như thế nào rồi (Nó chuẩn thời gian bằng cách kiểm tra sự nhảy mức của nguyên tử Cesi 137 hay 138 gì đó). Một thiết bị có cỡ handheld như máy thu GPS muốn biết thời gian chính xác thì chỉ còn cách liên lạc với một đồng hồ nguyên tử nào đó, ví dụ như cái ở Berlin chẳng hạn. Mà đã không biết vị trí của mình thì không biết được trễ truyền lan của sóng đồng bộ, đồng nghĩa với việc vẫn không biết được thời gian chính xác. Phải có nhiều mốc chuẩn, đó chính là các vệ tinh NavStar.
[/quote]
Bác GPS có email cho Huy Phúc. Ý chừng bác áy muốn Huy Phúc nối rõ điều này.
Cách diễn đạt "GPS định vị bằng cách đó khoảng cách vệ tinh và máy thu" dẫn đến những hiểu nhầm tai hại. Cuốn sách bác TempelTuttle dẫn chứng trên. Không hiểu tại sao nó lại trở thành sách do nhà xuất bản giáo dục phát hành. Nếu các nhà kỹ thuật gặp được tác giả này thì phải đấm vỡ mõm ra thôi. Trong cuốn GPSUSER.pdf đã nói các kỹ thuật viên vất vả thế nào loại bỏ ảnh hưởng có hại của hiệu ứng doppler.
Tại sao. Do thiếu hiểu biết về toán học, nhiều độc giả cho rằng muốn đo khoảng cách vệ tinh-máy thu bằng thời gian truyền thì chỉ có cách đồng bộ đồng hồ vệ tinh và đồng hồ máy thu. Và việc đồng bộ này thực hiện bằng cách nối máy thu và hệ thống vệ tinh lúc sản xuất máy thu. Họ không hiểu được, bằng toán học thực hiện việc đồng bộ này lúc máy thu khởi động.
Việc đồng bộ đồng hồ máy thu từ lúc máy thu sản xuất dẫn đến việc máy thu rất đắt và cồng kềnh. Còn việc giải một phương trình tuy phúc tạp nhưng xác định được clock bias-chênh lệch đồng hồ máy thu và vệ tinh thì chỉ cầm một CPU không lớn.
Mới gần đây thôi, doppler mới được áp dụng cho các máy thu. Việc ứng dụng hiệu ứng này rất khó khăn, cho phép máy thu thay thế một phần lịch thiên văn thô, trong lúc khởi động.
Hiệu ứng doppler là gì. Huy Phúc xin lặp chút. Đó là hiệu ứng thay đổi tần số nhận được khi máy phát thay đổi khoảng cách với máy thu.
Khi ai đó trên một chiếc xe đứng yên phát sóng, máy thu đứng yên thu được sóng đó đúng như tần số phát. Khi chiếc xe mang máy phát chuyển động ra xa máy thu, mỗi chu kỳ sóng dài ra một chút. Điều này làm giảm tần số máy thu "nghe" được. Khi máy phát chuyển động gần đến máy thu thì ngược lại: tần số tăng lên. Áp dụng vào GPS, thấy rằng sự thay đổi tần số rất không đáng kể. Do vệ tinh chuyển động tối đa khoảng 10km/s, áng sáng 300.000km/s. Vậy ảnh hưởng được bao nhiêu.
Thực tế, giá trị mà máy thu thu có là hiệu khoảng cách đến các vệ tinh. Nhưng điều đó diến ra rất phức tạp.
Huy Phúc đã post đầy đủ sách vở có thể có, bác nào rỗi ghé qua. Phương trình cơ bản-chứng minh được phép định vị Huy Phúc cũng đã diến giải dễ hiểu nhất.
Chúng ta nên nhìn nhận trong góc độ dân sự, còn đo nhanh, đo trong xóc, đo trong vận tốc lớn, đo chính xác sẽ đảy giá máy thu lên cấp hàng trăm và hàng nghìn lần. Nhưng những cuốn sách như trên sẽ đầu độc người đọc thế nào.

