Phương pháp xác định vị trí trong hệ thống định vị vệ tinh GPS và phân tích các nguồn gây sai số của hệ thống

LỜI CẢM ƠN.
Được sự phân công của khoa Điện - Điện tử trường Đại học Hàng hải Việt
Nam và sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn Trương Thanh Bình, em đã hoàn
thành đề tài: “Phương pháp xác định vị trí trong hệ thống định vị vệ tinh
GPS và phân tích các nguồn gây sai số của hệ thống”.
Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô
giáo đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, rèn luyện và
nghiên cứu ở trường Đại học Hàng hải Việt Nam.
Em xin cảm ơn sâu sắc Thầy giáo hướng dẫn Trương Thanh Bình đã tận tình,
chu đáo hướng dẫn em trong quá trình làm cũng như hoàn thiện đề tài.
Mặc dù em đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện đề tài. Song do hạn chế về sự
hiểu biết và kiến thức thực tế nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà
bản thân chưa thấy được. Em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy, cô
giáo và các bạn để đề tài tốt nghiệp của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

1


LỜI CAM ĐOAN.
Em xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do em thực hiện.
Em xin chịu trách nhiệm về đồ án của mình.

2


MỤC LỤC

3

DANH MỤC HÌNH

4


LỜI MỞ ĐẦU
Định vị là ngành khoa học xác định vị trí của một tàu hoặc người từ nơi này
đến nơi khác. Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, mỗi người đều thực hiện
một số hình thức di chuyển như lái xe đến nơi làm việc hoặc đi đến một cửa
hàng… đòi hỏi chúng ta phải sử dụng các kỹ năng điều hướng cơ bản. Đối với
hầu hết chúng ta, những kỹ năng này đòi hỏi phải sử dụng đôi mắt, cảm giác
thông thường, mốc. Tuy nhiên, trong một số trường hợp đòi hỏi phải có thông
tin chính xác hơn về vị trí của chúng ta, hướng đi dự kiến, hoặc thời gian di
chuyển đến địa điểm mong muốn là cần thiết, định vị sẽ giúp chúng ta tốt hơn là
sử dụng mốc đánh dấu.
Trải qua nhiều năm, ngành hàng hải đã ra đời và ngày càng phát triển lớn
mạnh. Việc vận chuyển hàng hóa cũng như con người từ nơi này đến nơi khác
luôn đặt mục tiêu an toàn lên hàng đầu. Để tàu luôn đi đúng theo tuyến đường
an toàn và tối ưu nhất, người chỉ huy cần luôn luôn phải biết rõ vị trí hiện tại của
tàu trên tuyến đường hàng hải đang đi.
Trước đây, để xác định vị trí người đi biển chỉ có thể dựa vào kinh nghiệm
bản thân, vận dụng các lý thuyết về thiên văn, các dòng hải lưu, địa hình của khu
vực biển… và các kết quả thường mang tính tương đối. Sự phát triển của khoa
học kỹ thuật đã cho ra đời các hệ thống dẫn đường như Decca, Loran AC,
Omega… giúp người đi biển xác định được vị trí tốt hơn.
Từ khi ra đời đến nay, GPS – Hệ thống định vị toàn cầu (Global Position
System) đã trở thành hệ thống dẫn đường tối ưu nhất mà các đội tàu thế giới nói
chung và Việt Nam nói riêng hiện nay đã và đang trang bị. Trong luận văn này,
em tập trung đi sâu vào tìm hiểu về các phương pháp xác định vị trí trong hệ
thống định vị vệ tinh GPS và phân tích các nguồn gây sai số của hệ thống, bao

gồm:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống định vị vệ tinh
Chương 2: Phương pháp xác định vị trí trong hệ thống định vị vệ tinh
Chương 3: Phân tích các nguồn gây sai số của hệ thống.

