co so dinh_vi_ve_tinh

Cơ sở của ñịnh vị vệ tinh

1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA (Time Of Arrival)

2. Các hệ tọa ñộ tham chiếu3. Quỹ ñạo vệ tinh4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN5. Tính vận tốc6. Thời gian và GPS

1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOA

� GPS ứng dụng khái niệm ño TOA (Time Of Arrival) ñể xác ñịnh vị trí người sử dụng.

� TOA là ño thời gian của một tín hiệu lan truyền từ máy phát ở một vị trí xác ñịnh tới máy thu.

� Khoảng cách từ máy phát tới máy thu ñược tính bằng cách nhân khoảng thời gian với vận tốc lan truyền của tín hiệu.

� ðo thời gian lan truyền của tín hiệu ñược phát quảng bá từ nhiều máy phát cho phép xác ñịnh vị trí máy thu.

1. Khái niệm xác ñịnh khoảng cách sử dụng các phép ño TOAVí dụ 1: Người thủy thủ xác ñịnh

vị trí tàu thủy của mình từ tiếng còi phát từ trên bờ.

� Tàu thủy ñược trang bị một ñồng hồ chính xác.

� Tiếng còi ñược phát theo nhịp ñều mỗi phút. Người thủy thủ nghe tiếng còi và xem ñồng hồ.

� Thời gian tiếng còi tới tai thủy thủ là 5s, tốc ñộ âm thanh 335m/s, vậy khoảng cách từ tàu ñến trạm phát là 1675m.


Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 1 nguồn phát duy nhất

Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 2 nguồn phát


Xác ñịnh vị trí bằng phép ño khoảng cách từ 3 nguồn phát


Vị trí không ñược xác ñịnh rõ ràng trong phép ño TOA do các ñồng hồ không ñồng bộ

Bù lỗi ñồng bộ ñồng hồ chung Các lỗi ñồng bộ ñồng hồ ñộc lập


� Nguyên tắc xác ñịnh vị trí với các tín hiệu

ño khoảng cách phát từ vệ tinh

� GPS sử dụng TOA ñể xác ñịnh vị trí người sử dụng.

� ðể tính toán ñược vị trí cần ño TOA từ nhiều vệ tinh với giả thiết vị trí của mỗi vệ tinh là ñã biết.

� Tín hiệu ño khoảng cách lan truyền với vận tốc ánh sáng (3 x 108m/s)

1. Khái niệm xác ñịnh khoảng

cách sử dụng các phép ño TOA� Giả sử tín hiệu ño khoảng

cách ñược truyền từ 1 vệ tinh

và thời gian ñồng bộ lý tưởng

giữa ñồng hồ vệ tinh và máy

thu

� Khoảng cách R từ máy thu tới

vệ tinh ñược xác ñịnh bằng

cách nhân thời gian lan truyền

tín hiệu với vận tốc ánh sáng

� Với phép ño này, vị trí máy

thu ở ñâu ñó trên mặt cầu tâm

là vệ tinh


cách sử dụng các phép ño TOA

� Nếu phép ño ñược thực hiện ñồng thời tới vệ tinh thứ 2

� Máy thu nằm ñâu ñó trên ñường tròn là phần giao của 2 mặt cầu


cách sử dụng các phép ño TOA

� Nếu phép ño ñược thực hiện ñồng thời tới vệ tinh thứ 3

� Vị trí máy thu ñược xác ñịnh là 1 trong 2 vị trí ñối xứng nhau qua mặt phẳng các vệ tinh.

� Với ñiều kiện máy thu nằm trên bề mặt trái ñất thì có thể loại bỏ 1 vị trí

2. Các hệ tọa ñộ tham chiếu

� ðể biểu diễn toán học bài toán ñịnh vị vệ

tinh, cần chọn 1 hệ tọa ñộ tham chiếu

trong ñó biểu diễn cả vệ tinh và máy thu.

