Hệ thống EGNOS và cách thức hệ thống hỗ trợ nâng cao chất lượng định vị

Hệ thống EGNOS
và cách thức hệ thống hỗ trợ
nâng cao chất lượng định vị
Nhóm 6
Nội dung
•
Giới thiệu chung
•
Lịch sử phát triển
•
Kiến trúc hệ thống
•
Nguyên tắc hoạt động
•
Bản tin EGNOS
I. Giới thiệu chung
•
EGNOS = European Geostationary Navigation
Overlay Service
•
Là hệ thống nâng cao chất lượng định vị, hỗ trợ
cho hệ thống GPS, GLONASS và Galileo
II. Lịch sử phát triển
•
12/1994: Liên minh Châu Âu phê duyệt chương trình EGNOS
•
1995: ESA (European Space Agency) bắt đầu giai đoạn định nghĩa hệ thống
•
1998: Sự kí kết dự án giữa 3 bên ESA, EC (European Commission) và Eurocontrol
(the European Organization for the Safety of Air navigation)
Sự thỏa thuận kí kết giữa ESA và 7 nước cung cấp dịch vụ định vị

•
1999: Bắt đầu giai đoạn phát triển hệ thống
•
2000: Người dùng nhận được các tin hiệu thử nghiệm đầu tiên của EGNOS
•
2005: Hệ thống bắt đầu được sử dụng rộng rãi như một hệ thống nâng cao chất
lượng định vị cho các chuyến bay dân dụng
•
2009: ESA chuyển giao quyền sở hữu hệ thống cho EC
III. Kiến trúc hệ thống
•
Gồm 3 phân vùng chính
–
Phân vùng Mặt đất
–
Phân vùng Không gian
–
Phân vùng Người dùng
•
Phân vùng Hỗ trợ
Phân vùng Mặt đất
–
RIMS (Ranging and Integrity Stations)
–
MCC (Mission Control Centers)
–
NLES (Navigation Land Earth Station)
•
RIMS (Ranging and Integrity Stations )
•

40 trạm rải rác trên lãnh thổ các nước châu Âu
•
Ngoài ra cũng có một số trạm ở Canada, Nam Phi
•
MCC (Mission Control Centers)
–
4 trung tâm: Anh, Đức, Tây Ban Nha, Ý
–
Bộ não của của hệ thống EGNOS
•
NLES (Navigation Land Earth Station) - 6 trạm
–
Tiếp nhận các bản tin EGNOS từ Trạm điều khiển MCC
–
Truyền các bản tin này đến các vệ tinh địa tĩnh
Phân vùng Không gian
•
3 vệ tinh địa tĩnh bao phủ các vùng khác nhau
•
Tiếp nhận các bản tin EGNOS
•
Gửi cho người dùng
–
AOR-E (Atlantic Ocean Region-East)
–
ARTEMIS
–
IND-W (Indian Ocean Region West)
Phân vùng Không gian
•

Vệ tinh ARTEMIS
–
Advanced Relay and Technology Mission Satellite
–
Là vệ tinh hiện đại nhất từng được thiết kế, chế tạo
bởi ESA
–
Là thành phần chính trong nhiều dự án vũ trụ, trong
đó có EGNOS
Phân vùng Người dùng
IV. Nguyên tắc hoạt động
•
B1: Thu thập dữ liệu từ các vệ tinh GPS
•
B2: Tính toán, ước lượng các giá trị sai số, tạo ra
các bản tin EGNOS
•
B3: Các vệ tinh địa tĩnh gửi bản tin EGNOS tới
người dùng
IV. Nguyên tắc hoạt động
V. Bản tin EGNOS
•
Bản tin EGNOS
–
250 bits
–
L1 (1575.42 MHz)
–
250 bps
•

Cấu trúc bản tin
•
Các loại bản tin (0-63)
–
Đóng vai trò quan trọng trong việc sửa lỗi, nâng cao
chất lượng định vị
•
Bản tin loại 26 chứa
–
Các dữ liệu để tính toán sai số tầng điện li
–
Tham số GIVEi để ước lượng độ chính xác của sai số
•
Điểm xuyên tầng điện li (Ionosphere Pierce Points)
–
Giao điểm của tầng điện li với phương chiếu thẳng từ
người dùng tới vệ tinh
•
Điểm điện li (Ionosphere Grid Points)
–
Máy thu biết trước tọa độ  Đánh giá trước độ trễ tầng
điện li  Giả khoảng cách
–
Tập hợp IGP  Lưới điện li
•
Sau khi nhận được bản tin loại 26 , thiết bị
của người dùng sẽ
- Ước lượng điểm xuyên tầng điện li
- Nội suy độ trễ tính theo phương thẳng đứng dựa vào các
điểm điện li xung quanh

-
Đưa độ trễ này vào việc tính toán, ước lượng lại khoảng
cách
•
Ngoài ra, còn có các bản tin sửa sai khác
•
2-5: Sửa lỗi nhanh
• 25 : Sửa 4 tham số định vị
• …
•
Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu
•
Cảnh báo vệ tinh
•
OK
•
NM (Not Monitored)
•
DU (Do not Use)
•
Cảnh báo tầng điện li
•
6s, lặp 4 lần
•
Bản tin loại 6: đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu
•
Refresh chỉ số UDREi
•
0-13: OK
•

14: NM
•
15: DU
•
Nhanh chóng quảng bá các cảnh báo vệ tinh khi cần
(DU)
•
Cải thiện đáng kể chất lượng định vị
–
Giảm sai số
–
Nâng cao sự ổn định
•
Hạn chế
–
Độ chính xác trong các môi trường
–
Giảm tính sẵn sàng khi gặp biến động mạnh trên
tầng điện li
Kiểu Sai số GPS EGNOS
Sai số trong quá trình đồng bộ đồng hồ 1 m 0,5 m
Sai số tầng đối lưu 0,25 m 0,25 m
Sai số tầng điện ly 2 m 0,3 m
Tạp âm tại bộ thu 0,5 m 0,5 m
Hiệu ứng đa đường 0,2 m 0,2 m
Sai số UERE 2,31 m 0,83 m
HDOP ( Horizontal Dilution Of Precision ) 1,1 m 1,1 m
References
•
User Guide for EGNOS application developers

•
EGNOS: European satellite navigation system
(N.de Ledinghen , J.Auroy)
•
/>•
/>ationary_Navigation_Overlay_Service