các hệ thống vệ tinh định vị khác

Trường Đại Học GTVT TPHCM
Khoa Đ-ĐTVT
Môn: vô tuyến định vị
GV: Lê Xuân Thọ
Các hệ thống vệ tinh định vị khác
Nhóm 7: Nguyễn Đình Giáp
Phan Thị Huỳnh Giao
Nguyễn Thị Hằng

GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
GLONASS là hệ thống được cơ quan Phát triển không gian (RSA) và bộ quốc phòng của Liên Xô
trước đây (nay là cộng hòa Liên bang Nga) xây dựng và phát triển từ đầu những năm của thập niên
80 nhằm thay thế cho hệ thống Doppler Tsikada và phục vụ cho công tác dẫn đường cũng như công
tác nghiên cứu về trái đất (địa động học, hải dương học, trắc địa bản đồ, …).
Hệ thống GLONASS có cấu trúc giống như hệ thống GPS gồm ba bộ phận:
• Hệ thống vệ tinh (phần không gian)
• Hệ thống kiểm tra và điều khiển
• Hệ thống người sử dụng.
GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
1, Phần không gian:

GLONASS đã được hoạt động với đầy đủ 24 vệ tinh nằm trên 3 mặt phẳng quỹ
đạo tròn nghiêng với nhau 120
o
mỗi quỹ đạo bao gồm 8 vệ tinh.

Độ cao của vệ tinh khoảng 19.140 km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 64,8

o
. Chu kỳ của vệ tinh là 11g15ph.


Các vệ tinh được bố trí sao cho tối thiểu có 5 vệ tinh trong tầm nhìn của các máy
thu GLONASS trên toàn thế giới
>>>GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
Phân bố vệ tinh GLONASS trên quỹ đạo
>>>GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
2. Hệ thống kiểm tra và điều khiển:
Hệ thống GLONASS được hoạt động dưới sự điều hành của Phức hợp điều khiển mặt đất (GCC -
Ground-based Control Complex), bao gồm trung tâm điều khiển hệ thống (SCC - System Control
Center, Golitsyno-2) đặt tại Moscow và các trạm theo dõi chỉ huy
(CTS - Command Tracking Stations ) đặt tại nhiều nơi trên các vùng lân cận thuộc lãnh thổ Nga.

CTS: giám sát trạng thái và thu nhận thông tin từ các vệ tinh.

SCC: CTS sẽ được xử lý tại SCC để xác định tình trạng đồng hồ và quỹ đạo của vệ tinh. Sau đó
thông tin này sẽ được SCC gửi lên các vệ tinh.
>>>GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite
Systems )
3. Hệ thống người sử dụng:bao gồm tất cả các thiết bị thu nhận tín hiệu từ hệ thống vệ
tinh. Các thiết bị này có khả năng thu nhận và xử lý đồng thời các tín hiệu từ tối thiểu
4 vệ tinh, thông qua tính toán thời gian và vận tốc để tính toán được vị trí chính xác.
Hoạt động: Các vệ tinh của hệ GLONASS liên tục phóng ra các tín hiệu định vị theo 2
dạng: tín hiệu định vị chính xác chuẩn (Ch) ở tần số L1 (1,6 GHz) và tín hiệu định vị
chính xác cao (C) ở tần số L1 và L2 (1,2 GHz). Thông tin, cung cấp bởi tín hiệu định
vị Сh, mở cho tất cả người dùng trên nền toàn cầu và liên tục và đảm bảo khi dùng
máy thu GLONASS, khả năng xác định:

các tọa độ ngang với độ chính xác 50–70 m

các tọa độ đứng với độ chính xác 70 m


các véc-tơ thành phần của vận tốc với độ chính xác 15 cm/s

thời gian chính xác với độ chính xác 0,7 mcs ( độ chính xác 99,7%)
Năm 1996, RSA phát triển hệ thống GLONASS thành hệ thống GLONASS-M với các
tính năng cải tiến sau:
- Tuổi thọ của dài hơn: 5 năm (so với 3 năm khi thiết kế)
- Các tín hiệu mã C/A trên băng tần L2 phục vụ cho mục đích dân sự nhằm nâng cao
độ chính xác khi định vị (giảm thiểu sai số do tầng điện ly).
- Cải thiện độ ổn định của đồng hồ vệ tinh với sai số ±10-13s/ngày.
- Cải thiện độ chính xác các dữ liệu vệ tinh. Có khả năng cho phép bộ phận điều khiển
mặt đất phục hồi hoạt động của vệ tinh trong vòng 10 giây từ khi vệ tinh ngừng hoạt
động.
- Cho phép chuyển đổi tức thời giữa thang thời gian của hệ GPS và hệ thống
GLONASS. Luôn luôn có 6 vệ tinh dự phòng (mỗi quỹ đạo 2 vệ tinh) thay thế các vệ
tinh ngừng hoạt động.
- Đạt độ chính xác định vị tuyệt đối ±5m trong dân dụng
>>>GLONASS ( Global Orbiting Navigation Satellite Systems )
Thế hệ vệ tinh GLONASS-K là giai đoạn phát triển thứ 3 (Phase 3) của hệ thống
GLONASS có một số đặc tính mới so với thế hệ GLONASS-M như sau:
- Một tần số thứ ba được giới thiệu trong băng tần L nhằm cải thiện độ chính xác và tin
cậy trong thông tin định vị.
- Thời gian tồn tại của vệ tinh kéo dài hơn: lên tới 10 đến 12 năm.
- Khối lượng vệ tinh giảm một nửa (700 kg so với 1415 kg ở
GLONASS-M).
>>>IRNSS (Hệ thống vệ tinh khu vực Ấn Độ)

IRNSS là một khu vực tự trị hệ thống định vị vệ tinh được phát triển bởi ISRO (Tổ chức Nghiên
cứu Vũ trụ Ấn Độ).Chính phủ Ấn Độ phê duyệt dự án tháng 5 năm 2006, với ý định của hệ thống sẽ
được hoàn thành và triển khai thực hiện trong khoảng thời gian năm 2016.

Mục tiêu: thực hiện một hệ thống định vị spaceborne khu vực độc lập và bản địa cho các ứng dụng
quốc gia. Yêu cầu thiết kế IRNSS gọi cho một vị trí chính xác của <20 m trên khắp Ấn Độ và trong
khu vực bảo hiểm mở rộng khoảng 1500 km xa hơn nữa. Hệ thống này được dự kiến sẽ cung cấp vị
trí thời gian thực chính xác, tốc độ và quan sát thời gian cho người sử dụng trên nhiều nền tảng với
24 giờ x 7 ngày dịch vụ có sẵn trong mọi điều kiện thời tiết.
>>>IRNSS (Hệ thống vệ tinh khu vực Ấn Độ)

Hệ thống IRNSS đề xuất sẽ bao gồm một chòm sao trong bảy vệ tinh và một phân đoạn mặt đất
hỗ trợ. Ba trong số các vệ tinh trong chòm sao sẽ được đặt trong một quỹ đạo địa tĩnh, còn lại bốn
trong một quỹ đạo địa tĩnh nghiêng 29 º so với mặt phẳng xích đạo. Một sự sắp xếp như vậy có nghĩa
là tất cả bảy vệ tinh sẽ có khả năng hiển thị đài phát thanh liên tục với trạm kiểm soát của Ấn Độ.

ISRO đã nộp cho băng thông 24 MHz phổ tần trong L5-band (1164-1189 MHz) cho IRNSS và
cho tín hiệu thứ hai trong S-band (2.483,5-2500 MHz
>>>IRNSS (Hệ thống vệ tinh khu vực Ấn Độ)
1.
Kiến trúc: bao gồm các yếu tố
•.
Phân khúc Không gian.
•.
Phân khúc đất.
•.
Phân khúc người dùng.
>>>IRNSS (Hệ thống vệ tinh khu vực Ấn Độ
a, Phân khúc không gian:
Các phân đoạn không gian bao gồm bảy vệ tinh:
• 3 vệ tinh trong GEO (Orbit địa tĩnh) 32,5 °, 83 ° và 131,5 °
Đông.
• 4 vệ tinh trong quỹ đạo địa tĩnh được đặt ở độ nghiêng 29 ° với
kinh qua ở 55 ° và 111,75 ° Đông