� Thông thường vệ tinh và máy thu ñược

biểu diễn bởi các véc-tơ vị trí và vận tốc

trong hệ tọa ñộ ðề-các.

� 2 hệ tọa ñộ ðề các chính ñược sử dụng là

hệ quán tính và hệ quay


A. Hệ tọa ñộ quán tính tâm trái ñất (Earth-Centered Inertial Coordinate System - ECI)

� ECI ñược sử dụng ñể biểu diễn các véc-tơ lực, gia tốc, vận tốc

và vị trí nhằm diễn giải sự chuyển ñộng của trái ñất theo các luật

Newton

� ðịnh nghĩa ECI:

� Gốc tọa ñộ ở tâm trái ñất

� Trục Z dọc theo trục quay của trái ñất

� Trục X nằm trên mặt phẳng quỹ ñạo hướng theo ñiểm xuân

phân (the vernal equinox ) – là hướng giao của mặt phẳng xích

ñạo với mặt phẳng quỹ ñạo trái ñất quanh mặt trời.

� Trục Y ñược ñịnh nghĩa theo nguyên tắc hệ tọa ñộ bàn tay phải


� Hệ tọa ñộ quán tính tâm trái ñất – ECI còn

ñược gọi là hệ tọa ñộ thiên văn (celestial)

hay hệ tọa ñộ cố ñịnh theo không gian

(space-fixed)

� Hệ tọa ñộ ECI chuyển ñộng quanh mặt trời

với tốc ñộ biến thiên nên chỉ có thể coi nó là

quán tính trong khoảng thời gian ngắn

� Trục quay của trái ñất cũng không cố ñịnh

trong không gian (hai tham số : precession

và nutation) nên tọa ñộ của các vật thể trong

vũ trụ có thay ñổi chút ít.

� Giá trị precession và nutation biến thiên theo

chu kỳ và ñược xác ñịnh chính xác ở từng

thời ñiểm.


B. Hệ tọa ñộ cố ñịnh theo trái ñất tâm trái ñất (Earth-centered Earth-fixed Coordinate System - ECEF)

� Hệ tọa ñộ ECEF là này phù hợp nhất ñể biểu diễn vị trí

người sử dụng.

� ðịnh nghĩa:

� Gốc tọa ñộ ở tâm trái ñất

� Trục Z cực của trái ñất

� Trục X ñi qua ñiểm giao của kinh tuyến gốc và mặt

phẳng xích ñạo

� Trục Y ñược ñịnh nghĩa theo nguyên tắc hệ tọa ñộbàn tay phải

Prime Meridian passes through the Royal Observatory,

Greenwich in southeast London, United Kingdom


� Trong ñịnh nghĩa của ECEF, sự dịch chuyển của cực trái ñất (polar motion) cần ñược xem xét.

� Thông thường cực trái ñất dịch chuyển vài mét một năm. Trong 100 năm qua, cực trái ñất dịch chuyển theo 1 ñường gần tròn bán kính khoảng 15m.

� Sự dịch chuyển của cực trái ñất làm thay ñổi kinh ñộ và vĩ ñộ của tất cả các ñiểm trên trái ñất.

� ðộ chính xác của hệ tọa ñộ ECEF có thể ñạt ñến vài cm hoặc vài mm

Cực trái ñất dịch chuyển theo

thời gian. Trục Z theo ñơn vị ngày, trục X, Y theo ñơn vị arcsec (0.1 arcsec ≈ 3 meters)


C. Hệ tọa ñộ trắc ñịa WGS 84 (World Geodetic System)

� Mô hình vật lý chuẩn của trái ñất sử dụng trong các

ứng dụng GPS là hệ tọa ñộ trắc ñịa WGS 84 của Bộ

Quốc phòng Mỹ

� Một phần của WGS84 là mô hình chi tiết của sự bất

thường của lực hấp dẫn của trái ñất.

