Hệ thống giám sát hành trình phương tiện sử dụng công nghệ định vị GPS và công nghệ truyền dẫ GPRS

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





ĐỖ BÁ DÂN




HỆ THỐNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH PHƢƠNG TIỆN
SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ GPS VÀ CÔNG NGHỆ
TRUYỀN DẪN GPRS







LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà nội – 2013
Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ





ĐỖ BÁ DÂN




HỆ THỐNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH PHƢƠNG TIỆN
SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ GPS VÀ CÔNG NGHỆ
TRUYỀN DẪN GPRS


Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
Mã số: 60 48 10


LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ QUANG MINH




Hà nội - 2013
Trang 2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6
DANH MỤC CÁC BẢNG 7
LỜI MỞ ĐẦU 8
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 9
1.1 Lịch sử phát triển thiết bị giám sát 9
1.2 Các loại thiết bị giám sát 9
1.3 Quản lý Thiết bị giám sát và Thẻ truy cập 12
1.4 Quản lý dữ liệu 13
CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 15
2.1 Giới thiệu chung về GPS 15
2.2 Giới thiệu chung về GPRS 23
2.3 Giới thiệu chung về lập trình socket 26
2.4 Giới thiệu chung về Map API 28
CHƢƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH 30
3.1 Tổng quan về hệ thống 30
3.1.1 Mục đích của hệ thống 30

3.1.2 Sơ đồ tổng quan của hệ thống 30
3.1.3 Nguyên lý hoạt động 30
3.1.4 Phạm vi 31
3.1.5 Tính bảo mật 31
3.1.6 Thiết bị giám sát hành trình 32
Trang 3
3.1.7 Hệ thống phần mềm 33
3.1.8 Các bảng dữ liệu trong CSDL 33
3.1.9 Lựa chọn công nghệ 35
3.2 Các sơ đồ thiết kế phần cứng 36
3.2.1 Sơ đồ khối nguồn 37
3.2.2 Sơ đồ khối vi xử lý STM32F107 41
3.2.3 Sơ đồ giao tiếp với camera 41
3.2.4 Sơ đồ giao tiếp với thẻ nhớ, eeprom 42
3.2.5 Sơ đồ giao tiếp SIM900 43
3.2.6 Sơ đồ giao tiếp Module GPS UB93 44
3.2.7 Chân điều khiển, thu thập trạng thái ON/OFF 44
3.2.8 Sơ đồ khối giao tiếp với Mic/Speaker 45
3.2.9 Sơ đồ tổng thể thiết kế mạch in 45
3.3 Lập trình firmware 46
3.3.1 Công cụ biên dịch và nạp firmware 46
3.3.2 Điều khiển nguồn cung cấp cho các module của thiết bị 46
3.3.3 Lập trình giao tiếp với camera 46
3.3.4 Lập trình giao tiếp với máy in nhiệt cầm tay E23 Thermal 47
3.3.5 Lập trình giao tiếp với thẻ nhớ 48
3.3.6 Lập trình giao tiếp với bộ nhớ Eeprom 49
3.3.7 Lập trình giao tiếp với module GSM SIM900 truyền dữ liệu thông qua
GPRS 49
3.3.8 Lập trình điều khiển đèn Led hiển thị 50
3.3.9 Lập trình đóng gói dữ liệu 50

3.3.10 Lập trình điều khiển xử lý lƣu trữ và đẩy lại dữ liệu đoạn mất GPRS 51
3.4 Thiết kế phần mềm Server nhận, xử lý và lƣu trữ dữ liệu 51
3.4.1 Các chức năng chính 51
Trang 4
3.4.2 Quản lý các kết nối socket từ các thiết bị 51
3.4.3 Nhận, bóc tách và phân loại đƣợc các gói tin từ các thiết bị gửi về khác
nhau rồi lƣu vào CSDL 53
3.4.4 Ghép các gói tin hình ảnh thành bức ảnh rồi lƣu vào hệ thống file máy
tính 55
3.5 Thiết kế phần mềm giám sát hành trình phƣơng tiện trên bản đồ số 57
3.5.1 Các chức năng chính 57
3.5.2 Tích hợp bản đồ số 57
3.5.3 Cập nhật vị trí, các thông tin hiện tại của các thiết bị đang quan sát và
hiển thị trên bản đồ 58
3.5.4 Xem lại hành trình xe trong một khoảng thời gian 59
3.5.5 Xem lại hình ảnh thiết bị trong một khoảng thời gian 59
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 60
Thiết bị giám sát hành trình và truyền hình ảnh qua sóng di động 3G 61
Thiết bị truyền hình ảnh tốc độ cao đa luồng qua sóng di động 3G 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC I: THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU 64
PHỤ LỤC II: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ CƠ SỞ 84
II.1. Mô hình phân rã chức năng 84
II.2. Phân tích các trƣờng hợp sử dụng (usecase) 86

Trang 5
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Nghĩa đầy đủ
ATGT

An toàn giao thông
API
Application programming interface
BGTVT
Bộ giao thông vận tải
Client
Máy trạm
CNPM
Công nghệ phần mềm
CNTT
Công nghệ thông tin
CSDL
Cơ sở dữ liệu
ĐBVN
Đƣờng bộ Việt Nam
Firewall
Thiết bị bảo mật, bức tƣờng lửa
GPRS
General packet radio service
GPS
Global Positioning System
GSM
Global System for Mobile Communications
HQT CSDL
Hệ quản trị CSDL
HTTT
Hệ thống thông tin
IT
Công nghệ thông tin (Information Technology)
LAN

Mạng cục bộ
Server
Máy chủ
TNGT
Tai nạn giao thông
TNGTĐB
Tai nạn giao thông đƣờng bộ
VXL
Vi xử lý
WAN
Mạng diện rộng



Trang 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hiệu bảng
Tên bảng
Trang
Hình 1.1
Thiết bị giám sát cơ khí
11
Hình 1.2
Thiết bị giám sát điện tử
12
Hình 1.3
Mặt trƣớc Thẻ cấp cho lái xe
14
Hình 1.4
Mặt sau Thẻ cấp cho doanh nghiệp vận tải

14
Hình 1.5
Mặt sau Thẻ cấp cho cơ sở sửa chữa thiết bị
14
Hình 1.6
Mặt sau Thẻ cấp cho kiểm soát viên
14
Hình 2.1
Số TS sử dụng trong GPRS
26
Hình 2.2
Mô hình Socket
27
Hình 2.3
Cổng trong Socket
28
Hình 2.4
Bộ giao thức TCP/IP
28
Hình 2.5
Tóm tắt kiểu hiển thị, chi phí khi triển khai các Map
API
29
Hình 3.1
Sơ đồ tổng quan của hệ thống
31
Hình 3.2
Sơ đồ kết nối hệ thống phần cứng
37
Hình 3.3

Sơ đồ nguyên lý bộ tạo nguồn 5.5V
37
Hình 3.4
Sơ đồ nguyên lý tạo nguồn 5V
38
Hình 3.5
Sơ đồ nguyên lý mạch đóng mở nguồn dùng IRF5316
39
Hình 3.6
Sơ đồ nguyên lý tạo nguồn 3v3
30
Hình 3.7
Sơ đồ nguyên lý mạch lấy mẫu nguồn DC và Pin dự
phòng
40
Hình 3.8
Sơ đồ nguyên mạch đệm tín hiệu điều khiển
41
Hình 3.9
Sơ đồ nguyên lý kết nối các chân chip STM32F107
41
Hình 3.10
Sơ đồ nguyên lý kết nối chân Camera Serial
41
Hình 3.11
Thứ tự chân trên 2 đầu connector của camera
43
Hình 3.12
Sơ đồ nguyên lý kết nối chân thẻ nhớ và simcard
43