• Hai vệ tinh dự phòng cũng được lên kế hoạch
• Các vệ tinh được thiết kế đặc biệt cho các chuyển hướng. Cùng
cấu hình cho GEO và Tổng cục Thống kê là mong muốn để sản
xuất các vệ tinh.
• Kế hoạch kêu gọi các vệ tinh IRNSS được đưa ra bởi các phóng
PSLV của Ấn Độ
• Vệ tinh đầu tiên sẽ được tung ra vào mùa hè năm 2013. Các
phóng tiếp theo được lên kế hoạch một lần trong sáu tháng. Chòm
sao đầy đủ sẽ hoạt động vào năm 2016.
Hình 1: Các chòm sao IRNSS với dự lemniscate hàng ngày của tàu vũ trụ 4 Tổng cục Thống kê
vào Trái đất (tín dụng hình ảnh: ISRO)
Tàu vũ trụ:
Các vệ tinh IRNSS được cấu hình xung quanh xe buýt tàu vũ trụ I-1K, tương tự như vệ tinh khí
tượng của ISRO, Kalpana-1, với một khối lượng khô của ~ 600 kg và một khối lượng ra mắt của
1.425 kg. Các tấm pin mặt trời đang tạo ra một sức mạnh của 1600 W (với yêu cầu năng lượng trọng
tải 900 W.
Tàu vũ trụ là 3 trục ổn định. Kiểm soát thái độ của vệ tinh được cung cấp với lái yaw, một khả năng
để tối ưu hóa việc sử dụng các tấm pin mặt trời và hỗ trợ kiểm soát nhiệt của vệ tinh.
Bảng 1: Các thông số của tàu vũ trụ IRNSS-1
Hình 2: Xem sơ bộ của một tàu vũ trụ IRNSS triển khai (hình ảnh tín dụng: ISRO)
Hình 3: Xem Blow-up của tàu vũ trụ IRNSS (ảnh tín dụng: ISRO)
Cấu tạo và chức năng:

Mỗi vệ tinh có hai trọng tải: tải trọng hướng và khác
nhau, tải trọng CDMA ngoài với một mảng
retroreflector. Tải trọng tạo ra tín hiệu điều hướng ở L5
và S-band. Cả hai L5 và S-ban nhạc gồm hai
downlinks. Thiết kế của tải trọng làm cho hệ thống
IRNSS và tương thích với các chòm sao GPS và Galileo.


• Một Rubidi đồng hồ nguyên tử chính xác cao là một
phần của tải trọng hướng.
Cấu tạo và chức năng:

L5-band trung tâm tần số downlink: 1176,45 MHz, băng thông 24 MHz,
RHCP (Right Hand Thông tư phân cực)

S-băng tần số trung tâm downlink: 2492.028 MHz, băng thông 16,5
MHz, RHCP

Tải trọng khác nhau của IRNSS-1 bao gồm một bộ băng tần C tạo điều
kiện xác định chính xác phạm vi tàu vũ trụ.

C-band đường lên: 6700 - 6725 MHz, RHCP; downlink: 3400-3425
MHz, LHCP (tay trái Thông tư phân cực).

IRNSS-1 cũng mang góc retroreflectors khối laser khác nhau.
Hình 4: Hình ảnh thử nghiệm trải qua IRNSS-1A trong phòng sạch (ảnh tín dụng:
ISRO)
Hình 5: Hình ảnh của IRNSS-1A
sau khi hội nhập với các PSLC-
C22 (tín dụng hình ảnh: ISRO)
b, Phân khúc đất
:
Phân khúc đất IRNSS bao gồm các hệ thống lớn cho việc kiểm soát các chòm sao vệ tinh và sẽ bao
gồm các Cơ sở IRNSS Tàu vũ trụ Control (IRSCF), IRNSS Navigation kiểm soát Cơ sở, IRNSS độ
và liêm Giám sát trạm, trạm khác nhau, một trung tâm thời gian, IRNSS TTC và các trạm uplink , và
các dữ liệu mạng truyền thông IRNSS.
Phân khúc đất bao gồm các yếu tố:
• IRSCF (IRNSS truyền hình vệ tinh điều khiển Cơ sở). IRSCF điều khiển phân đoạn không

gian thông qua từ xa theo dõi và chỉ huy mạng. Ngoài các TT & C hoạt động thường xuyên,
IRSCF cũng uplinks các thông số chuyển hướng tạo ra bởi các INC
- IRTTC (IRNSS TTC và Uplink Trạm Đất đai)
- IRSCC (IRNSS Trung tâm kiểm soát vệ tinh)
• IRIMS (IRNSS độ và trạm Liêm giám sát). IRIMS thực hiện liên tục một cách khác nhau
của các vệ tinh IRNSS và cũng được sử dụng để xác định tính toàn vẹn của các chòm sao
IRNSS.
• INC (ISRO Trung tâm Navigation), tọa lạc tại Byalalu. INC là trung tâm đầu não của đất
phân IRNSS. INC chủ yếu tạo ra các thông số chuyển hướng.
• IRDCN (IRNSS Mạng Truyền thông). IRDCN cung cấp các yêu cầu thông tin liên lạc kỹ
thuật số để xương sống mạng IRNSS.
Hình 11: Kiến trúc hệ thống mặt đất IRNSS (tín dụng hình ảnh: ISRO)