Nhân đây nói về độ chính xác.
Huy Phúc đã nói độ chính xác GPS là 16 met, GLONASS là 67 met. Thế đây là độ chính xác gì.
Là độ chính xác khi ta thu được tối thiểu 4 tín hiệu từ 4 vị trí phát khác nhau. Và tất nhiên phải từ đều 4 phía.
Tần số p-code cỡ 10 MHz, như vậy độ chính xác đo xa mang lại là 30met. Từ hai phái coi như 16 met.
Và độ chính xác tăng lên khi các máy thu sử lý được tín hiệu chính xác với thời gian, thu được nhiều tín hiệu nghĩa là lâu hơn.
đây là một vài số liệu về tần số, từ bernese42
và so sánh

Trước hết, chúng ta cần có vài khái niệm căn bản về toạ độ. Hệ được sử dụng phổ thông nhất chính là hệ kinh vĩ độ được xây dựng trên một mạng lưới gồm các đường tròn tưởng tượng chạy vòng quanh trái đất theo phương nằm ngang và thẳng đứng. Các đường nằm ngang tạo nên các vòng tròn song song được gọi là các vĩ tuyến (paralell of latitude); các đường thẳng đứng chia trái đất thành từng múi và gặp nhau tại hai cực được gọi là kinh tuyến (meridian of longitude). Đường xích đạo chính là vĩ tuyến dài nhất, nằm chính giữa cực bắc và cực nam, chia đôi trái đất. Vị trí của mỗi vĩ tuyến được xác định bằng góc hợp bởi vĩ tuyến, xích đạo và có đỉnh là tâm trái đất, vị trí của vĩ tuyến được gọi là vĩ độ, và được thể hiện dưới dạng độ, phút và giây. Kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich được xem là kinh tuyến gốc. Tương tự như vậy, vị trí của kinh tuyến là khoảng cách góc giữa kinh tuyến gốc và kinh tuyến đang xét, gó c này thay đổi từ 0 đến 180 ứng với kinh tuyến nằm ở phía bên kia trái đất của kinh tuyến gốc và nằm gần đường đổi ngày.
Khi mô tả một toạ độ địa lý dùng kinh vĩ độ, thì vĩ độ luôn luôn đứng trước cùng với ký hiệu N hoặc S phụ thuộc vào vị trí đó nằm trên hay dưới xích đạo. Tiếp theo là kinh độ với ký hiệu E hoặc W phụ thuộc vào vị trí đó ở về bên phải hay trái so với kinh tuyến gốc.
Để xác định kinh độ và vĩ độ của một điểm trên bản đồ, trước tiên ta chọn kinh tuyến gần nhất bên trái của điểm, rồi đo từ kinh tuyến đó sang hướng đông (bên phải). Tương tự như thế, đo từ vĩ tuyến gần nhất lên phía bắc. Quá trình này do vậy được gọi là ?oeasting? và ?onorthing? trong tiếng Anh. (Bạn nào biết thuật ngữ tương đương trong tiếng Việt thì vui lòng cho biết.)
Vì lưới kinh vĩ tuyến xác định một mặt cầu 3 chiều, do đó người ta không thể chuyển thành bản đồ phẳng mà không có sự biến dạng. Để đáp ứng nhu cầu tạo các bản vẽ mô tả vị trí của sông núi ao hồ, đường sá, vị trí của bạn trên mặt đất và lộ trình bạn đã đi qua vv? , người ta đã nghĩ ra nhiều loại bản đồ khác nhau thoả mãn các nhu cầu khác nhau. Khi bạn di chuyển trên mặt đất theo một đường thẳng, nếu ta xem trái đất như một hình cầu thì thực tế thì bạn di chuyển trên một cung của một đường tròn lớn nào đó. (Đường tròn lớn là đường tròn có tâm là tâm hình cầu). Cung này khi được vẽ trên một bản đồ 2 chiều thường sẽ không còn là một đường thẳng. Sự biến dạng này là kết quả của việc biểu diễn (hay chiếu) một mặt cong lên một mặt phẳng. Các nhà bản đồ tài trí nhất đã nghĩ ra nhiều phương pháp chiếu bề mặt trái đất lên bản đồ với những giải pháp hữu hiệu cho phép bạn đo khoảng cách giữa hai điểm một cách chính xác nhất. Nhờ đó, bạn có thể xác định một điểm trên bản đồ từ một điểm khác và di chuyển đến đó. Rõ ràng là khi phần bề mặt trái đất càng nhỏ thì sự biến dạng càng nhỏ. Ví dụ như khi ta cắt một quá banh nhựa, rồi ép nó xuống mặt bàn phẳng, miếng cắt càng nhỏ thì nó ít bị đùn lại và kéo căng ra.
GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N
Được gps sửa chữa / chuyển vào 18:33 ngày 21/06/2003
Được gps sửa chữa / chuyển vào 18:35 ngày 21/06/2003