Hình 3.13
Sơ đồ nguyên lý chi tiết thẻ nhớ và simholder
44
Hình 3.14
Sơ đồ nguyên lý kết nối SIM900
44
Hình 3.15
Sơ đồ nguyên lý Module GPS UB93
45
Hình 3.16
Sơ đồ nguyên lý khối Mic/Speaker
46
Hình 3.17
Sơ đồ mạch in
46
Hình 3.18
Xem hình ảnh hiện tại của phƣơng tiện
59
Hình 3.19
Vẽ lại hành trình trong một khoảng thời gian từ điểm A
tới điểm B
60


Trang 7
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng
Tên bảng
Trang
Bảng 2.1

Niên biểu lịch sử phát triển GPS
17
Bảng 2.2
Số timeslot sử dụng trong các kiểu GPRS
23
Bảng 2.3
So sánh sự khác biệt giữa giao tiếp có nối kết và không
nối kết
23
Bảng 3.1
Yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn đáp ứng của thiết bị
giám sát hành trình
33
Bảng 3.2
Yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn đáp ứng của phần mềm
34
Bảng 3.3
Bảng danh sách các bảng dữ liệu trong CSDL
34
Bảng 3.4
Lựa chọn phần cứng
36
Bảng 3.5
Cấu trúc của một gói tin
51
Bảng 3.6
Các kiểu gói dữ liệu
52
Bảng 3.7
Mô tả cách xử lý gói tin nhận đƣợc từ thiết bị gửi về

55





Trang 8
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, công nghệ phát triển nhanh chóng, công nghệ thông
tin đã đƣợc áp dụng vào mọi ngành nghề, lĩnh vực trong xã hội. Đặc biệt trong lĩnh
vực giao thông lại càng cần thiết phải ứng dụng công nghệ thông tin, tình trạng tai nạn
giao thông đang hàng ngày cƣớp đi sinh mạng của rất nhiều con ngƣời.
TNGT là vấn đề xã hội bức xúc gây thiệt hại to lớn về ngƣời và tài sản . Hàng
năm TNGTĐB làm chết trên 10.000 ngƣời và bị thƣơng khoảng 10.000 ngƣời. Riêng
năm 2010, theo báo cáo tham luận của Tổng cục ĐBVN tại Hội nghị quốc tế báo cáo
chiến lƣợc đảm bảo trật tự ATGT đƣờng bộ quốc gia đến năm 2020 và tầm nhìn đến
năm 2030 thì cả nƣớc đã xảy ra 13.713 vụ TNGT đƣờng bộ, làm chết 11.060 ngƣời, bị
thƣơng 10.306 ngƣời
Theo ông Khuất Việt Hùng, Quyền Vụ trƣởng Vận tải, Bộ Giao thông Vận tải,
hiện nay 80% số vụ tai nạn giao thông có nguyên nhân từ những hành vi nhƣ: chạy xe
quá tốc độ, lái xe trong tình trạng sức khỏe không đảm bảo nhƣ mệt mỏi, buồn ngủ, có
sử dụng chất kích thích. Chính vì vậy mà BGTVT đã quy định rõ tại điều 12 nghị định
số 91/2009/NĐ-CP ngày 21 tháng 10 năm 2009 về kinh doanh và điều kiện kinh doanh
vận tải bằng xe ô tô là bắt buộc phải lắp đặt thiết bị giám sát hành trình để kiểm soát
tốc độ, hành trình của xe giúp giảm thiểu tan nạn giao thông
(1)
. Từ ngày 01/07/2013,
xe buýt, xe khách, xe hợp đồng và xe container không có thiết bị giám sát hành trình
thì chủ xe sẽ bị phạt từ 2 đến 3 triệu đồng. Doanh nghiệp có 20% số phƣơng tiện chạy
quá tốc độ sẽ bị tƣớc giấy phép kinh doanh.

1

Theo BGTVT tới nay đã có 53 doanh nghiệp đƣợc cấp phép sản xuất là lắp đặt
thiết bị giám sát hành trình. Nhƣng trên thực tế thanh tra kiểm tra vừa qua bộ giao
thông đã tƣớc giấy phép kinh doanh của nhiều đơn vị do thiết bị vận hành không lƣu
đƣợc dữ liệu, không chiết xuất đƣợc dữ liệu cần thiết từ thiết bị, thiết bị hay bị mất kết
nối,…
Chính vì những hạn chế này, tôi mong muốn nghiên cứu đƣợc một thiết bị giám
sát có chất lƣợng tốt để góp phần giám sát các phƣơng tiện tham gia giao thông để
giảm thiểu tai nạn giao thông.
Luận văn này tôi sẽ nghiên cứu trình bày theo hƣớng tìm giải pháp để xây dựng
một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm thiết bị giám sát hành trình, phần mềm xử lý tại
trung tâm và phần mềm giám sát trên bản đồ Google.


1
Nguồn: vnexpress.
Trang 9
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Lịch sử phát triển thiết bị giám sát
Từ ý tƣởng của Max Maria von Weber thiết bị giám sát đầu tiên đã đƣợc lắp và
sử dụng trên phƣơng tiện giao thông đƣờng sắt vào năm 1835. Năm 1902, một kỹ sƣ
ngƣời Đức là Otto Schulze đã đăng ký bằng sáng chế cho loại thiết bị ghi tốc độ dựa
trên hiệu ứng của dòng điện Phu-cô. Thiết bị này đƣợc sử dụng trên các xe của hãng ô
tô E. Seignol ở Frankfurt/Main năm 1908. Sự phát triển có tính đột phá phải kể tới loại
thiết bị của hãng Kienzle do kỹ sƣ Paul Riegger thiết kế vào thập niên 20 của thế kỷ
trƣớc. Đây chính là thiết bị khởi tổ của loại thiết bị theo dõi hành trình có kết cấu nhƣ
một chiếc đồng hồ “Autorex –Uhr” đƣợc lắp trên các xe ô tô sau này. Thiết bị Kienzle
cho phép ghi lại hành trình vận hành xe dƣới dạng đồ thị Quãng đƣờng - Thời gian.
Ở Đức, việc bắt buộc các xe kinh doanh vận tải có khối lƣợng toàn bộ trên 7,5