5


CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ VỆ TINH
1.1 Lịch sử ra đời và phát triển:
Từ những năm đầu của thập kỉ 60, một số cơ quan Mỹ đã thực hiện các
chương trình vệ tinh hàng hải, bao gồm có nghiên cứu của John Hopkins với
chương trình Transit, nghiên cứu của hải quân Mỹ với chương trình TIMATO
và không quân Mỹ với chương trình 621B. Chương trình Transit ra đời năm
1964 có nguyên lý là sử dụng độ dịch tần Doppler và 6 vệ tinh bay theo quỹ đạo
ở độ cao 1076km, có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ hàng hải cho các phương
tiện di động tầm thấp. Để xác định khoảng cách đến vệ tinh tại các thời điểm
liên tiếp, máy thu sẽ tính toán và xác định vị trí tàu một cách gián đoạn. Nhằm
khắc phục nhược điểm này của chương trình Transit, lực lượng Hải quân và
Không quân Mỹ đã tập trung nghiên cứu để nâng cao chất lượng về mặt thời
gian của các dịch vụ hàng hải. Cụ thể đó là TIMATION – chương trình phát
triển các bộ dao động với độ ổn định cao, chuyển đổi thời gian và hàng hải 2
chiều và hệ thống 621B – chương trình nghiên cứu phát triển ưu điểm của hệ
thống hàng hải trong không gian 3 chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Năm 1973,
hai chương trình trên được hợp nhất tạo thành một hệ thống hàng hải vệ tinh
dành cho quốc phòng (DNSS – Defense Navigatiom System) sau đó được phát
triển thêm trở thành NAVSTAR GPS. Quá trình phát triển của hệ thống có thể
chia thành 3 giai đoạn như sau:
Giai đoạn I: Hợp nhất hai hệ thống
Ngày 17/4/1973, hai chương trình trên được hợp nhất thành một hệ thống

hàng hải có khả năng hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết được gọi là
NAVSTAR GPS, do cơ quan không lực Mỹ đứng ra đóng vai trò như một ủy
ban hành pháp. JPO (Joint Program Office) là tên của cơ quan thực hiện hầu hết
các chương trình của hệ thống này, nó đại diện cho quân đội Mỹ, Không quân,
Hải quân và Khối quân sự bắc Đại Tây Dương NATO. Nhằm mục đích hỗ trợ
cho hoạt động hợp nhất nói trên, người ta đã cho phóng vào không gian 2 vệ tinh
kỹ thuật hàng hải NTS ( Navigation Technology Satellite). Tháng 6/1977, vệ
tinh NTS – 2 được phóng tại cơ quan không lực Vandenberg nhưng chỉ sau 8
tháng nó đã gặp sự cố. Vệ tinh GPS đầu tiên trong nhóm vệ tinh I được phóng
vào tháng 2/1978 và trong khoảng các năm từ 1978 đến 1985, 11 vệ tinh còn lại
của nhóm I cũng lần lượt được phóng vào không gian tại cơ quan không lực
Vandenberg. Tuy nhiên những vệ tinh này đều không có khả năng SA
( Selective Available) hay AS ( Anti Spoofing). Cho đến tháng 6/1995, trong
nhóm I chỉ còn lại 1 vệ tinh còn hoạt động.
6


Giai đoạn II: Các bước phát triển:
Tháng 9/1980, Chính phủ Mỹ đã thông qua một văn kiện về vấn đề nâng cấp
và điều phối hoạt động của trạm điều khiển chính ICS thành một hệ thống điều
khiển hoạt động (Operational Control System – OCS), nhằm đảm bảo khả năng
trợ giúp liên tục của ICS khi OCS đang trong quá trình hoàn thiện. Vào tháng
5/1985, cơ quan không lực Vandenberg tiếp nhận các thiết bị của OCS và sau
khi trải qua các quy trình lắp đặt và thử nghiệm ban đầu, OCS được sử dụng
song song cùng với ICS. Đến cuối năm 1985, OCS được đưa đến cơ quan không
lực Falcon, chính là vị trí cố định của nó cho đến nay. Tháng 12/1980, văn kiện
về việc phóng lên 28 vệ tinh GPS nhóm II đã được chính phủ Mỹ phê duyệt.
Giai đoạn III: Quá trình triển khai ( từ năm 1986 đến nay)
Trong giai đoạn này, các đơn vị sản xuất đã chế tạo thiết bị cho các phần của
hệ thống định vị vệ tinh, các phần này được chia ra thành:

• Phần không gian: Ban đầu nhóm vệ tinh GPS II được thiết kế nhằm mục
đích phóng lên trên hệ thống không vận ( tàu con thoi). Nhưng sau khi xảy ra tai
nạn tàu con thoi vào năm 1986, các phần phóng của vệ tinh nhóm II được giảm
thiểu để có thể phóng lên qua tên lửa tầm trung Delta II. Vào tháng 6/1991, các
vệ tinh GPS nhóm I và II đã có thể kết nối với nhau và đạt được khả năng định
vị hai chiều tại mọi vị trí trên toàn thế giới. Từ tháng 4/1994, nhóm vệ tinh II có
được đầy đủ 24 vệ tinh. Tháng 6/1989, việc bổ sung 20 vệ tinh GPS tạo thành
nhóm IIR đã được thông qua. Những vệ tinh này có khả năng tự tạo các bản tin
hàng hải có nội dung về chúng mà không cần liên lạc với các vệ tinh khác cùng
nhóm. Vệ tinh đầu tiên của nhóm này được phóng lên vào tháng 8/1996. Vào
năm 1994, để có thể giữ vững hoạt động của các vệ tinh GPS, cơ quan quản lý
chung của GPS đã cho bổ sung các vệ tinh NAVSTAR thuộc nhóm IIF, việc này
đã được lên kế hoạch từ năm 1995 đồng thời cũng bắt đầu cho nghiên cứu về
GPS tăng cường ( Agumented GPS – AGPS).
• Phần điều khiển: Vào tháng 12/1986, hệ thống điều khiển hoạt động (OCS)
của GPS đã có thể đưa vào vận hành. Cùng trong thời gian đó, việc kiểm tra khả
năng vận hành của hệ thống này cũng đã được trung tâm đánh giá và kiểm tra
hoạt động USAF hoàn tất. Tháng 7/1990, chu kỳ hoạt động của hệ thống điều
khiển với phần chỉ huy không gian USAF đã được thiết lập. Từ đây, hoạt động
của phần điều khiển được giới hạn để nâng cấp phần mềm hoạt động và hỗ trợ
các thiết bị. Hệ thống điều khiển được tăng cường với khả năng di động GA và
khả năng dự phòng MCS.
7


• Phần sử dụng: tháng 4/1985, hợp đồng về vấn đề sản xuất thiết bị người
dùng GPS giai đoạn III được kí kết và hang Rockwell – Collins được lựa chọn
làm nhà cung ứng các thiết bị GPS phục vụ cho mục đích quân sự. Tháng
6/1988, sản phẩm đầu tiên của hãng đã được cơ quan quản lý chung JPO tiếp
nhận.