Phép chiếu Mercator được dùng phổ biến nhất. Tác giả phép chiếu là ông Gerardus Mercator (1512-1594).

Tiêu chuẩn Việt Nam để xây dựng bản đồ hiện nay là VN2000 cũng sử dụng phép chiếu này với một số thay đổi nhỏ. Phép chiếu này thể hiện các đường kinh tuyến lẫn vĩ tuyến là các đường thẳng cắt nhau với góc vuông. Các vĩ tuyến cách đều nhau còn các vĩ tuyến thì không cách đều do hậu quả của việc nắn thẳng các kinh tuyến. Các bản đồ dùng phép chiếu này có độ chính xác cao trong phạm vi giữa hai vĩ tuyến thứ 15. Càng về hai cực, phép chiếu càng bộ lộ nhiều sai số, do đó, phép chiếu này chỉ được dùng đến các vĩ tuyến thứ 84 mà thôi. Hai vùng cực thường dùng phép chiếu Conical Projection
Các bạn tham khảo thêm các phép chiếu khác tại đây: http://mac.usgs.gov/mac/isb/pubs/MapProjections/projections.html
The Globe

Mercator

Transverse Mercator

Oblique Mercator

Space Oblique Mercator

Miller Cylindrical

Robinson

Sinusoidal Equal Area

Orthographic

Vân vân và vân vân
GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N

Ké bác GPS chút xíu.
Báo Tuổi trẻ hôm nay có đăng tải kế hoạch của Vn phóng vệ tinh nhân tạo Vinasat vào năm 2005. Tui không hiểu tại sao lại chọn vị trí ở 132 độ, trong khi kinh độ nước ta vào khoảng 105-106 độ.
Có ai biết giải thích giùm tui với.
Xanh kia thăm thẳm từng trên
Vì ai gây dựng cho nên nỗi này

Tôi nghĩ là vùng phủ sóng có ích sẽ rộng hơn. Ví dụ như là nếu bác treo cái đèn ở chính giữa nhà thì trong nhà bác sẽ rất sáng, vì ngoài cái đèn chính ấy, bác còn có các đèn "local" khác như là đèn ngủ, đèn bàn. Bây giờ bác treo cái đèn to ở bên cạnh cửa sổ, thì ngoài việc nó soi sáng nguyên cả nhà bác, nó còn soi sáng cả ngoài sân nữa. Còn có dùng để soi nhà hàng xóm không thì tôi ko biết.
Mời bạn ghé thăm Thảo luận, Kỹ thuật quân sự và Giáo dục giới tính.