tấn phải trang bị “Thiết bị giám sát” đã đƣợc quy định trong Luật An toàn Giao thông
công bố ngày 19-12-1952. Hiện nay, việc trang bị Thiết bị giám sát đã đƣợc quy định
bắt buộc cho tất cả các loại xe tải có khối lƣợng toàn bộ từ 3,5 tấn và xe khách trên 9
chỗ ngồi kinh doanh vận tải. Từ năm 1985, theo Quy định EEC 3821/85 thì việc trang
bị Thiết bị giám sát đã trở thành yêu cầu bắt buộc đối với tất cả các nƣớc thành viên
thuộc Liên hiệp châu Âu (EU). Tuy nhiên, cũng theo quy định trên, một số loại xe
dƣới đây không bắt buộc phải trang bị Thiết bị giám sát:
- Xe chở khách theo tuyến có chiều dài tuyến không lớn hơn 50 km;
- Xe có vận tốc lớn nhất không lớn hơn 40 km/h;
- Xe vận chuyển vì mục đích nhân đạo, xe cứu thƣơng, xe cứu hộ, xe cứu hỏa;
- Xe phục vụ mục đích an ninh, quốc phòng;
- Xe chạy thử phục vụ nghiên cứu, phát triển mẫu xe mới.
1.2 Các loại thiết bị giám sát
Thiết bị giám sát có 2 loại chính là thiết bị giám sát cơ khí và thiết bị giám sát
điện tử.
 Thiết bị giám sát cơ khí
Thiết bị giám sát cơ khí có kết cấu giống nhƣ một chiếc đồng hồ (Hình 1.1). Bộ
phận chính của loại thiết bị này gồm một tấm giấy hình tròn (đĩa giấy) có thể quay
theo trục đồng hồ thời gian, một đầu ghi có khả năng dịch chuyển trong phạm vi đĩa
giấy; Độ dịch chuyển của đầu ghi tùy thuộc vào tốc độ chạy xe. Khi đĩa giấy quay hết
một vòng thì tƣơng đƣơng với một khoảng thời gian là 24 giờ. Việc kiểm chuẩn và
niêm phong đối với thiết bị này đƣợc thực hiện 2 năm một lần. Ngoài ra, khi có sự
Trang 10
thay đổi về cỡ lốp hoặc tiến hành sửa chữa các bộ phận khác có liên quan tới thông số
đầu vào của thiết bị thì đều phải kiểm chuẩn lại.

Hình 1.1: Thiết bị giám sát cơ khí
Nhƣợc điểm cơ bản của loại thiết bị này dễ bị làm sai lệch các thông tin hiển thị
so với thực tế. Một số cách thức làm sai lệch kết quả ghi hay đƣợc lái xe áp dụng nhƣ:
làm cong thanh gắn đầu ghi hoặc đặt một vật mềm cản trở khả năng dịch chuyển của

đầu ghi nhằm giảm bớt tốc độ ghi trên giấy; làm sai lệch điện áp cấp cho đồng hồ để
thay đổi về thời gian; tráo đổi đĩa giấy khác Ngoài ra, việc lƣu trữ, tra cứu dữ liệu
chạy xe khi cần thiết cũng rất khó khăn và tốn nhiều thời gian.
 Thiết bị giám sát điện tử
Ngày nay, trên hầu hết các xe lƣu hành ở châu Âu đều lắp Thiết bị giám sát
điện tử (Hình 1.2). Với loại thiết bị này, về cơ bản đã loại trừ đƣợc các nhƣợc điểm
nêu ở trên của loại Thiết bị giám sát cơ khí. Ngoài ra, để chống việc làm sai lệch thông
số hiện thị bằng các thiết bị tạo xung tự chế (nhƣ với xe Taxi ở Việt Nam) ngƣời ta đã
mã hóa tín hiệu xung lấy từ hộp số.
Theo Quy định EEC 561/2006 có hiệu lực thi hành từ ngày 1-5-2006 thì tất cả
các xe thuộc đối tƣợng phải trang bị Thiết bị giám sát, khi đăng ký lƣu hành mới đều
phải lắp loại Thiết bị giám sát điện tử; Loại thiết bị này phải có khả năng lƣu trữ đƣợc
thông tin của tối thiểu 365 ngày và cho phép kết xuất dữ liệu theo yêu cầu quản lý. Các
thông tin chính đƣợc lƣu trữ trong Thiết bị giám sát gồm: Ngày sản xuất của thiết bị và
của đầu cảm biến tốc độ; Số khung/số nhận dạng (VIN) của xe ô tô; Các bộ phận an
toàn; Các sự cố đặc biệt nhƣ: quá số vòng quay, các lần làm sửa đổi số liệu; Thống kê
các lỗi trong thiết bị hoặc trong thẻ truy cập cấp cho lái xe; Nhận dạng ngƣời lái và
việc vận hành xe của ngƣời lái (thời gian lái, nghỉ, dừng ); Tốc độ chạy xe; Quãng
đƣờng chạy xe; Thông tin về cơ sở sửa chữa và các lần hiệu chỉnh thiết bị; Thông tin
về các lần bị kiểm tra, kết xuất dữ liệu. Một số yêu cầu chính về kỹ thuật đối với Thiết
bị giám sát nhƣ:
Trang 11
- Có thể chỉnh đặt đƣợc giờ theo giờ gốc quốc tế;
- Việc tự chỉnh lại thời gian chỉ cho phép tối đa là 1 phút/mỗi tuần. Trƣờng
hợp cần điều chính lớn hơn mức trên thì phải đƣa tới Cơ sở hiệu chỉnh đƣợc
Cơ quan có thẩm quyền đánh giá công nhận;
- Độ sai lệch cho phép của thiết bị khi kiểm tra trên băng thử nhƣ sau:
o Quãng đƣờng hiển thị so với quãng đƣờng thử thực tế không lớn
hơn 1% nhƣng không đƣợc vƣợt quá 1 km;
o Tốc độ hiển thị so với tốc độ thực tế không lớn hơn 3 km/h;

o Thời gian hiển thị so với thời gian thực tế không lớn hơn 2
phút/ngày nhƣng không quá 10 phút cho 7 ngày (1 tuần).
- Độ sai lệch cho phép của thiết bị sau khi đã đƣợc lắp lên xe nhƣ sau:
o Quãng đƣờng hiển thị so với quãng đƣờng thử thực tế không lớn
hơn 2% nhƣng không đƣợc vƣợt quá 1 km;
o Tốc độ hiển thị so với tốc độ thực tế không lớn hơn 4 km/h;
o Thời gian hiển thị so với thời gian thực tế không lớn hơn 2 phút /
ngày nhƣng không quá 10 phút cho 7 ngày (1 tuần).
- Độ sai lệch cho phép của thiết bị khi xe đƣa vào khai thác sử dụng nhƣ sau:
o Quãng đƣờng hiển thị so với quãng đƣờng thử thực tế không lớn
hơn 4 % nhƣng không đƣợc vƣợt quá 1 km;
o Tốc độ hiển thị so với tốc độ thực tế không lớn hơn 6 km/h;
o Thời gian hiển thị so với thời gian thực tế không lớn hơn 2 phút /
ngày nhƣng không quá 10 phút cho 7 ngày (1 tuần).