1.2 Các hệ thống định vị vệ tinh:

1.2.1. Hệ thống GLONASS:
GLONASS là một bản sao của Nga so với GPS của Mỹ. Giống như GPS,
Nga đã tiến hành thiết kế GLONASS để cung cấp thông tin vể vị trí người sử
dụng để phục vụ mục đích dân sự và quân sự. Không giống như GPS, hệ thống
này của Nga đã không thể duy trì các chòm vệ tinh với khả năng đầy đủ, và, do
đó, người dùng chỉ có thể điều hướng với GLONASS trong những khoảng thời
gian nhất định. Người Nga hiện đang phát triển một số tàu vũ trụ GLONASS thế
hệ mới hiện đại hóa để bổ sung các chòm vệ tinh. Người Nga bổ sung đầy đủ
các chòm sao GLONASS lên đến 24 vệ tinh cho đến 2011-2012. Theo thiết kế,
các phân đoạn không gian GLONASS gồm 21 vệ tinh cộng với 3 vệ tinh dự
phòng có khả năng hoạt động. Các phân đoạn hỗ trợ mặt đất bao gồm một số các
địa điểm nằm rải rác khắp nước Nga và có quyền kiểm soát, theo dõi, và tải lên
thông tin về lịch thiên văn, thông tin thời gian, và các dữ liệu khác đến các vệ
tinh. Mỗi vệ tinh hiện truyền hai tín hiệu dẫn đường L-band. Tại thời điểm này,
người Nga đã có kế hoạch thêm một tín hiệu L-band thứ ba gần với tần số radio
của tín hiệu mới L5 được lên kế hoạch sử dụng cho GPS bắt đầu từ năm 2008.
Người Nga đang phát triển một loạt các thiết bị sử dụng cho cả dân sự và ứng
dụng quân sự. Các bên khác ngoài nước Nga cũng đang phát triển thiết bị
GLONASS sử dụng cho dân sự.
Lịch sử của GLONASS là tương tự như GPS. Giống như GPS, quân đội Liên
Xô khởi xướng chương trình GLONASS vào giữa những năm 1970 để hỗ trợ
các yêu cầu về mặt quân sự. Ban đầu, GLONASS được tài trợ để hỗ trợ nhu cầu
hải quân để điều hướng và phổ biến thời gian.Những thử nghiệm hệ thống
thuyết phục ban đầu đã chứng minh rằng GLONASS cũng có thể hỗ trợ các nhu
cầu sử dụng về mặt dân sự đồng thời bảo đảm cho các nhu cầu quốc phòng của
Liên Xô. Vì vậy, hệ thống này được mở rộng để ứng dụng cho mục đích dân sự.
Liên Xô phóng vệ tinh GLONASS đầu tiên vào ngày 12 tháng 10 năm 1982.
Ban đầu việc kiểm tra chòm bốn vệ tinh đã được triển khai vào tháng năm 1984.

Thông thường, ba vệ tinh được phóng đi đồng thời trên một thiết bị phóng
proton SL-12 từ Kazakhstan. Tuy nhiên, vào thời gian đầu, Liên Xô cho phóng
trọng tải dằn, thay vì các vệ tinh thực sự, để tiết kiệm chi phí sản xuất trong khi
hệ thống vẫn đang phát triển. Tại một cuộc họp của Ủy ban đặc biệt về Future
Air Systems Navigation (FANS) của ICAO năm 1988, Liên Xô đã cung cấp việc
sử dụng miễn phí tín hiệu dẫn đường GLONASS cho cộng đồng thế giới. Một
8


lời đề nghị tương tự đã được thực hiện tại kỳ họp thứ 35 của Ủy ban an toàn
hàng hải IMO cũng trong năm đó.
Sau khi Liên Xô cũ sụp đổ, trong khoảng thời gian từ 1990-1991, Nga thành
lập một hệ thống kiểm tra từ 10 đến 12 vệ tinh và tiến hành thử nghiệm rộng rãi.
Kết quả là, vào tháng 9 năm 1993, Tổng thống Nga Boris Yeltsin đã chính thức
tuyên bố GLONASS là một hệ thống có khả năng vận hành, là một phần của
Armory Nga và là cơ sở cho việc kế hoạch vô tuyến hàng hải của Nga. Trong
quá trình phát triển, có thể thấy rằng các tín hiệu GLONASS thực hiện quan sát
thiên văn vô tuyến trong dải 1,610.6-1,613.8-MHz. Khi các cộng đồng khoa học
quốc tế phản đối, người Nga đã đồng ý chỉnh sửa kế hoạch tần số GLONASS
tương lai vào tháng 10i năm 1993. Theo kế hoạch, Nga nhanh chóng ngừng
truyền trực tiếp trong các băng tần, tăng gấp đôi kênh tần số tín hiệu hàng hải, và
họ hứa sẽ dần dần di chuyển tín hiệu GLONASS ra khỏi băng tần thiên văn vô
tuyến khi chúng làm giảm lượng vệ tinh cũ và bổ sung các chòm vệ tinh mới.
Vào khoảng thời gian này, người Nga đã tiếp tục thực hiện hết cam kết của mình
trong kế hoạch này. Vào tháng 4 năm 1994, người Nga khởi xướng lần phóng
đầu tiên trong bảy lần phóng để hoàn tất chòm vệ tinh.