� Các thông tin này là cơ sở ñể ñạt ñược ñộ chính xác

trong của lịch trình vệ tinh, từ ñó ñạt ñược ñộ chính

xác trong tính toán vị trí của máy thu GPS.


� Hệ tọa ñộ trắc ñịa WGS 84 kết

hợp hệ tọa ñộ ECEF với hệ tọa

ñộ ê-líp với gốc tọa ñộ ở tâm

trái ñất, và hình ê-lip triển khai

theo trục Z.

� Hình dạng trái ñất không phải là

1 hình cầu mà có dạng e-líp,

dẹt ở 2 cực và phình to ở xích

ñạo

� Hình e-líp ñặc trưng bởi bán

trục lớn a = 6378,137km và bán

trục nhỏ b = 6356,7523142km.

� ðộ lệch của e-líp

(eccentricity) là


� ðịnh nghĩa hệ tọa ñộ trắc ñịa:

� Vĩ ñộ [Φ]: là góc ño trên mặt

phẳng kinh tuyến ñi qua P, tạo bởi

ñường thẳng trực giao với mặt e-

líp và mặt phẳng xích ñạo , giá trị dương ở bán cầu bắc, âm ở bán

cầu nam

� Kinh ñộ [λ]: là góc ño trên mặt

phẳng xích ñạo giữa kinh tuyến

gốc và mặt phẳng kinh tuyến qua

ñiểm P, giá trị dương theo hướng

ñông

� ðộ cao [h]: ño dọc theo hướng

vuông góc với mặt e-líp.

λ

'φ φ


� Chuyển ñổi giữa tọa ñộ ðề-các

ECEF và tọa ñộ trắc ñịa:

( , , ) ( , , )u u u

x y z hϕ λ⇒u


� Chuyển ñổi giữa tọa ñộ ðề-các

ECEF và tọa ñộ trắc ñịa:

( , , ) ( , , )u u u

h x y zϕ λ ⇒ u

� Các hàm Matlab:

wgslla2xyz.m

wgsxyz2lla.m


� ðộ cao e-líp (h = EP): là ñộ

cao của ñiểm P phía trên

mặt e-líp. ðộ cao dương

nếu ñiểm P xa tâm trái ñất

hơn ñiểm E. ðiểm P có thể

ở trên hoặc dưới bề mặt trái

ñất.

� ðộ cao orthometric (H): ñược xác ñịnh tương ñối

theo một bề mặt gọi là

geoid. Geoid là bề mặt trên

ñó trường hấp dẫn của trái

ñất là hằng số. Bề mặt này

còn ñược gọi là mực biển

trung bình (mean sea level).

Quan hệ giữa ñộ cao ñịa hình, geoid và e-líp

� ðộ cao geoid (N): là ñộ cao của

ñiểm trên bề mặt geoid (ñiểm G)

so với ñiểm tương ứng trên bề mặt

e-líp (ñiểm E)

h = H + N

Biên ñộ thay ñổi của ñộ cao geoid thay ñổi, thấp nhất ở cực nam Ấn ñộ -107m,

cao nhất ở New Guinea + 85 m


� Các phép ño GPS cho kết quả là ñộ cao e-líp vì ñộ cao e-líp ñược tính toán từ tọa ñộ ECEF.

� ðể ño chính xác ñộ cao geoid cần có số liệu chính xác về trường hấp dẫn của trái ñất tại khu vực ño.

� Datum là bộ các ñiểm tham chiếu trên bề mặt trái ñất, tại ñó các phép ño vị trí ñược thực hiện kết hợp với hình dạng trái ñất ñã ñược mô hình hóa ñể ñịnh nghĩa hệ tọa ñộ trắc ñịa.

