Nghiên Ứu Định Vị Tư Thế Bằng Phương Thứ Định Vị Gnss Đa Anten.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CAO THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU ĐỊNH VỊ TƢ THẾ BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VỆ TINH GNSS ĐA ANTEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PSG.TS. NGUYỄN HỮU TRUNG

HÀ NỘI - 2017
1708329998022202ca763-b28f-482e-b9cf-042d1a72fa18
1708329998022812a7b8c-7188-43cc-b141-50e5d2f16f0e
1708329998022a2ce14eb-d2a0-48aa-aefe-e7219a22c3c1


MC LC
L .................................................................................................................................. I
LI C..........................................................................................................................................II
DANH MC CÁC T VIT TT ...................................................................................................III
MC LC HÌNH NH ........................................................................................................................IV
LU ......................................................................................................... V
 LÝ THUYT ..................................................................................................1
1.1. Tng quan v lu .................................................................................. 1
1.1.1. Tính cp thit ......................................................................................... 1
1.1.2. Các v cn gii quyt ca lu ................................................. 1
1.1.3. Gii pháp ............................................................................................... 2

1.2. Tng quan v h thng v nh v toàn cu GNSS (GPS) .................... 2
1.2.1. Gii thiu ............................................................................................... 2
1.2.2. Cu trúc h thng GPS .......................................................................... 4
1.2.3. Cu trúc tín hiu GPS ............................................................................ 7
1.2.4. Các ngun sai s trong GPS .................................................................. 11
1.2.5. Các ng dng ca h thnh v toàn cu GPS ................................ 13
 2. NGUYÊN LÝ GNSS...................................................................................................18
2.1 ................................................................. 18
2.1.1. Mã khong gi ....................................................................................... 18
2.1.2. Khong gi ca pha sóng mang ............................................................. 19
2.2nh v sai khác ............................................................................................ 19
2.2.1. ............................................................................................... 20
2.2.2. Vi c hai) ...................................................................... 21
2.2.3. Vi sai bc ba .......................................................................................... 22
2.3. c tính .................................................................................................. 23
2.3.1. Bìni thiu phi tuyn ............................................................ 23
2.3.2. B lc..................................................................................................... 25
2.4. Các mơ hình ngu nhiên ............................................................................... 26
2.4.1.  ............................................................................................. 26
2.4.2. S ........................................................................................ 28


2.5. i bnh s nguyên .................................................. 29
2.5.1. Làm tròn ................................................................................................ 30
2.5.2. Khng s nguyên ............................................................................. 30
2.5.3. LAMBDA .............................................................................................. 31
NH VÀ MÔ PH GNSS ...................................................34
3.1. Nguyên lý v  ....................................................................................... 34
3.1.1. Các khung tham chiu ........................................................................... 34
3.1.2. Các mơ t vịng quay ............................................................................. 37

3.1.3. Chuyi gia các khung tham chiu ................................................ 41
3.2. Các mơ hình ch................................................................................. 43
3.2.1. Mơ hình chc cu................................................................... 43
3.2.2. Mơ hình chn ch................................................................... 44
3.2.3. Mơ hình chi hn ....................................................... 44
3.3. Q trình tin x lý ....................................................................................... 46
3.3.1. Tính tốn v trí v tinh ........................................................................... 46
3.3.2. Mơ hình ngu nhiên ............................................................................... 47
3.4. u phng......................................................................... 47
3.5.  nh .................................................................................... 48
3.6. La ch và v -ten ........................................................ 48
3.7. S dng các liên k ................................................................. 48
3.7.1. Gii pháp du ph hn ch .............................. 48
3.7.2. LAMBDA hn ch ............................................................ 50
3.7.3. Xác nhn bnh s nguyên ................................................................ 53
3.8. Mô ph GNSS ................................................................................ 55
3.8.1.  thu GNSS ................................................. 55
3.8.2. Kt qu mô ph GNSS da vào pha sóng mang ..................... 56
KT LUNG PHÁT TRI TÀI .......................................................................65
TÀI LIU THAM KHO....................................................................................................................66
PH LC .................................................................................................................................................68