Hình 1.2: Thiết bị giám sát điện tử
Trang 12
Ngoài các yêu cầu đƣợc quy định trong các văn bản pháp quy, các thiết bị giám
sát điện tử thƣờng có thêm một số tính năng phụ trợ nhƣ: cảnh báo thời gian lái cho
phép (ví dụ không quá 4 giờ), cảnh báo tốc độ (ví dụ không quá 80 km/h), có sẵn cổng
dự phòng dùng cho việc kết nối với các thiết bị theo dõi, giám sát khác theo yêu cầu
quản lý riêng của từng doanh nghiệp vận tải
1.3 Quản lý Thiết bị giám sát và Thẻ truy cập
Do Thiết bị giám sát đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo
an toàn khi xe lƣu hành và liên quan tới nhiều tổ chức cá nhân nên ở các nƣớc thuộc
EU việc quản lý thiết bị này đƣợc thực hiện rất chặt chẽ, đồng bộ.
Tất cả các loại Thiết bị giám sát khi đƣa vào lắp trên xe đều phải đƣợc Cơ quan
đăng kiểm kiểm tra, chứng nhận, cấp mã số đăng ký kỹ thuật. Các nội dung kiểm tra
cụ thể là:
- Kiểm tra, chứng nhận cho kiểu loại Thiết bị (khi chƣa lắp lên xe) ;

- Kiểm tra sự tƣơng thích giữa xe, đầu cảm biến đo quãng đƣờng và thiết bị
khi lắp đặt lên xe;
- Kiểm tra định kỳ tình trạng kỹ thuật của Thiết bị giám sát lắp trên xe
(thƣờng đƣợc thực hiện luôn khi xe vào kiểm định an toàn kỹ thuật và bảo
vệ môi trƣờng)
Nhiều loại xe sản xuất lắp ráp mới đã đƣợc nhà sản xuất xe lắp sẵn Thiết bị
giám sát theo thiết kế đƣợc Cơ quan Đăng kiểm kiểm tra, chứng nhận để cung cấp cho
các doanh nghiệp kinh doanh vận tải.
Bên cạnh việc quản lý kỹ thuật đối với Thiết bị giám sát, Cơ quan đăng kiểm
còn có nhiệm vụ tổ chức việc cấp phát và quản lý các loại thẻ truy cập Thiết bị giám
sát. Cách quản lý thẻ có một số nét tƣơng tự nhƣ thẻ ATM đang đƣợc sử dụng rộng rãi
trong hệ thống ngân hàng ở nƣớc ta. Thẻ truy cập Thiết bị giám sát là loại thẻ nhựa
gắn chíp điện tử. Thẻ có 4 loại để cấp cho 4 đối tƣợng khác nhau liên quan trực tiếp tới
việc sử dụng, quản lý thiết bị. Mỗi đối tƣợng sử dụng thẻ chỉ đƣợc phép truy cập trong
phạm vi phân cấp nhất định nhƣ sau:
- Thẻ cấp cho ngƣời lái (Hình 1.3)
- Thẻ cấp cho cơ sở sửa chữa thiết bị (Hình 1.4)
- Thẻ cấp cho doanh nghiệp (Hình 1.5)
- Thẻ cấp cho kiểm soát viên (Hình 1.6)
Trang 13

Hình 1.3: Mặt trƣớc Thẻ cấp cho lái xe

Hình 1.4: Mặt sau Thẻ cấp cho doanh
nghiệp vận tải

Hình 1.5: Mặt sau Thẻ cấp cho cơ sở
sửa chữa thiết bị

Hình 1.6: Mặt sau Thẻ cấp cho kiểm

soát viên
1.4 Quản lý dữ liệu
Theo Quy định 3821/85 và 6561/2006 của Ủy ban kinh tế châu Âu, doanh
nghiệp có xe hoặc chịu trách nhiệm về pháp luật đối với việc khai thác sử dụng các xe
phải có trách nhiệm lƣu trữ, bảo quản các dữ liệu có trong Thiết bị giám sát và cung
cấp các dự liệu này khi có yêu cầu của cơ quan có thẩm quyền nhà nƣớc. Việc kết
xuất, lƣu trữ bảo quản dữ liệu của doanh nghiệp nhƣ sau:
- Sau mỗi khoảng thời gian không quá 28 ngày phải thực hiện việc kết xuất
đối với dữ liệu trong Thẻ cấp cho lái xe.
- Sau mỗi khoảng thời gian không quá 3 tháng phải thực hiện việc kết xuất
đối với dữ liệu có trong Thiết bị giám sát lắp đặt trên xe;
- Các dữ liệu kết xuất từ Thiết bị giám sát và Thẻ cấp cho lái xe phải đƣợc lƣu
trữ tại Doanh nghiệp trong thời hạn tối thiểu là 1 năm.
- Đối với các đĩa giấy sử dụng trên các Thiết bị giám sát cơ khí lắp đặt trƣớc
đây phải lƣu trữ trong thời hạn tối thiểu là 1 năm; Riêng đối với các đối
tƣợng lái xe chịu sự điều chỉnh bởi các quy định của Luật Lao động là 2
năm.
Trang 14
Doanh nghiệp có thể bị ra tòa nếu vi phạm một trong số các điều khoản nêu
trên; ngoài ra, cũng phải liên đới chịu trách nhiệm đối với các vi phạm của lái xe do
mình thuê, mƣớn, quản lý.
Trách nhiệm lƣu trữ dữ liệu đối với cơ sở sửa chữa hiệu chỉnh Thiết bị giám sát
cũng đƣợc quy định cụ thể. Khi thay thế, sửa chữa Thiết bị giám sát thì cơ sở sửa chữa
phải có trách nhiệm kết xuất và lƣu trữ dữ liệu có trong Thiết bị trong thời hạn tối
thiểu là 2 năm và cung cấp các dữ liệu này khi có yêu cầu của Doanh nghiệp vận tải
(chủ xe) hoặc cơ quan có thẩm quyền.
Tại Việt Nam đã có một số hệ thống triển khai nhƣ:
- Công ty TNHH phát triển công nghệ điện tử Bình An.
Địa chỉ: P314, B8, Thanh Xuân Bắc, Quận Thanh Xuân, Hà Nội.
- Công ty TNHH thƣơng mại điện tử Vĩnh Hiên (VECOM)

Địa chỉ: Số 12, đƣờng Bàu Cát, P13, Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh.
- Công ty TNHH viễn thông TIT
Địa chỉ: Số 59/27/1 Trần Phú, Quận 5, TP. Hồ Chí Minh.

Trang 15
CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG
2.1 Giới thiệu chung về GPS
 Giới thiệu
Hệ thống định vị toàn cầu GPS cung cấp các dịch vụ chính xác cho ngƣời sử
dụng ở mọi lúc mọi nơi trên phạm vi toàn cầu. Các dịch vụ đó bao gồm:
- Xác định tọa độ.
- Dẫn đƣờng.
- Cung cấp thời gian chính xác.
- Kiểm soát vận tốc.
Hiện nay có 2 hệ thống GPS phổ biến cùng tồn tại, đó là hệ thống Glonass-GPS
của Nga và hệ thống Navstar-GPS của Mỹ. Cả hai hệ thống này đều cung cấp các dịch
vụ dẫn đƣờng có độ chính xác tƣơng đƣơng nhau. Tuy nhiên, hệ thống Glonass-GPS
của Nga hiện vẫn chƣa hoàn thiện do những hạn chế về tài chính. Hiện nay, hệ thống
Navstar-GPS đƣợc sử dụng phổ biến trên thế giới. Hệ thống này do hải quân Mỹ thiết
lập từ năm 1978. Ban đầu hệ thống này chủ yếu phục vụ các nhu cầu định vị, dẫn
đƣờng trong quân sự của Mỹ. Đến năm 1980 hệ thống đã đƣợc sử dụng cho các lĩnh
vực dân sự. ở Việt Nam đã áp dụng hệ thống định vị Navstar-GPS của Mỹ trên một số
các lĩnh vực: hàng hải, địa chính, cá nhân,…
 Niên biểu lịch sử phát triển GPS
Bảng 2.1: Niên biểu lịch sử phát triển GPS
Thời gian
Sự kiện
Những năm
1920
Đã ra đời hệ thống dẫn đƣờng vô tuyến