3. Quỹ ñạo vệ tinh

� Các luật Kepler mô tả chuyển ñộng của

các hành tinh quanh mặt trời

�Luật thứ nhất: Quỹ ñạo của mọi hành tinh là hình e-líp với mặt trời tại 1 trong 2 tiêu ñiểm

Johannes Kepler

(27/12/1571 – 15/11/1630)


�Luật thứ hai: Trong cùng 1 khoảng thời gian, ñường nối hành tinh và mặt trời tạo thành hình dẻ quạt có diện tích như nhau.

• Hành tinh chuyển ñộng nhanh

hơn khi ñến gần mặt trời


�Luật thứ ba: Bình phương chu ky quỹ ñạo tỷ lệ với lập phương của bán trục lớn của quỹ ñạo của nó [Kepler - 1619].

Hằng số tỷ lệ là như nhau với mọi hành tinh quanh mặt trời


� Năm 1687, 50 năm sau ngày Kepler mất,

Newton chứng minh sự dịch chuyển của

hành tinh quanh mặt trời theo ñường e-líp

thỏa mãn các luật Kepler.

� Chuyển ñộng của vệ tinh GPS tuân theo

luật các luật chuyển ñộng của Newton:

“Gia tốc của trọng tâm của vật thể tỷ lệ với lực tácdụng lên nó”


ðăc trưng của quỹ ñạo lý tưởng và vị trí vệ tinh xác ñịnh bởi các

thành phần Keplerian


� Quỹ ñạo của vệ tinh bị xáo trộn do ảnh

hưởng của các lực bên ngoài (Ví dụ: lực

hấp dẫn của mặt trăng, mặt trời, …)

Lực tác ñộng lên vệ tinh GPS và ảnh hưởng tới gia tốc

� Tính toán tọa ñộ vệ tinh với số liệu trong bản tin ñịnh vị

4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN

� Vệ tinh GPS truyền tín hiệu ñiều chế trải phổ dãy trực

tiếp DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum).

� Tín hiệu ño khoảng cách là các mã giả ngẫu nhiên PRN

(pseudorandom) ñiều chế BPSK với sóng mang.

� Mã giả ngẫu nhiên là dãy nhị phân “trông” giống và có

ñặc tính phổ tương tự dãy ngẫu nhiên, nhưng thực ra lại

là xác ñịnh.

� Hai loại mã ñược phát quảng bá bởi vệ tinh GPS là:

� Mã ngắn: mã C/A (Coarse/Acquisition), chu kỳ ~1ms

� Mã dài: mã P (Precision), chu kỳ ~7 ngày, mật mã hóa với Y-

code (dành riêng cho người sử dụng PPS)


ðiều chế DSSS

4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN� Trong hệ tọa ñộ ECEF:

( , , )u u u

x y z

( , , )s s s

x y z

=r s -u

r

s

u

Véc-tơ biểu diễn vị trí của vệ tinh

Véc-tơ vị trí người sử dụng

Véc-tơ biểu diễn vị trí tương ñối

giữa vệ tinh và người sử dụng

� ðộ lớn của véc-tơ biểu diễn

khoảng cách giữa vệ tinh và người

sử dụng

r = =r s - u

4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN� Khoảng cách r ñược xác ñịnh bằng cách ño khoảng thời

gian tín hiệu lan truyền từ vệ tinh tới ăng-ten máy thu.

� Ví dụ:

� Vệ tinh phát tín hiệu với pha mã xác ñịnh tại thời ñiểm t1

� Tín hiệu ñến máy thu tại thời ñiểm t2

� Thời gian tín hiệu lan truyền ∆t = t2 – t1

� Bên trong máy thu, một phiên bản lặp lại của mã trải phổ ñược

phát tại thời ñiểm t (so với ñồng hồ máy thu).

� Phiên bản mã bên trong máy thu ñược dịch thời gian cho tới khi

ñạt ñược tương quan với tín hiệu thu ñược.

� Nếu ñồng hồ vệ tinh và ñồng hồ máy thu hoàn toàn ñồng bộ với

nhau, quá trình tương quan cho phép xác ñịnh ñược thời gian

lan truyền của tín hiệu.