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Cao Thị Trang

Hc viên lp cao hc K thut Vin thông 2015B -  i hc Bách
Khoa Hà Ni.
      tài “Nghiên cứu định vị tư thế bằng phương
thức định vị vệ tinh GNSS đa anten” là do tơi t tìm hiu, nghiên cu và thc hin

i d ng dn ca thy giáo PGS.TS. Nguyn Hu Trung. Mi trích dn và tài
liu tham kho mà tôi s dng mà tôi s du có ghi rõ ngun gc.
Tơi xin hồn tồn chu trách nhim v l
Hà Ni, tháng 09 7
Hc viên thc hin

Cao Thị Trang

I


LỜI CẢM ƠN
c tiên, tơi xin bày t lịng bii PGS.TS. Nguyn Hn
ng dn, truyt nhng kin thc và kinh nghim q báu giúp tơi hồn
thành Bn lu
Tơi xin gi li c  i tp th các thy, cô giáo trong Vin
n t - Vii hc Bách Khoa Hà No ra mng
t tôi hc tp và nghiên cy cô trong Vi
ti hn khóa hc này, tu kin thun li cho các hc
viên trong sut quá trình hc tp và thc hi tài.
Cui cùng, tơi xin bày t lịng bii tồn th n bè và
ng nghi ng viên tôi trong sut thi gian qua.
   gng ht s   i gian và kin thc còn hn ch nên
lui sai sót, tơi rt mong s b sung, góp ý ca các thy cô.
Hc viên
Cao Thị Trang

II

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DCM

Direction Cosine Matrix

DLL

Delay Lock Loop

ECEF

Earth Centre Earth Fixed

EKF

Extended Kalman Filter

GLONASS



GNSS

Global Navigation Satelite System

GPS

Global Positioning System

ICD

Interface Control Document

IMU

Inertial Measurement Unit

INS

Inertial Navigation System

LLI

Loss of Lock Indicator

MEO

Medium Earth Orbit

PLL

Phase Lock Loop

PPM

Proportional Pulse Modulation

QEP

Quadratic Eigenvalue Problem

RINEX

Receiver Independent Exchange

RMS

Root Mean Square

SNR

Signal to Noise Ratio

UAV

Unmanned Aerial Vehicle

III


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: H thng v t .................................................................................3
 liên quan gia ba phn ca GPS .............................................................................4
Hình 1.3: Qu o v tinh GPS ............................................................................................................5
Hình 1.4: V trí các tru khin và giám sát ca h thng GPS.......................................7
Hình 1.5: Cu trúc tín hiu v tinh GPS .............................................................................................8
Hình 1.6: Cu trúc d liu v tinh GPS ..............................................................................................8
Hình 1.8: Các ngung khác nhau gây ra sai s  ly ...............................11
-ten ..............................................................19
Hình 2.2: Quan sát hình hc .................................................................................................................29

 thut tốn LAMBDA ...............................................................................................31
Hình 3.1: Khung thân .............................................................................................................................35
Hình 3.2: Trc khung cm bin, trc khung thân .............................................................................35
Hình 3.3: Khung cp cc b .................................................................................................................36
m và m r ................................................................................53
 thu GNSS .......................................................................... 55
 giao din mô ph GNSS .......................................................................56
Hình 3.7: Giao din làm vic ................................................................................................................57
c và phân tích tp RINEX ..............................................................................................58
Hình 3.9; Bng thơng báo tng qt ...................................................................................................59
Hình 3.10: Làm mn pha sóng mang ..................................................................................................59
nh v -ten ch ............................................................................................ 59
Hình 3.12: Quá trình x lý sai khác .....................................................................................................60
c tính ngun li c gia các c-ten .........................................61
 bng phép bìni thiu ........................................62
Hình 3.15: Ba tham s v  nh da trên ................................................................62