Manila của Phi cách bờ biển vn khoảng 1500 km về phía đông, còn 132 độ kinh đông lại cách Manila khoảng 1200 km về phía đông. Có vẻ như Vn định phủ sóng phát thanh và truyền hình qua các nước Asean ???
trích: Vinasat sẽ giúp hệ thống mạng truyền thông của Việt Nam không còn phụ thuộc vào địa hình phức tạp và 100% thôn, xã trong cả nước sẽ có điện thoại cũng như được phủ kín sóng phát thanh, truyền hình.
từ http://www.tintucvietnam.com/news/Story.aspx?ID=5536
Xanh kia thăm thẳm từng trên
Vì ai gây dựng cho nên nỗi này

Bác GPS dạo này làm gì mà không post bài vậy.
Em có đề nghị thế này : bác có thể post so sánh về các loại GPS handheld được không, về tính năng, các đặc điểm, ưu nhược của nó được không ?
Wait and see

Xin chào Longname, lâu nay bận đi công tác thường xuyên quá nên không có thì giờ theo đuổi cái chuyện post bài. Gần đây có bạn Huy Phúc tham gia rất nhiệt tình nhưng đã lại vắng bóng, chắc cũng đang bận.
Tranh thủ gởi cái hình kinh tuyến 132 độ, là cái đường màu hồng bên tay phải. Vệ tinh Vinasat sẽ là vệ tinh địa tĩnh, vị trí dự kiến là 132 độ kinh đông, bên trên xích đạo.

Máy thu handheld nào tốt nhất, theo gps thì máy Lowrance iFinder là tốt nhất cho mọi người nhất là người sống bên ngoài biên giới Mỹ. Gps là cổ động viên nhiệt thành của iFinder, chuyên môn bốc thơm iFinder trên các diễn đàn khác, ví dụ: http://groups.google.com/groups?dq=&hl=en&lr=&ie=UTF-8&oe=UTF-8&selm=677e44f5.0306270640.2c5d775d%40posting.google.com
GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N
Được gps sửa chữa / chuyển vào 18:28 ngày 04/07/2003

Trước đây gps và Huy Phúc có tranh luận với nhau về độ chính xác của máy thu GPS dùng trong quân sự (có khả năng thu L2). Theo ý kiến của Huy Phúc, độ chính xác đó là 16 m, đó cũng là con số được đưa ra trong cuốn GPS User Equipment Introduction. Đọc kỹ lại thì đây là sai số Spherical Error Probable, nghĩa là sai số 3D. Như gps đã trình bày thì sai số theo phương thẳng đứng luôn lớn hơn rất nhiều so với sai số theo phương ngang, thông thường khoảng 1,5 lần. Cuối cùng lại là chuyện đưa ra số liệu với cơ sở khác nhau mà thôi.
Sai số của phương pháp đinh vị GPS là do 6 nguyên nhân dưới đây (không kể sai số nhân tạo SA đã được Bill Clinton ra lệnh tắt):
1) Dữ liệu Ephemeris
2) Đồng hồ vệ tinh
3) Tầng điện ly
4) Tầng đối lưu
5) Phản xạ
6) Máy thu
Các máy thu quân sự có khả năng loại trừ sai số thứ 3 một cách hiệu quả nhờ vào băng tần L2. Với L1 và L2 có tần số khác nhau, tầng điện ly sẽ làm chúng có độ trễ khác nhau. Đó là cơ sở cho phương pháp loại trừ sai số này.
Hãy quan sát hai bảng kết quả dưới đây, ghi chú sự khác biệt của sai số do ảnh hưởng của tầng điện ly từ 4 mét (chỉ L1) giảm xuống chỉ còn 1 mét (L1 & L2). Một ghi chú khác: sai số của phép định vị GPS phân bố theo hình cái chuông úp (phân bố tự nhiên), kết quả trong bảng là số liệu với 1 sigma.
Các kết quả trên trích từ: Global Positioning System: Theory and Applications của Bradford W. Parkinson, James J. Spilker Jr. Eds. từ trang 478 đến 483.

GPS
Lat 10o48.528'
Lon 106o44.203'
UTM 48
689874 E
1195378 N
Được gps sửa chữa / chuyển vào 23:24 ngày 04/07/2003