� Nói chung, luôn có sai lệch (bias error) giữa ñồng hồ

máy thu và ñồng hồ hệ thống.

� ðồng hồ trên vệ tinh rất chính xác và hoạt ñộng ñộc lập,

tuy nhiên vẫn cần phải bù ñối với thời gian hệ thống.

� Bởi vậy, khoảng cách xác ñịnh từ quá trình tương quan,

trong ñó khoảng thời gian ñược xác ñịnh từ khác biệt

giữa 2 ñồng hồ không ñồng bộ, ñược gọi là giả khoảng

cách ρ (pseudorange)

Ts : Thời gian hệ thống tại thời ñiểm tín hiệu rời vệ tinh

Tu : Thời gian hệ thống tại thời ñiểm tín hiệu tới máy thu

δt : Phần bù của ñồng hồ vệ tinh từ thời gian hệ thống

tu : Phần bù của ñồng hồ máy thu từ thời gian hệ thống

Ts+δt : ðồng hồ vệ tinh ñọc tại thời ñiểm tín hiệu rời vệ tinh

Tu+tu : ðồng hồ vệ tinh ñọc tại thời ñiểm tín hiệu tới máy thu

c : vận tốc ánh sáng


Có thể viết lại phương trình

như sau :=r s -u


� Phần bù của ñồng hồ vệ tinh từ thời gian hệ thống (δt) bao gồm sai lệch và trượt.

� Hệ thống trạm giám sát ở mặt ñất sẽ tính toán sửa lỗi cho δt và truyền trở lại tới người sử dụng trong các bản tin ñịnh vị.

� Bởi vậy có thể bỏ qua δt và phương trình ñược viết lại như sau:


� ðể xác ñịnh ñược vị trí người sử dụng (xu, yu, zu)

và phần bù tu, cần phải ño

các giả khoảng cách tới 4

vệ tinh:

trong ñó j = 1, …, 4 tương

ứng với các vệ tinh.

� Có thể viết thành hệ 4

phương trình với 4 ẩn số xu,

yu, zu và tu như sau:

trong ñó xj, yj, zj là vị trí của vệtinh thứ j

4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN� Giải hệ phương trình phi tuyến bằng phương pháp lặp

và tuyến tính hóa.

� Giả khoảng cách giữa một vệ tinh và máy thu ñược biểu

diễn như sau:

� Gọi vị trí xấp xỉ là và lỗi thời gian

� Giả khoảng cách ñược tính xấp xỉ như sau:


� 4 ẩn số xu, yu, zu và tu ñược tính từ vị trí xấp xỉ và gia số:

Và có thể coi


� Khai triển Taylor với


� Chuỗi sẽ kết thúc sau vi phân từng phần bậc nhất ñể loại bỏ các thành phần phi tuyến. Các vi phân từng phần như sau:

trong ñó:


� Thay vào phương trình tính giả khoảng cách ta ñược:

� Như vậy ta ñã làm xong tuyến tính hóa phương trình

trên với 4 ẩn số và

� ðể thuận tiện cho việc tính toán, ta sắp xếp lại phương

trình trên với các ñại lượng ñã biết ở vế trái, ẩn số ở vế

phải:


� ðể ñơn giản, ta ñặt: � Vậy phương trình có thểviết lại như sau:

� Hệ phương trình tuyến tính

� Với vệ tinh thứ j� Giải hệ phương trình ñể xác

ñịnh4 ẩn sốvà

4. Xác ñịnh vị trí sử dụng mã PRN� Viết hệ phương trình dưới dạng ma trận như sau:

� ðặt

� Ta có phương trình

� Giải phương trình ñược kết quả:


� Mỗi khi các ẩn số ñược tính, tọa ñộ máy thu lại ñược

cập nhật

� Phép tuyến tính hóa tiếp diễn tới khi tiến gần

tới ñiểm tuyến tính và ñạt giá trị ñủ nhỏ.