IV


LỜI MỞ ĐẦU
Trong nhng n gn ây thông tin v tinh trên th gii  có nhng bc
tin vt bc áp ng nhu cu i sng,  con ngi nhanh chóng tip cn vi
các tin b khoa hc k thut. Ngày nay, khoa hc - công ngh phát trin mnh m
 hàng lot các công ngh mc nghiên cu, phát trin và trin
 i nhng giá tr vô cùng to ln i.
H thng v tinh nh v toàn cu GNSS/GPS (Global Navigation Satellite
System) t  tr i trong vinh v 
dng các loi b , quan trc và phc v nhiu m     
nhng yêu cu ngày càng cao ci s dng trong vic nâng cao tính chính xác

ca các dch v  y nhiu cơng ngh m nh v  bng
  nh v v    -ten, nh v s dng h thng GNSS
ng tn snh v s dng b thu GPS và mems IMU 
Chính vì vy hc viên la ch  tài “Nghiên cứu định vị tư thế bằng
phương thức định vị vệ tinh GNSS đa anten”.  , hc viên xin trình bày
nhng v n cnh v  -tenc, thut
nh v , xây dng trên phn mm
Matlab.
Ni dung lu
 lý thuyt.

nh và mơ ph GNSS.
 có th hồn thành lu         hy giáo
PGS.TS. Nguyn Hu Trung cùng các thy, cô ti hc Bách Khoa Hà
N      em trong sut quá trình thc hin lu   
gng ht si gian và kin thc cịn hn ch nên lu
khi sai sót, em rt mong s b sung, góp ý ca các thy cô!
Em xin chân thành c
Hà N

V


CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về luận văn
1.1.1. Tính cấp thiết
Hin nay các h thnh v s dng v c ng dng
trong nhinh v v trí chính xác cng, s dng trong hàng
, giao thông thông minh, giám sát t, cnh báo sóng thn,h
có s phát trin ca công ngh thông tin cùng vi nh c tin mnh m ca

ngành vi    t nhi   thng
nh v toàn cu GPS. Cùng vi thi gian cơng ngh GPS ngày càng phát trin hồn
thin theo ching chính xác, hiu qu và thun tin.
Vi mu mt nhánh phát trin ca cơng ngh 
vnh v v trí ca m xuc phép nghiên c
tài “Nghiên cứu định vị tư thế bằng phương thức định vị vệ tinh GNSS đa
anten”. Ngày nay, không ch riêng  c phát tri
phát trin vic s dng mt h thnh v là rt quan trng c v quân s, dân s
và trong tt c c khác ca mt quc gia.
Vì vy vn  cp thit t ra là xây dng mt h thng giám sát và nh v
 ca  có th theo dõi khi cn thit.
1.1.2. Các vấn đề cần giải quyết của luận văn
Vi mt k mnh v  bnh v
v -ten trong vinh v v trí cng bt k thì các v
cn gii quyt ca lum:
-

Xây dng, thit k giao dinh v  trên phn mm Matlab

-

Gii quyt các ngun li gây ra

-

Phát hin s dch chuyn là cn thit nu không gii quyc các bt
nh trong mt  c
t l thành cơng cao trong khi c gng tìm kim các tham s b nh
chính xác.

-

Chi mà ngn thì các li góc s 
1


-

Gii quyt các bnh s nguyên là mt v khá phc tp

1.1.3. Giải pháp
 gii quyt các v t ra ca luc la chn là:
-

Tìm hiu v GPS và các ng dng GPS.

-

Tìm hiu v lp trình giao din GUI trên công c   xây dng
giao din mô ph  GNSS.

-

S dng các phép vi sa gii quyt v v ngun li trong h thng

-

 nh v   mt cách chính xác cn gii quyt các b nh s
nguyên bng thut toán LAMBDA.