Đầu Đại chiến
thế giới thứ 2
LORAN là hệ thống dẫn đƣờng áp dụng phƣơng pháp đo độ lệch
thời gian của tín hiệu sóng vô tuyến, do Phòng thí nghiệm Bức xạ
Đại học MIT (MIT Radiation Laboratory). LORAN cũng là hệ thống
định vị trong mọi điều kiện thời tiết thực sự đầu tiên, nhƣng hai
chiều (vĩ độ và kinh độ).
1957
Vệ tinh Sputnik của Nga đƣợc phóng lên vũ trụ. Đại học MIT cho
rằng tín hiệu vô tuyến điện của vệ tinh có thể tăng lên khi chúng tiếp
cận trái đất và giảm đi khi rời khỏ trái đất và do vậy có thể truy theo
vị trí từ mặt đất
Trang 16
1959
TRANSIT, hệ thống dẫn đƣờng dựa trên vệ tinh hoạt động đầu tiên,
do Phòng thí nghiệm vật lý ứng dụng Johns Hopkins phát triển dƣới
sự chỉ đạo của TS Richard Kirschner. Mặc dù khởi đầu Transit đƣợc
chế tạo để hỗ trợ cho đội tàu ngầm của Mỹ nhƣng những công nghệ
này đã đƣợc phát triển có ích trở thành Hệ thống định vị toàn cầu.
Vệ tinh Transit đầu tiên đƣợc phóng lên vũ trụ vào năm 1959.
1960
Hệ thống dẫn đƣờng đo hiệu thời gian ba chiều (kinh độ, vị độ và độ
cao longitude, latitude and altitude) đầu tiên do Raytheon
Corporation đề xuất theo yêu cầu của Air Force để làm hệ thống dẫn
đƣờng sẽ đƣợc sử dụng với (with a proposed ICBM) có thể đạt tới độ
lƣu động bằng chạy trên một hệ thống đƣờng ray. Hệ thống dẫn
đƣờng đƣợc trình bày là MOSAIC (Mobile System for Accurate
ICBM Control). Ý tƣởng này bị hỏng khi chƣơng trình Mobile
Minuteman bị hủy bỏ vào năm 1961
1963

Tổng công ty Aerospace Corporation thực hiện nghiên cứu về hệ
thống không gian làm cơ sở cho hệ thống dẫn đƣờng cho phƣơng
tiện chuyển động nhanh theo ba chiều không gian. Việc nghiên cứu
này trực tiếp dẫn tới khái niệm về hệ thống định vị toàn cầu. Khái
niệm liên quan đến việc đo thời gian tới của tín hiệu sóng vô tuyến
đƣợc phát đi từ vệ tinh có vị trí chính xác đã biết. Đo thời gian sẽ
cho khoảng cách tới vị trí vệ tinh đã biết và lần lƣợt có thể xác định
đƣợc vị trí của ngƣời sử dụng.
1963
Air Force bắt đầu hỗ trợ nghiên cứu của Aerospace, chỉ định nghiên
cứu này bằng Dự án Hệ thống 621B. Khoảng năm 1972, chƣơng
trình này đã biểu diễn hoạt động của một loại tín hiệu xác định
khoảng cách vệ tinh mới dựa trên tiếng ồn ngẫu nhiên giả tạo (PRN,
pseudo random noise).
1964
Timation, hệ thống vệ tinh hải quân, đƣợc phát triển dƣới sự chỉ đạo
của Roger Easton ở Phòng nghiên cứu Hải quan (Naval Research
Lab, NRL) để cải thiện đồng hồ có tính ổn định cao, khả năng truyền
thời gian, và dẫn đƣờng 2 chiều. Hoạt động của Timation theo tiêu
chuẩn thời gian chuẩn vũ trụ đã cung cấp cơ sở quan trọng cho hệ
thống định vị toàn cầu. Vệ tinh Timation đầu tiên đƣợc phóng lên vũ
trụ vào tháng 5 năm 1967.
1968
Bộ Quốc phòng Mỹ (DoD, Department of Defence, USA) thành lập
một ủy ban gọi là Ủy ban Thực hiện Vệ tinh Dẫn đƣờng (NAVSEC,
Navigation Satellite Executive Committee) để phối hợp nỗ lực của
các nhóm dẫn đƣờng vệ tinh (Transit của Hải quân, Chƣơng trình
Trang 17
Timation, và SECOR của Quân đội, hay còn gọi là Hệ thống đồng
tƣơng quan khoảng cách chuỗi (Sequential Correlation of Range

System). NAVSEC ký hợp đồng một số nghiên cứu để làm sáng tỏ
khái niệm dẫn đƣờng vệ tinh cơ bản. Những nghiên cứu này về một
số vấn đề chính xung quanh khái niệm nhƣ lựa chọn tần số sóng
mang (dải L đối lập với dải C), thiết kế cấu trúc tín hiệu, và lựa chọn
định hình quỹ đạo vệ tinh.
1969-1972
NAVSEC quản lý các thảo luận khái niệm giữa các nhóm dẫn đƣờng
vệ tinh khác nhau. APL Hải quân ủng hộ nhóm Transit mở rộng,
trong khi NRL Hải quân ủng hộ cho Timation mở rộng, còn Air
Force thì ủng hộ cho “chòm sao đồng bộ mở rộng”, tức dự án „Hệ
thống 621B‟.
Tháng 4 năm
1973
Thứ trƣởng Bộ Quốc phòng quyết định thiết lập một chƣơng trình
hợp tác ba dịch vụ để thống nhất những khái niệm khác nhau về định
vị và dẫn đƣờng thành một hệ thống Bộ quốc phòng hỗn hợp gọi là
Hệ thống vệ tinh dẫn đƣờng quốc phòng (Defense Navigation
Satellite System). Air Force đƣợc chỉ định làm ngƣời quản lý (điều
hành) chƣơng trình. Hệ thống mới đƣợc phát triển qua văn phòng
chƣơng trình kết hợp (joint program office), với sự tham gia của tất
cả quân chủng quốc phòng. Đại tá Brad Parkinson đƣợc chỉ định làm
ngƣời chỉ đạo văn phòng chƣơng trình kết hợp và đƣợc đặt trọng
trách phát triển kết hợp khái niệm ban đầu về hệ thống dẫn đƣờng
dựa trên không gian (space-based navigation system)
Tháng 8 năm
1973
Hệ thống đầu tiên đƣợc trình bày tới Hội đồng Thu nhận và Thẩm
định Hệ thống Quốc phòng (Defense System Acquisition and
Review Council, DSARC) bị từ chối thông qua. Hệ thống đƣợc trình
lên DSARC đƣợc gói gọn trong Hệ thống 621B của Air Fore và