� Thực tế, việc ño khoảng cách thực giữa máy thu và vệtinh có thể bị sai lệch do các lỗi ñộc lập nhau như nhiễu,

sự thay ñổi ñường ñi của vệ tinh so với thông tin

ephemeris, nhiễu ña ñường, …

� Các lỗi này ñược qui ñổi thành lỗi trong các thành phần

của véc-tơ ∆x và ñược biểu diễn như sau:

� Trong ñó:

: véc-tơ chứa lỗi ño giả khoảng cách

: véc-tơ biểu diễn lỗi vị trí và bù ñồng hồ


� Có thể tối thiểu hóa lỗi trong bằng cách nếu thực

hiện ño tới nhiều hơn 4 vệ tinh (overdetermined

solution). Mỗi phép ño dư sẽ cho 1 kết quả với lỗi vị trí

ñộc lập.

� Sử dụng kỹ thuật tính bình phương tối thiểu (least mean

squares) ñể xử lý các phép ño dư sẽ cho kết quả tính

toán tốt hơn.

5. Tính vận tốc

� Cách 1: Ước lượng vận tốc bằng ñạo hàm xấp xỉ vị trí người sử dụng

Trong ñó

1 2

2 1

:

( ), ( ) :

( ) ( ) :

t t

t t−

u

u u

u u

ɺ Véc-tơ vận tốc 3 chiều

Vị trí nsd tại 2 thời ñiểm, sai số nhỏ

Vi sai vị trí


� Cách 2: ño vận tốc bằng cách xử lý các phép ño pha

sóng mang với việc xác ñịnh chính xác tần số Doppler

khi nhận tín hiệu từ vệ tinh.

� Tần số Doppler ñược tạo

ra từ chuyển ñộng tương

ñối giữa vệ tinh và nsd.

� Tần số thu tăng khi vệ tinh

tiến gần ñến máy thu,

giảm khi nó bay xa dần.

� Doppler bằng 0 là thời

ñiểm vệ tinh ở gần máy

thu nhất.


� Phương trình Doppler như sau:

:

:

:

:

:

T

R

f

f

c

rv

a

Tần số tín hiệu vệ tinh truyền

Tần số tín hiệu nhận

Vị trí tương ñối giữa vệ tinh và nsd

Véc-tơ ñơn vị hướng theo tầm nhìn thẳng từ nsd

tới vệ tinh

Tốc ñộ ánh sáng


:

:

:

:

r

r

=

⋅

v v - u

v

u

v a

ɺ

ɺ

Vi sai vận tốc

Véc-tơ vận tốc vệ tinh ñược tính từ dữ liệu

ephemeris trong hệ tọa ñộ ECEF

Véc-tơ biểu diễn vận tốc tương ñối hướng

theo tầm nhìn thẳng tới vệ tinh

Véc-tơ vận tốc 3 chiều trong hệ tọa ñộ ECEF

� Tại tần số GPS L1, với máy thu tĩnh ñặt trên mặt ñất, tốc

ñộ tối ña theo hướng tầm nhìn thẳng vào khoảng

800m/s, tần số Doppler cao nhất xấp xỉ 4KHz.


:

( , , ) :

( , , ) :

:

u u u

u u u

u

x y z

x y z

t

∆ ∆ ∆

=

u

uɺ ɺ ɺ ɺ

ɺ

� Tính vận tốc từ tần số Doppler:

� Giả thiết: Véc-tơ vị trí nsd

Lỗi sai lệch vị trí nsd

Cần tính vận tốc nsd theo 3 chiều

Trượt ñồng hồ nsd

� Với vệ tinh thứ j, từ công thức tính Doppler, ta có:


0

:

:

:

Tj

Tj

f

f

f∆

� Trong ñó:

Tần số ñược truyền từ vệ tinh

Tần số danh ñịnh

Bù tần số, giá trị ñược cập

nhật bởi MCS và truyền

trong bản tin ñịnh vị

:

:

:

j

Rj

u

f

f

tɺ

Giá trị tần số ño ñược từ tín

hiệu vệ tinh thứ j

Giá trị tần số ño ñược bị sai

lệch do trượt ñồng hồ

Tỷ lệ trượt ñồng hồ, ñơn vịtính seconds/second, thểhiện ñồng hộ nsd nhanh

hay chậm so với GPS time

5. Tính vận tốc� Thay vào phương trình tính tần số

Doppler và làm một vài thao tác ta ñược:

� Khai triển phép nhân ma trận, ta có:

� Trong ñó:( , , )

( , , )

( , , )

j xj yj zj

j xj yj zj

u u u

v v v

a a a

x y z

=

=

=

v

a

uɺ ɺ ɺ ɺ


� Các biến ở vế trái ñều ñược tính toán và suy ra từ các

giá trị ño ñược.

� kết quả từ giải pt ñịnh vị, xác ñịnh vị trí nsd

� xác ñịnh từ dữ liệu ephemeris

� xác ñịnh từ cập nhật hiệu chỉnh tần số (có thể thay

thế bằng )

� có thể coi là delta range của các ño ñạc của máy thu

ja

jv

Tjf

0f

jf

� Xét phương trình :

5. Tính vận tốc� ðể cho ñơn giản, ñặt

� Tỷ số xấp xỉ 1, vậy ta có:

� Ở ñây ta có 4 ẩn có thể ñược xác ñịnh

bằng cách sử dụng các phép ño tới 4 vệ tinh.

� Giải hệ pt tuyến tính theo phương pháp ma trận.

, , ,u u u ux y z t=u ɺɺ ɺ ɺ ɺ

/i Tjf f

5. Tính vận tốc� Viết dưới dạng ma trận

� Giải ra cho kết quả là vận tốc và trượt thời gian

5. Tính vận tốc� Lỗi trong ño vận tốc:

� Nhiễu và multipath có thể gây sai khi ước lượng tần

số trong các phép ño pha.

� Tính toán vận tốc phụ thuộc vào việc xác ñịnh chính

xác vị trí nsd và thông tin về ephemeris và vận tốc

của vệ tinh.

� Nếu có thể nhận tín hiệu từ nhiều hơn 4 vệ tinh và sửdụng kỹ thuật tính toán bình phương tối thiểu thì có

thể cải thiện ñộ chính xác khi tính toán 4 ẩn số.

6. Thời gian và GPS UTC (Universal Time Coordinate): là thang đo thời

gian phức hợp, bao gồm các đồng hồ nguyên tửđầu vào và thông tin về tốc độ quay của Trái đất.

TAI (International Atomic Time): là thang đo thờigian đồng nhất dựa trên chuẩn thời gian nguyên tử(được định nghĩa là đơn vị cơ sở của thời gian trongHệ thống Quốc tế về Đơn vị đo) gọi là giây nguyêntử.

Giây nguyên tử là khoảng thời gian của9.192.631.770 chu kỳ của bức xạ tương ứng với sựdịch chuyển giữa 2 mức năng lượng (hyperfine) củatrạng thái ground của nguyên tử cesium 133.

UTC (Universal Time Coordinate): là thang đo thờigian phức hợp, bao gồm các đồng hồ nguyên tửđầu vào và thông tin về tốc độ quay của Trái đất.

TAI (International Atomic Time): là thang đo thờigian đồng nhất dựa trên chuẩn thời gian nguyên tử(được định nghĩa là đơn vị cơ sở của thời gian trongHệ thống Quốc tế về Đơn vị đo) gọi là giây nguyêntử.

Giây nguyên tử là khoảng thời gian của9.192.631.770 chu kỳ của bức xạ tương ứng với sựdịch chuyển giữa 2 mức năng lượng (hyperfine) củatrạng thái ground của nguyên tử cesium 133.