1.2. Tổng quan về hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GNSS (GPS)
1.2.1. Giới thiệu
GPS (Global Positioning System) - h thng nh v toàn cu, là h thng xác
nh v trí da trên v trí ca các v tinh nhân to. Trong cùng mt thi m,  mt
v trí trên mt t nu xác nh c khong cách n ba v tinh (ti thiu) thì s
tính c to  ca v trí 
GPS c thit k và qun lý bi B Quc phòng Hoa K,  chính ph
Hoa K cho phép mi i s dng nó min phí, bt k quc tch nào t 
1980, GPS hot ng trong mi u kin thi tit, mi  trên Trái t, 24 gi
mt ngày.
GPS là h dn ng da trên mt mng i 24 v tinh c t trên qu
o không gian, hot ng da trên các trm phát tín hiu vơ tuyn n. c bit
nhiu nht là các h thng có tên gi LORAN (LOng RAnge Navigation) hot ng
 di tn 90-100 KHz ch yu dùng cho hàng hi, hay TACAN (Tactical Air
Navigation) dùng cho quân i M và bin th vi  chính xác thp VOR/DME
(Very High Frequency Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment)
dùng cho hàng không dân dng.
Gn  ng thi vi lúc M phát trin GPS, Liên Xô  phát trin mt
h thng  t vi tên gi GLONASS. Hin nay Liên minh châu Âu  phát

2


trin h dn ng v tinh ca mình mang tên Galileo, Trung Quc thì phát trin h
thng nh v tồn cu ca mình mang tên Bc u bao gm 35 v tinh.
Các v tinh GPS bay vòng quanh Trái t hai ln trong mt ngày theo mt
qu o rt chính xác và phát tín hiu có thơng tin xung Trái t. Các máy thu
GPS nhn thông tin này và bng phép tính ng giác tính c chính xác v trí ca
i dùng. V bn cht máy thu GPS so sánh thi gian tín hiu c phát  t v
tinh vi thi gian nhn c chúng. Sai lch v thi gian cho bit máy thu GPS 

cách v tinh bao xa. Ri vi nhiu quãng cách  c ti nhiu v tinh máy thu có
th tính c v trí ca i dùng và hin th lên bn  n t ca máy.
Máy thu GPS phi khố c vi tín hiu ca ít nht ba v tinh  tính ra v
trí hai chiu (kinh  và  ) và  theo dõi c chuyn ng. Vi bn hay nhiu
 s v tinh trong tm nhìn thì máy thu có th tính c v trí ba chiu (kinh ,
  và  cao). Mt khi v trí i dùng  tính c thì máy thu GPS có th tính
các thơng tin khác,  tc , ng chuyn ng, bám sát di chuyn, khong
hành trình, quãng cách ti m n, thi gian Mt Tri mc, ln và nhiu th khác
na.

Hình 1.1: Hệ thống vệ tinh quay quanh trái đất

3


1.2.2. Cấu trúc hệ thống GPS
H thnh v toàn cc cu thành t n: n
khơng gian, kim sốt và s dng [9]. n các v tinh trong khơng gian có
nhim v nhn các thông tin t tru khin trên mu
vô tuynh v có tn s khong 1.5 GHz. Tín hiu này cha các d linh v
c tru khin t mt truyn. n các tru khin trên mt
   quan trc các v tinh, tính tốn các thơng s qu o, thông s hiu
chng h p nht và các lu khin ti mi v
tinh. n các máy thu có chp d liu t các v  tính ra
t ca chúng da vào các thông tin mà chúng nhc t các tín hiu mà nó
quan trc trên mi v tinh.

Hình 1.2: Sơ đồ liên quan giữa ba phần của GPS
a. Phân đoạn không gian (space segment)
Mng không gian gm 27 v tinh (24 v tinh ho ng và 3 v tinh d

phòng) nm trên các qu t. Chúng cách mt 20.200 km,
bán kính qu o 26.600 km. Các v c nhóm vào 6 qu o, mi qu
o nghiêng 550 so vi mt pho nên khơng có qu c tip
qua các cc. Tuy nhiên, ti các ci mt v trí bt k u có
4


th nhìn thy rt nhiu qu o. Các v tinh chuyng nh và quay hai vòng
qu o trong khong thi gian gn 24 gi vi vn tc 7 nghìn dm mt gi
[1]. Các v tinh trên qu c b trí sao cho các máy thu GPS trên mt có
th nhìn thy ti thiu 4 v tinh vào bt k thm nào.
Các v  c cung cp bng  ng mt tri. Chúng có các
ngun pin d   duy trì ho ng khi chy khut vào vùng khơng có ánh
sáng Mt tri. Các tên la nh gn  mi qu v tinh gi  o
nh.