không đại diện cho chƣơng trình kết hợp. Mặc dù có ngƣời ủng hộ ý
tƣởng của hệ thống dẫn đƣờng dựa trên vệ tinh mới nhƣng Văn
phòng Chƣơng trình Kết hợp đã đƣợc thúc đẩy khẩn trƣơng tổng
quát hóa khái niệm bao gồm xem xét và yêu cầu tất cả các binh
chủng quốc phòng.
17/12/1973
Một khái niệm mới đƣợc trình tới DSARC và đƣợc thông qua để
thực hiện và cấp kinh phí là hệ thống NAVSTAR GPS, đánh dấu
khởi đầu công nhận khái niệm (ý tƣởng) (Giai đoạn I của chƣơng
trình GPS). Khái niệm mới thực sự là một hệ thống dàn xếp (thỏa
hiệp – compromise system) do Đại tá Parkinson thƣơng lƣợng đã kết
hợp tốt nhất giữa tất cả những khái niệm và công nghệ dẫn đƣờng vệ
Trang 18
tinh có sẵn. Cấu hình hệ thống đƣợc thông qua bao gồm 24 vệ tinh
chuyển động trong những quỹ đạo nghiêng chu kỳ 12 giờ đồng hồ.
Tháng 6 năm
1974
Hãng Rockwell International đƣợc chọn làm nhà cung cấp vệ tinh
cho chƣơng trình GPS.
Ngày 14 tháng
7 năm 1974
Vệ tinh NAVSTAR đầu tiên đƣợc phóng lên vũ trụ. Vệ tinh này
đƣợc chỉ định là Vệ tinh Công nghệ Dẫn đƣờng (NTS) số 1, về cơ
bản đây là vệ tịnh Timation tân trang lại do NRL đóng. Vệ tinh thứ
hai (là vệ tinh cuối cùng) của nhóm NTS đƣợc phóng vào năm 1977.
Những vệ tinh này đƣợc sử dụng cho việc đề xuất đánh giá khái
niệm (ý tƣởng) và thực hiện những đồng hồ nguyên tử đầu tiên đã
đƣợc phóng vào trong không gian (vũ trụ).
1977
Thực hiện kiểm tra thiết bị ngƣời sử dụng ở Yuma, Arizona.

22/2/1978
Vệ tinh Block I đầu tiên đƣợc phóng. Toàn bộ 11 vệ tinh Block I
đƣợc phóng trong khoảng thời gian 1978 và 1985 trên Atlas-Centaur.
Những vệ tinh Block I do Rockwell International xây dựng đƣợc coi
là những vệ tinh mẫu phát triển đƣợc dùng để kiểm tra hệ thống. Bị
mất một vệ tinh do phóng trƣợt.
26/4/1980
Phóng vệ tinh GPS đầu tiên thực hiện những bộ cảm ứng Hệ thống
phát hiện tiếng nổ hạt nhân hoạt động tổng hợp (Integrated
Operational Nucluear Detonation Detection System (IONDS)
sensors).
1982
Bộ Quốc phòng thông qua quyết định giảm số vệ tinh của chòm vệ
tinh GPS từ 24 xuống 18 tiếp theo sau tái cấu tạo lại chƣơng trình
chính do Quyết định 1979 của Văn phòng Thƣ ký Bộ Quốc phòng
gây ra để cắt giảm kinh phí 500 triệu đô la (khoảng 30%) từ ngân
sách cho giai đoạn năm tài chính FY81-FY86.
14/7/1983
Phóng vệ tinh GPS đầu tiên thực hiện hệ thống dò tìm tiếng nổ hạt
nhân (NDS) mới hơn
16/9/1983
Theo (the Soviet downing of Korean Air flight 007), tổng thống
Reagan hứa cho GPS đƣợc sử dụng cho các máy bay dân dụng hoàn
toàn miễn phí khi hệ thống đƣa vào sử dụng. Sự kiện này đánh dấu
sự bắt đầu lan tỏa công nghệ GPS từ quân sự sang dân sự.
Tháng tƣ 19985
Hợp đồng thiết bị ngƣời sử dụng chính đầu tiên đƣợc giao cho JPO.
Hợp đồng bao gồm việc nghiên cứu, phát triển cũng nhƣ lựa chọn
sản xuất các máy thu GPS dùng cho máy bay, tàu thủy và máy thu
xách tay (gọn nhẹ).

1987
Bộ Quốc phòng chính thức yêu cầu Bộ Giao thông (Department of
Trang 19
Transport, DoT) có trách nhiệm thiết lập và cung cấp một văn phòng
đáp ứng nhu cầu ngƣời sử dụng dân sự về thông tin GPS, dữ liệu và
hỗ trợ kỹ thuật. Tháng 2 năm 1989, Coast Guard có trách nhiệm làm
đại lý hƣớng dẫn Dịch vụ GPS Dân sự (civil GPS service).
1984
Khảo sát trở thành một thị trƣờng GPS thƣơng mại đầu bảng đƣợc
nâng cánh! Để bù cho số vệ tinh giới hạn có sẵn trong quá trình phát
triển chòm vệ tinh, các nhà khảo sát đã chuyển qua số kỹ thuật nâng
cao độ chính xác bao gồm kĩ thuật GPS Vi phân (DGPS) và kỹ thuật
truy theo pha sóng mang (carrier phase tracking)
3/1988
Thƣ ký Air Force thông báo về việc mở rộng chòm GPS tới 21 vệ
tinh cộng thêm 3 vệ tinh dự phòng
14/2/1989
Vệ tinh đầu tiên của các vệ tinh Block II đã đƣợc phóng từ Cape
Canaveral AFT, Florida, trên dàn phóng Delta II (Delta II booster).
Phi thuyền con thoi (Space Shuttle) làm bệ phóng theo kế hoạch cho
các vệ tinh Block II đƣợc Rockwell Intenational đóng. Tiếp theo tai
nạn Challenger 1986, Văn phòng Chƣơng trình Kết hợp (JPO) xem
xét lại và đã sử dụng Delta II làm bệ phóng vệ tinh GPS. SA
(Selective Availabity) và AS (Anti-spoofing.
21/6/1989
Hãng Martine Marietta (sau khi mua xong General Electric Astro
Space Division vào năm 1992) đƣợc thắng hợp đồng xây dựng 20 vệ
tinh bổ sung (Block IIR). Chiếc vệ tinh Block IIR đầu tiên sẵng sàng
để phóng vào cuối năm 1996.
1990

Hãng Trimble Navigation, nhà sản xuất bán máy thu GPS hàng đầu
thế giới đƣợc thành lập năm 1978 hoàn thành loạt sản phẩm ban đầu.
25/3/1990
DoD theo Kế hoạch Dẫn đƣờng Vô tuyến Liên bang, lần đầu tiên
khởi động (kích hoạt) SA (Selective Availability) làm giảm độ chính
xác dẫn đƣờng GPS có chủ định.
8/1990
SA đƣợc tắt đi trong chiến tranh vịnh Ba tƣ (Persian Gulf War).
Những yếu tố đóng góp vào quyết định tắt SA bao gồm việc phủ
sóng ba chiều có giới hạn đƣợc chòm NAVSTAR cung cấp trong
quỹ đạo vào thời gian đó và sớ máy thu mã số chính xác (Precision
(P)-code) trong bản kiểm kê của DoD. DoD đã mua hàng nghìn máy
thu GPS dân dụng ngay sau đó không lâu đã dùng cho lực lƣợng liên
minh trong cuộc chiến tranh.
1990-1991
GPS đƣợc các lực lƣợng liên minh dùng lần đầu tiên trong điều kiện
chiến tranh trong Chiến tranh Vịnh Ba Tƣ. Sử dụng GPS cho Bão Sa
Mạc Hoạt Động (Operation Desert Storm) chúng minh là cách sử
Trang 20
dụng chiến thuật thành công đầu tiên của công nghệ không gian
trong giới hạn thiết trí hoạt động.
29/8/1991
SA đƣợc kích hoạt lại sau Chiến tranh Vịnh Ba Tƣ.
1/7/1991
Mỹ đã cho phép cộng đồng thế giới sử dụng dịch vụ định vị tiêu
chuẩn (SPS) GPS bắt đầu từ năm 1993 trên cơ sở liên tục và miễn
phí trong vòng ít nhất 10 năm. Lời đề nghị này đƣợc thông báo trong
Hội nghị Dẫn đƣờng Hàng không lần thứ 10 (the 10
th
Air Navigation