6. Thời gian và GPS MIPM (Bureau International des Poids at Measures)

chịu trách nhiệm tính toán TAI. Chuẩn thời giannguyên tử TAI được tổng hợp từ hơn 50 phòng thínghiệm ở các quốc gia khác nhau. TAI còn được gọilà chuẩn thời gian “giấy” bởi nó không được giữ bởimột đồng hồ vật lý.

Một chuẩn thời gian khác sử dụng cho UTC là UT1.UT1 là chuẩn thời gian dựa trên đo đạc góc quaycủa trái đất so với mặt trời. Tuy nhiên UT1 cũngkhông là chuẩn thời gian đồng nhất do chính sựquay của trái đất là không ổn định.

MIPM (Bureau International des Poids at Measures)chịu trách nhiệm tính toán TAI. Chuẩn thời giannguyên tử TAI được tổng hợp từ hơn 50 phòng thínghiệm ở các quốc gia khác nhau. TAI còn được gọilà chuẩn thời gian “giấy” bởi nó không được giữ bởimột đồng hồ vật lý.

Một chuẩn thời gian khác sử dụng cho UTC là UT1.UT1 là chuẩn thời gian dựa trên đo đạc góc quaycủa trái đất so với mặt trời. Tuy nhiên UT1 cũngkhông là chuẩn thời gian đồng nhất do chính sựquay của trái đất là không ổn định.

6. Thời gian và GPS UT1 cũng có trượt so với thời gian nguyên tử

(khoảng vài mili-giây/ngày tương đương 1giây/năm).

UTC là chuẩn thời gian vừa tuân theo sự quay củatrái đất vừa là đồng nhất.

Khác biệt giữa UT1 và UTC không quá 0.9 giây. UTC được đồng bộ với hệ thời gian mặt trời ở mức

xấp xỉ 1 giây. Thời gian GPS (thời gian hệ thống) tuân theo chuẩn

UTC.

UT1 cũng có trượt so với thời gian nguyên tử(khoảng vài mili-giây/ngày tương đương 1giây/năm).

UTC là chuẩn thời gian vừa tuân theo sự quay củatrái đất vừa là đồng nhất.

Khác biệt giữa UT1 và UTC không quá 0.9 giây. UTC được đồng bộ với hệ thời gian mặt trời ở mức

xấp xỉ 1 giây. Thời gian GPS (thời gian hệ thống) tuân theo chuẩn

UTC.

6. Thời gian và GPS Thời gian GPS cũng là chuẩn thời gian “giấy” Thời gian GPS được tính toán dựa trên quá trình

thống kê đọc các đồng hồ nguyên tử trên vệ tinhcũng như các thành phần khác dưới mặt đất.

Thời gian GPS là chuẩn thời gian liên tục, khôngđược điều chỉnh ngắt quãng (leap seconds).

Thời gian GPS và UTC hợp với nhau vào thời điểm0h mùng 6 tháng Giêng năm 1980.

Hiện tại thời gian GPS đi trước UTC khoảng 15giây. < http://leapsecond.com/java/gpsclock.htm >

Thời gian GPS cũng là chuẩn thời gian “giấy” Thời gian GPS được tính toán dựa trên quá trình

thống kê đọc các đồng hồ nguyên tử trên vệ tinhcũng như các thành phần khác dưới mặt đất.

Thời gian GPS là chuẩn thời gian liên tục, khôngđược điều chỉnh ngắt quãng (leap seconds).

Thời gian GPS và UTC hợp với nhau vào thời điểm0h mùng 6 tháng Giêng năm 1980.

Hiện tại thời gian GPS đi trước UTC khoảng 15giây. < http://leapsecond.com/java/gpsclock.htm >

http://leapsecond.com/java/gpsclock.htm

co so dinh_vi_ve_tinh

Documents