đồ án môn học thiết bị đầu cuối đề tài máy thu gps

Đề tài : Máy thu GPS
Nhóm 3:
Vũ Xuân Chính.
Nguyễn Tất Thắng
Nguyễn Đình Phúc
Bùi Quang Huy
Lương Văn Khải
ĐỒ ÁN MÔN : THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI
Lời mở đầu:
Trên thế giới khái niệm GPS đã tồn tại khá lâu và đã
áp dụng rất rộng rãi không chỉ trong quân sự mà trong rất
nhiều mặt của đời sống. Vì thế nghiên cứu và ứng dụng công
nghệ này vào điều kiện cụ thể ở Việt Nam là điều hoàn toàn
thiết thực.
GPS không còn xa lạ tại Việt Nam. Đặc biệt với cở vật chất cũ
ng như sự phát triển chóng mặt của mạng viễn thông với cột
mốc phóng vệ tinh vinashat 1 thì những đòi hỏi của GPS càng
ngày càng trở nên đơn giản.
Click icon to add picture
I.
Định nghĩa về máy thu GPS.
1. Khái niệm GPS
Máy thu GPS là một thiết bị như một máy tính nhỏ gọn có màn hình gắn liền và
anten nhận tín hiệu GPS. Thiết bị này thường chỉ là thiết bị có thông tin một chiều.
Nhờ anten của máy GPS nhận tín hiệu từ vệ tinh hệ điều hành của máy sẽ thể hiện
vị trí trên bản đồ được gài sẵn trong thiết bị.

2. Phân loại
•
GPS- Navigation là thiết bị dung trong hệ thống giao thông rộng lớn, phức
tạp, có nhiều điểm chia cắt, cầu vượt…. GPS-Navigation là cần thiết và hoàn

toàn có thể đầu tư. Chi phí cho GPS-Navigation là giá của thiết bị + nâng cấp
bản đồ.
•
GPS – Theo dõi và Điều hành: Là thiết bị định vị khác với thiết bị GPS –
Navigation. Đây là thiết bị có giao lưu thông tin hai chiều, chính vì thế sẽ phức
tạp hơn nhiều và khả năng ứng dụng của các thiết bị này rộng lớn hơn.
II. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.
1.
Cấu tạo của máy thu GPS.
.
Gồm nhiều modul: - Modul GPS thu nhận tín hiệu từ các vệ tinh.
- Modul GSM sử dụng sim điện thoại của các nhà mạng viễn thông.
.
Hệ điều hành của thiết bị :

Phần nằm trong thiết bị GPS – theo dõi và điều hành có nhiệm vụ thu nhận và truyền dữ liệu liên tục vào internet

Phần nằm trong máy chủ nơi tất cả các dữ liệu được truyền về bảo vệ và lưu trữ.
⇒.
Đây là một hệ điều hành phức tạp,nó không chỉ phải đáp ứng tính thân thiện với người sử dụng mà phải có tính bảo mật rất cao.
.
Các bộ phận cơ bản của máy thu GPS

Ăngten và bộ tiền khuếch đại

bộ phận tần số vô tuyến ( RF )

bộ vi xử lý

Cổng giao diện hoặc khối điều khiển và hiển thị

Bộ nhớ

Nguồn nuôi
Nh ng b ph n chính c a máy thu GPS.ữ ộ ậ ủ
•
Ăng ten và b ti n khu ch đ iộ ề ế ạ
Ph n nh n t n s vô ầ ậ ầ ố
tuy n RF.ế
B vi x lýộ ử
C ng giao di n ho c kh i đi u ổ ệ ặ ố ề
khi n v i hi n thể ớ ể ị
B nhộ ớ
Ngu n nuôiồ
2. Nguyên lý làm việc

Ăngten và bộ tiền khuếch đại: các ăngten dung cho máy thu GPS thuộc loại
chừm súng rộng, vì vậy không phải cần hướng tới nguồn tín hiệu giống như các
đĩa ăngten vệ tinh. Các awngten này tương đối chắc chắn và có thể đặt trên ba
chân hoặc lắp trên các phưng tiệược n giao thông vị trí thực sự được xác định
là trung tâm Phase của ăngten sau đó được truyền lên mốc trắc địa

Nhận tần số vô tuyến (RF): bao gồm cácvi mạch điện tử xử lí tín hiệu và kết
hợp số hóa và giải tích. Mỗi kiểu máy thu khác nhau dung những kĩ thuật xử lí
tín hiệu khác nhau đồi chút, các phương pháp này là:
-
Tương quan mã
-
Phase và tần số mã.
-

Cầu phương tín hiệu sóng mang.