Conference) của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO,
International Civil Aviation Organization).
5/9/1991
Mỹ mở rộng lời đề nghị 1991 vào Hội nghị thƣờng niên ICAO bằng
cách cho phép thế giới sử dụng SPS trong tƣơng lai, việc này phụ
thuộc vào việc có đủ vốn, cung cấp dịch vụ này tối thiểu 6 năm có
thông báo trƣớc về việc chấm dứt hoạt động GPS hoặc xóa bỏ SPS.
8/12/1992
Bộ Trƣởng Bộ Quốc phòng chính thức thông báo Khả năng hoạt
động đầu tiên của GPS, có nghĩa là 24 vệ tinh trên quỹ đạo hệ thống
GPS không còn là hệ thống đang triển khai nữa mà GPS đã có khả
năng duy trì độ chính xác ở mức độ sai số 100 mét và có sẵn trên
toàn cầu liên tục cho ngƣời sử dụng SPS nhƣ đã hứa.
17/2/1994
Ngƣời quản trị FAA David Hinson thông báo GPS là một hệ thống
dẫn đƣờng đầu tiên đã đƣợc thông qua để sử dựng làm phƣơng tiện
hỗ trợ dẫn đƣờng độc lập cho tất cả các phƣơng tiện bay thông qua
tiếp cận không chính xác (nonprecision approach).
6/6/1994
Ngƣời quản trị FAA David Hinson thông báo ngừng phát triển Hệ
thống Hạ cánh Vi sóng (MLS) cho việc hạ cánh Loại II và III.
11/1994
Hãng Orbital Sciences, một nhà sản xuất tên lửa và vệ tinh hàng đầu
thế giới đồng ý mua hãng Magellen Corp., một nhà sản xuất máy thu
GPS cầm tay ở California bằng trao đổi chứng khoán trị giá 60 triệu
đô la Mỹ, mang lại cho Orbital tiến gần tới mục tiêu trở thành công
ty viễn thông hai chiều dựa vào vệ tinh.
8/6/1994
Ngƣời quản trị FAA David Hinson thông báo thực hiện Hê thống
Gia tăng Vùng rộng (WAAS, Wide Area Augmentation System)

nhằm mục đích cải thiện tính hợp nhất GPS và tăng tính sẵn có cho
ngƣời sử dụng dân sự trên tất cả các phƣơng tiện bay. Giá chƣơng
trình theo dự tính mất 400-500 triệu đô la Mỹ. Chƣơng trình này
đƣợc lập kế hoạch thực hiện vào khoảng năm 1997.
11/10/1994
Ủy ban hành động dẫn đƣờng định vị Bộ Giao thông (the
Department of Transportation Positioning / Navigation Executive
Trang 21
Committee) đƣợc thành lập để cung cấp diễn đàn qua đại lý nhằm
thực hiện chính sách GPS.
14/10/1994
Ngƣời quản trị FAA David Hinson nhắc lại lời đề nghị (US‟s offer)
làm GPS-SPS có sẵn trong tƣơng lai, dựa trên cơ sở liên tục và toàn
cầu miễn phí cho ngƣời sử dụng trực tiếp trong thƣ gửi cho ICAO.
16/3/1995
Tổng thống Bil Clinton tái khẳng định rằng Mỹ cung cấp tín hiệu
GPS cho cộng đồng ngƣời sử dụng dân dụng thế giới trong thƣ gửi
cho ICAO
 Một số thông số cơ bản của hệ thống GPS
- Số lƣợng vệ tinh: 27 trong đó có 3 vệ tinh dự phòng.
- Số mặt phẳng quỹ đạo: 6.
- Góc nghiêng quỹ đạo: 550.
- Độ cao vệ tinh: 20.200 km.
- Chu kỳ bay: 12 h.
- Phƣơng pháp mô tả dữ liệu lịch vệ tinh: Thông số Kepler.
- Hệ tọa độ: WGS-84.
- Phƣơng pháp khóa pha tín hiệu: Sử dụng các bộ đồng bộ.
- Hiệu chỉnh thời gian hệ thống so với UTC: UTC (USNO).
- Nội dung lịch vệ tinh: 152 bít.
- Khoảng thời gian phát lịch vệ tinh: 12,5 phút.

- Phƣơng pháp truy nhập tín hiệu vệ tinh: Truy nhập theo mã.
- Dải tần làm việc: 1575,42 1 MHz.
- Tần số L2: 1227,6 MHz.
- Số phần tử của một mã: 1023.
- Tần số mã C/A: 1,023 MHz.
- Tần số mã P: 10,23 MHz.
- Chu kỳ lặp lại của mã đồng bộ: 6 giây.
- Số bít trong mã đồng bộ: 8 bít.
- Kiểu mã sử dụng định vị: Mã C/A (mã vàng).
 Chuẩn dữ liệu NMEA 0183 V 3.01

Trang 22
Bảng 2.2: Chuẩn dữ liệu NMEA cài đặt
STT
Sentences
Interpreted
1
$GPBOD
Bearing, origin to destination
2
$GPBWC
Bearing and distance to waypoint, great circle
3
$GPGGA
Global Positioning System Fix Data
4
$GPGLL
Geographic position, latitude / longitude
5
$GPGSA

GPS DOP and active satellites
6
$GPGSV
GPS Satellites in view
7
$GPHDT
- Heading, True
8
$GPR00
List of waypoints in currently active route
9
$GPRMA
Recommended minimum specific Loran-C data
10
$GPRMB
Recommended minimum navigation info
11
$GPRMC
Recommended minimum specific GPS/Transit data
12
$GPRTE
Routes
13
$GPTRF
Transit Fix Data
14
$GPSTN
Multiple Data ID
15
$GPVBW

Dual Ground / Water Speed
16
$GPVTG
Track made good and ground speed
17
$GPWPL
Waypoint location
18
$GPXTE
Cross-track error, Measured
19
$GPZDA
Date & Time
- Chuẩn dữ liệu NMEA 0183 V3.01 cung cấp rất nhiều thông tin từ vệ tinh
gửi về, tuy nhiên trong phạm vi của hệ thống chúng ta chỉ cần đọc dữ liệu từ
các thông điệp $GPGGA, $GPRMC là có đầy đủ thông tin định vị cần thiết
- Thông điệp $GPGGA - Cung cấp thông tin vị trí trong không gian 3 chiều
Bảng 2.3: Bảng thông điệp GPGGA
$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,545.4,M,,,,*47
$GPGGA
Loại thông điệp ( Global Positioning System Fix Data)
123519
Thời gian hiện tại là 12:35:19 ( giờ UTC )
4807.038,N
Vĩ độ, 48
0
07.038‟ N
01131.000,E
Kinh độ, 11
0