Hình 1.3: Quỹ đạo vệ tinh GPS
Trên mi qu o cha mt s v tinh nhnh. Ti mt thm ln có
24 v tinh hong cho mnh v và con s này có th n 27 hoc 28.
Mc tiêu ca h thng là cho phép mt v trí bt k     
nhìn thy ít nht bn v tinh ti mt th m và trong thc t, s v tinh có th
nhìn thc nhit nhiu so vi con s này, thnh thong s v tinh nhìn
thc có th lên con s là 12 v tinh.
Mi v tinh s u vơ tuyn, các tín hi
bi nhng mã nhn dng  nht. ng h nguyên t vi  chính xác rt cao
c gn trên mi v tinh s u khin vi   ng tín hiu và mã này.
Mng v tinh có nhim v thu nh các thông tin t mu khin trên
mt truyn, thc hin các x lý d liu có chn lc, duy trì thi gian chính
xác và phát thơng tin xung cho mi s dng.
5

b. Phân đoạn điều khiển (control segment)
 yu ca mu khin:
-

Quan sát chuyng ca v tinh và tính tốn d liu qu o;

-

ng h v tinh và d i ca nó;

-

ng b thi gian cng h v tinh;

-

 liu g o v tinh;

-

 lic khe v tinh, sai s ng h.

H th  c v   u khin bi B Quc phịng M (U.S
Department Defense) thơng qua 5 trm git trên mt bao gm mt trm
ch (Master Control Station)  Colorado Spring bang Colarado và bn trm giám
sát (monitor stations) và ba trm h tr (Upload station). Các tr  c
t ti các v t chính xác và hong liên tc trong sut 24 gi. Mi
các trm này hin th t ti Ascension, Diego Garcia, Kwajalein, Hawaii và

Colorado Spring [17]. Nhng trm này thc hin các ch
-

Các trm giám sát thc hin quan trc các v tinh mt cách liên tc và
cung cp d liu quan trc v cho trm ch.

-

Trm ch s tính các hiu ch ng b ng h nguyên t trên
các v t li các thông tin v qu o, kim tra tình
trng ca mi v m ch s truyc các kt qu này
ti các trm h tr.

-

Các trm h tr s dc cung cp bi trm ch  cp
nht cho tng v tinh riêng l.

6


Hình 1.4: Vị trí các trạm điểu khiển và giám sát của hệ thống GPS
c. Phân đoạn sử dụng hệ thống GPS
Mng s dng bao gm các máy thu tín hiu v tinh và phn mm x lý tính
tốn s liu, máy tính thu tín hiu GPS có th t c nh trên mt t hay gn trên
các  tin chuyn ng  ô tô, máy bay, tàu bin, tên la... tu theo mc
 ca các ng dng mà các máy thu GPS có thit k cu to khác nhau cùng vi
phn mm x lý và quy trình thao tác thu thp s liu  thc a.
1.2.3. Cấu trúc tín hiệu GPS
Mt thành phn quan trng ca h thng GPS là tín hiu phát t v tinh n

các máy thu. Tín hiu v tinh là sóng n t. Sóng n t c dùng cho mc 
 c có nhng thơng s c  c nghiên cu, th nghim m bo các yêu
cu nghiêm ngt v  chính xác, tính n nh và yêu cn k thut khác. V mt vt
lý, cu trúc tín hiu v tinh bao gm: Tn s n, sóng mang L1 và sóng mang
L2, các mã gi khong cách P, C/A, và bn lch v tinh (d lip phát tín
hiu hàng hi).
Các mã gi khong cách và d liu bn l  u ch trên các kênh
sóng man truyi s d nguyên lý sau:

7


Hình 1.5: Cấu trúc tín hiệu vệ tinh GPS

Hình 1.6: Cấu trúc dữ liệu vệ tinh GPS
a. Tần số cơ bản
Tn s  bn ca sóng truyn tín hiu v tinh ca h thng GPS là
f0  10, 23

MHz.

b. Các thơng tin điều biến
Vic s dng tín hiu mã hóa cho phép các v tinh GPS cùng hot ng mà
không b nhiu, mi v tinh phát  mt mã gi ngu nhiên riêng bit. Máy thu GPS
nhn dng c tín hiu ca tng v tinh trên nn nhiu không xác nh ca không
8


gian bao quanh trm  u  cho phép tín hiu GPS không  hi công sut ln
và máy thu GPS có th s dng anten nh  kinh t  Có 3 loi mã u bin

trên sóng ti  là: C/A. Code, P.Code và Y.Code.
-

Mã C/A (Coarse Acquisition Code)

Mã C/A Code là mã gi ngu nhiên (PRN - Pseudo Random Noise) c
phát  vi tn s 1.023 MHz ( f0 /10 ). Mã này là chui ch s 0 và 1 sp xp theo
quy lut gi ngu nhiên lp li vi tn sut 1 ms. Mi v tinh c gán mt mã C/A
riêng bit. Mã C/A ch u bin trên sóng ti L1.
-

Mã P (Precise Code)

Mã P là mã gi ngu nhiên th hai, phát  vi tn s  bn f0  10, 23 MHz.
Mã này to bi nhiu ch s 0 và 1 sp xp theo quy lut gi ngu nhiên. Tín hiu
lp li vi tn sut 267 ngày. Chu k 267 ngày chia thành 38 n 7 ngày, trong 
6 n dành riêng cho mc  vn hành. Mi mt n 7 ngày còn li c gán
mã phân bit cho tng v tinh. Mã P  s dng cho mc  ng dng  c
quân s có  chính xác cao.
-

Mã Y

Mã Y là mã bo mt ca mã P, vic gii mã Y ch thuc v i có thm
quyn, vì vy khi kích hot mã Y thì i dùng s khơng có kh  s dng c
mã P và mã C/A. Vic s dng mã Y c coi là mã bo mt ca i ch h
thng.
c. Các loại sóng tải của hệ thống GPS
Tín hiu phc v cho vic  c bng h thng GPS c u bin sóng ti
có  dài buc sóng khác nhau.  là các thông tin v thi gian và v trí ca v tinh.

Mi v tinh có mã phát trên 2 tn s ti.
-

Sóng ti có c sóng L1 = 19 cm vi tn s 154* f0 = 1575,42 MHz

-

Sóng ti có c sóng L2 = 24,4 cm vi tn s 120* f0 = 1227,60 MHz

9


d. Bản lịch vệ tinh
Thông báo dn ng do v tinh phát   tn s thp 50 Hz, thông báo này
cha d liu v trng thái ca v tinh và v trí ca chúng. Máy thu GPS gii mã
thơng báo  có c v trí và trng thái hot ng ca v tinh.
Thông báo dn ng u bin trên c hai tn s sóng ti, nó chia thành
 n: Ephemeris, Almanac, mơ hình khí quyn, các s hiu chnh ng h,
thông báo trng thái. Thông báo v tinh c s dng trong  trình lp lch 
và tính tốn x lý kt qu  Các tham s thông báo trng thái ca v tinh bao
gm: V tinh khe hay không khe, v tinh hong hay không hong.
nh v GPS bao gm các bit d lic gn thi gian, các bit
này làm du thi gian truyn ca mi khung con ti thc v tinh
truyt khung bit d liu cha 1500 bit c chia thành 5 khung con. Mt
khung d lic i 30 giây. Ba khung con 6 giây cha d liu qu
ng h. Hiu chng h v c gt khung con th
nht và các tp d liu qu o v tinh chính xác cho mi v c g
trong các khung con 2 và 3. Các      c s d    
trang khác nhau ca d liu h thng, mi khung cha 25 trang khác nhau.