Bộ vi xử lí: cho phép người điều hành can thiệp vào bộ vi xử lý. Kích cỡ và
kiểu dáng của bộ vi xử lý ở các loại máy thu khác nhau cũng khác nhau.

B nh : Ng  i ta dùng máy ghi b ng t ho c các   a m m   ghi
các tr s quan tr c và nh ng thông tin h u ích khác    c tách ra t nh ng tín
hi u thu    c.

Ngu n nuôi : Ph n l n các máy thu   u dùng ngu n  i
n m t chi u  i n áp th p,
ch có m t vài máy  òi h i ph i có ngu n  i n xoay chi u.
III. Ứng dụng của máy thu GPS.
(?) Máy thu GPS có thể đo được những gì???
•
Các máy thu GPS cung cấp các trị đo là khoảng cách từ máy thu đến vệ
tinh. Tuy nhiên các trị đo này gồm:
-
Giả cự ly (pseudo-range): là trị đo dựa trên nguyên tắc đo xung với
xung là mã P hay mã C/A.
-
Trị đo pha: bước sóng của các sóng mang rất ngắn – xấp xỉ 19cm cho
L1 và 24 cm cho L2.
=> Như vậy một máy thu một tần sẽ thu được 3 trị đo là C1, P1 và L1.
Trong khi máy thu hai tần sẽ cung cấp đến 7 loại trị đo: C1, P1, L1, P2, D1,
D2 và L2
•
Các trị đo trên không chỉ chứa sai số đo của máy thu vì khi tín hiệu đi từ
vệ tinh đến máy thu nó bị ảnh hưởng nặng nề do đồng hồ của vệ tinh và máy
thu bị sai, tín hiệu bị trễ ở tầng điện ly, đường lan truyền của tín hiệu trong

khí quyển bị bẻ cong do chiết suất của không khí không đều, …
•
Ảnh hưởng tổng hợp của những nguồn sai số này có thể làm cho các trị đo
sai đến hàng trăm km. Vì vậy để đòi hỏi độ chính xác định cỡ vài chục mét,
những nguồn sai số phải được khắc phục và loại trừ trong xử lý.
Một số nguồn sai số ảnh hưởng tới độ chinh xác GPS.
IV. Các kiểu định vị của GPS.
1. Định vị tuyệt đối:
gọi là định vị điểm đơn. Trong kiểu này trị đo được dung là giả cự ly

•
Kĩ thuật định vị tuyệt đối.
Giả sử toạ độ vệ tinh đã biết ( ), vécto từ máy thu đến vệ tinh đo được, thì toạ độ của máy thu ( ) có thể xác định được. Tuy nhiên trong thực tế chúng ta
không đo được mà chỉ đo được khoảng cách r. Do đó cần ít nhất 3 vệ tinh khác nhau mới giải ra được toạ độ máy thu. Ngoài ra do đồng hồ của máy thu luôn
có sai số nên phát sinh thêm một ẩn số nữa và do vậy cần có từ 4 vệ tinh trở lên.
•
Trị đo giả cự ly chứa nhiều sai số dẫn đến toạ độ của máy thu có thể sai từ vài mét đến vài chục mét
2. Định vị tương đối.

Hầu hết các nguồn sai số trong trị đo khoảng cách có thể được khủ hoặc giảm đi đáng kể trong trị đo hiệu giữa hai máy thu và/ hoặc hai vệ
tinh. Tuy nhiên để làm điều đó cần phải có ít nhất hai máy thu đồng thời quan trắc một số lượng vệ tinh chung. Kết quả xử lý cho ta hiệu tọa độ
giữa hai điểm đặt máy thu (còn gọi là baseline vector).
•
Kĩ thuật định vị tương đối.
3. Định vị động.
Là trường hợp máy thu không đứng yên mà chuyển động liên tục.
- Có độ chinh xác kém hơn động vị tĩnh( trường hợp máy thu đứng yên) nhưng có rất nhiều ứng dụng trong
thực tế.
4. Định chính xác định vị GPS.
Độ chính xác định vị GPS theo trên phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Tuy nhiên nếu chỉ dựa vào kiểu định vị và loại trị đo dùng trong xử lý, ta có thể tóm tắt

trong bảng sau :
Thank for listening
THE END