31.000‟ E
1
Chất lƣợng số liệu
08
Số vệ tinh quan sát đƣợc
545.4,M
Độ cao so với mặt nƣớc biển là 545,4 mét
47
Dữ liệu kiểm soát lỗi bằng phƣơng pháp chẵn lẻ
- Thông điệp $GPRMC – Cung cấp thông tin về vị trí, tốc độ chuyển động và
thời gian.
Trang 23
Bảng 2.4: Bảng thông điệp GPRMC
$GPRMC,123519,A,4807.038,N,01131.000,E,022.4,,230394,,*6A
$GPRMC
Loại thông điệp ( Global Positioning System Fix Data)
123519
Thời gian hiện tại là 12:35:19 ( giờ UTC )
A
Chất lƣợng số liệu
4807.038,N
Vĩ độ, 48
0
07.038‟ N
01131.000,E
Kinh độ, 11
0
31.000‟ E
022.4
Tốc độ chuyển động tính bằng Knots

230413
Ngày gửi ( 23:04:2013)
6A
Dữ liệu kiểm soát lỗi bằng phƣơng pháp chẵn lẻ

2.2 Giới thiệu chung về GPRS
Ý tƣởng của GPRS đƣợc thảo luận năm 1992 và đến năm 1997 đƣợc phát
hành thành chuẩn. Chuẩn này chứa tất cả các chức năng chính của GPRS, bao
gồm việc truyền dẫn điểm - điểm của số liệu ngƣời sử dụng, tƣơng tác với mạng
Internet và X.25, truyền dẫn SMS nhanh sử dụng các giao thức GPRS, cộng thêm vào
đó là các chức năng về bảo mật, tập hợp các công cụ tính cƣớc cơ bản. Một năm sau
chuẩn này đƣợc bổ sung về truyền dẫn điểm - đa điểm (PTM), các dịch vụ bổ sung và
thêm vào đó là các chức năng tƣơng tác với mạng bên ngoài nhƣ ISDN và tƣơng tác
modem…
Công nghệ GPRS cung cấp các dịch vụ số liệu trên mạng GSM, khả năng thoại
của mạng không thay đổi. Với mạng GSM sử dụng công nghệ TDMAvà FDMA với
một TS dùng cho một kênh thông tin ngƣời sử dụng, trong khi đó, mạng GPRS khi
truyền dữ liệu có thể sử dụng một TS hay có thể kết hợp nhiều TS đồng thời cùng một
lúc, bằng cách đó tốc độ truyền số liệu của GPRS có thể lên tới 171.2 kbps (về lý
thuyết) khi sử dụng cả 8 TS của kênh vô tuyến cùng một lúc. Do đó tốc độ truyền dữ
liệu của GPRS đƣợc nâng cao.
GPRS cung cấp dịch vụ truy cập vô tuyến gói cho các MS của GSM và chức
năng định tuyến chuyển mạch gói trong mạng GSM thế hệ 2.5G. Công nghệ chuyển
mạch gói đƣợc đƣa ra để tối ƣu việc truyền số liệu dạng cụm và tạo điều kiện cho một
dung lƣợng truyền tải dữ liệu lớn.
Đối với ngƣời sử dụng thì ƣu điểm quan trọng nhất của GPRS là việc tính cƣớc
dựa vào lƣu lƣợng truyền tải, khi đó họ không phải trả cƣớc cho dung lƣợng
truyền dẫn không sử dụng đến. Vì trong thời gian rỗi phổ tín hiệu đƣợc dành cho
những ngƣời sử dụng khác một cách hiệu quả hơn.
Các dịch vụ chủ yếu cho các ứng dụng với các đặc tính lƣu lƣợng của truyền tải

tuần hoàn với khối lƣợng truyền dẫn nhỏ và truyền tải không tuần hoàn với khối lƣợng
Trang 24
truyền dẫn có kích cỡ nhỏ và trung bình. Điều này tạo khả năng cho hệ thống có thể
phục vụ các dịch vụ và các ứng dụng mới. Sự truyền tải một lƣợng lớn dữ liệu vẫn sẽ
đƣợc duy trì qua các kênh chuyển mạch theo mạch, để tránh ảnh hƣởng cho phổ vô
tuyến gói. Các ứng dụng của GPRS có thể tiến hành từ các thiết bị truyền thông tin
nhƣ một máy tính xách tay PC (thƣ điện tử, truyền dẫn file, hiển thị trang web), đến
các ứng dụng đặc biệt khác cho việc truyền tải dữ liệu dung lƣợng thấp (nhƣ đo
lƣờng, điều khiển từ xa…).
Dịch vụ GPRS có thể cũng đƣợc dùng với các gói giao thức chuẩn. Giao diện
giữa tập giao thức GPRS và các giao thức ứng dụng dựa trên giao thức điểm - điểm
(PPP) hoặc vài bộ điều khiển đƣợc sử dụng chung.
GPRS là một phƣơng thức truyền số liệu gói trên nền mạng GSM đã có sẵn, vì
vậy ngƣời ta đã thiết kế ba dạng máy cơ bản đó là: GPRS nhóm A GPRS nhóm B,
GPRS nhóm C.
Nhóm A: Với nhóm A thì MS có thể kết nối đồng thời với cả dịch vụ số liệu
GPRS và dịch vụ GSM, có nghĩa là cùng một lúc máy Mobile có thể vừa kết nối với
truyền số liệu và thoại.
Nhóm B: Khi đó MS có thể kích hoạt cả dịch vụ GPRS và dịch vụ GSM, nhƣng
chỉ có một dịch vụ đƣợc thực hiện tại một thời điểm, có nghĩa là với nhóm B máy di
động có thể nhận hay thực hiện cuộc gọi thoại trong khi đang kết nối truyền số liệu
GPRS. Nhƣng trong lúc thoại thì tạm dừng truyền số liệu GPRS và đến khi thoại kết
thúc dịch vụ truyền số liệu GPRS đƣợc tiếp tục một cách tự động.
Nhóm C: Máy di động có khả năng dùng cả truyền số liệu GPRS và dịch vụ
thoại nhƣng phải thực hiện bằng tay, có nghĩa là ngƣời sử dụng có khả năng dùng cả
dịch vụ truyền số liệu (GPRS) và thoại. Nhƣng khi muốn chuyển từ thoại sang số liệu
GPRS hoặc ngƣợc lại thì phải thực hiện bằng tay máy không tự động chuyển.
Nhằm mục đích tối đa hoá hiệu quả sử dụng, truyền số liệu GPRS còn đƣợc
chia ra thành một số kiểu chi tiết hơn, với các cách sử dụng số lƣợng các TS khác nhau
gọi là các kiểu đa khe GPRS. Trong các kiểu đa khe, số lƣợng TS đƣợc sử dụng truyền

tải ở các đƣờng lên và đƣờng xuống có thể khác nhau. Thông thƣờng là số TS
ở đƣờng xuống nhiều hơn nhằm mục địch phục vụ cho các dịch vụ yêu cầu tải số liệu
xuống nhiều hơn (nhƣ Bảng 2.1).
Ở đây số khe đƣợc kích hoạt xác định số lƣợng TS mà thiết bị GPRS có thể
dùng đồng thời cho cả hai đƣờng lên và xuống. Hình: 2.1 là một ví dụ cụ thể cho số
lƣợng TS trong GPRS kiểu 3, ở đây sử dụng 3 TS cho đƣờng xuống và 1 TS cho
đƣờng lên.