Hình 1.7: Cấu trúc dữ liệu trong bản lịch vệ tinh
Ngồi các bit d liu, nhng khung con cịn li cha các bit kim tra chn l
cho phép kim tra d liu và hiu chnh các sai s u kin gii hn. Mt tp
10


gm 25 khung con to thành mnh v hoàn chnh cha 37500 bit và
t chu k 12,5 phút.
Các thông s d ling h mô t trng thái cng h v tinh và mi
quan h ca nó vi thng, mt máy thu có th thu thp d
liu bn lch mi sau mi gi s dng d lii 4 gi mà
không gây nhiu sai s.
1.2.4. Các nguồn sai số trong GPS
Nh chúng ta  bit  xác nh v trí ca mt ng, ta cn phi tính
tốn c khong cách t  n bn v tinh da vào phép  khong
thi gian truyn tín hiu sóng in t t các v tinh n ng này. Do  
chính xác ca ng h v tinh và ng h máy thu là các thông s rt quan trng
nh hng n các phép  c ly cn thit. Ngoài ra, các yu t khác nh tng
in ly, tng i l qu o v tinh,  n ca máy thu, nhiu  ng
(multipath)... cng góp phn gây ra các sai s không nh trong các phép  c
ly này.

Hình 1.8: Các nguồn tác động khác nhau gây ra sai số trong phép đo cự ly
a. Sai số do đồng hồ
ây là sai s ca ng h trên v tinh, ng h trên máy thu và s không
ng b ca chúng. ng h trên v tinh c trm u khin trên mt t theo
dõi và do ó nu phát hin có sai lch trm này s phát tín hiu ch th thơng báo s
ci chính cho máy thu GPS bit  x lý.  làm gim nh hng ca sai s ng
h ca c v tinh và máy thu, ngi ta s dng hiu các tr  gia các v tinh cng
nh gia các trm quan sát.

11


b. Sai số quỹ đạo vệ tinh
 chính xác ca v trí cn tính tốn cng ph thuc vào cách xác nh v
trí chính xác ca các v tinh (c xem là các im tham chiu). Qu o ca các
v tinh liên tc c theo dõi t nhiu trm giám sát nm xung quanh trái t và
thông tin qu o d oán c truyn n các v tinh, t  v tinh cung cp
các thông tin này cho máy thu.  chính xác tiêu biu ca vic tiên ốn qu o
này vào khong vài mét và do  cng s gây ra sai s khong vài mét khi tính
tốn v trí. Máy thu duy trì mt bng niên giám d liu qu o cho tt c các
v tinh và chúng cp nht các bng này mi gi khi có d liu mi.
c. Sai số do tầng điện ly
Khi tính tốn khong cách n v tinh, u tiên ta  khong thi gian
truyn tín hiu t v tinh n máy thu và sau  nhân khong thi gian này vi vn
tc ánh sáng. Vn    là vn tc này thay i ph thuc vào tình trng ca
tng khí quyn. Lp trên ca tng khí quyn gi là tng in ly gm các ht mang
in, gây tác ng làm chm tín hiu mã và nhanh tín hiu sóng mang.
nh hng ca tng in ly nu khơng c khc phc có th gây ra sai s
phép  ln hn 10m. Vài máy thu s dng mơ hình tốn hc  tính toán nh
hng ca tng in ly và xác nh gn ng mt  các ht mang in nên có th
gim c nh hng ca tng này khong 50% tuy nhiên sai s còn li vn áng
k.
d. Sai số do tầng đối lưu
Lp thp hn ca tng khí quyn cha ng h nc c gi là tng i
l gây tác ng làm chm c tín hiu mã ln tín hiu sóng mang. Ta không th
loi b nh hng ca tng i l bng cách s dng h thng hai tn s. Ph
pháp duy nht  loi b nh hng ca tng i l là tin hành phép  lng
h nc, nhit , áp sut ca nó và áp dng mt mơ hình tốn hc  có th
tính tốn  tr gây ra bi tng này.

12