9

Hình 1.1 Hình ảnh về chòm vệ tinh GLONASS
Trong tháng 12 năm 1995, Nga đã phóng thành công lần phóng cuối cùng
của ba vệ tinh để hoàn thành các chòm 24 vệ tinh. Vào tháng 2 năm 1996, các vệ
tinh đã được tuyên bố hoạt động, và các chòm sao đã được đưa vào đủ. Tuy
nhiên, một số vệ tinh cũ ngay sau đó đã gặp sự cố, và các chòm vệ tinh bị
xuống cấp nhanh chóng. Từ năm 1996 đến năm 2001, người Nga chỉ cho ra mắt
hai bộ ba vệ tinh. Điều này là không đủ để duy trì các chòm vệ tinh. Các chòm
vệ tinh trở thành sáu đến tám vệ tinh vào năm 2001.
Cho đến nay, các chòm vệ tinh đã không được phục hồi lại khả nâng hoạt
động đầy đủ. Trong quá trình phát triển, chính phủ Nga đã ban hành Nghị định
237 vào ngày 07 tháng 3 năm 1995, trong đó cho phép sử dụng mã C/A
GLONASS cho mục đích dân sự và đảm bảo nó sẽ được cung cấp miễn phí,
khẳng định lại tuyên bố của Liên Xô năm 1988. Người Nga cũng xuất bản và
công bố công khai một tài liệu kiểm soát giao diện, trong đó trình bày chi tiết
các cấu trúc của các tín hiệu GLONASS. Sau đó, vào ngày 18 Tháng 2 năm
1999, Tổng thống Nga đã ban hành một nghị định 38-RP, tuyên bố GLONASS
một hệ thống có tính năng sử dụng kép. Điều này đã dẫn đến một nghị định
10


được đưa ra vào ngày 29 tháng 3 năm 1999, mở ra các chương trình hợp tác
quốc tế với GLONASS. Nó cho phép Nga đàm phán với EU để đưa GLONASS
vào trong chương trình GALILEO. Cơ quan Vũ trụ Nga đã cố gắng làm trung
gian cho một thỏa thuận với những người châu Âu trong việc kết hợp GALILEO
vào chương trình GLONASS. Riêng người Nga tiến hành cuộc đàm phán với
Trung Quốc để tài trợ GLONASS; Tuy nhiên, những nỗ lực đó dường như
không thành công.
Ngày 20 tháng 8 năm 2001, chính phủ Nga đã thông qua Nghị định Số 587
về "Chương trình chuyên dụng liên bang của hệ thống hàng hải toàn cầu
( FTsP)-2002-2011”. Nghị định này nhằm thành lập một chương trình 10 năm

để xây dựng lại chương trình GLONASS. Các chương trình có một nguồn kinh
phí riêng trong ngân sách của Nga và là chủ đề với Giám sát quốc hội Nga.
GLONASS là một trong số khoảng 50 chương trình tiếng Nga, và chỉ có những
chương trình không gian của Nga nhận được sự đầu tư như thế trong quy trình
ngân sách. Các GLONASS FTsP là một chương trình toàn diện được thiết kế để
tài trợ cho các phân đoạn không gian, phân khúc mặt bằng, phân khúc người
dùng, thiết bị người dùng ngành công nghiệp sản xuất, ngành công nghiệp ứng
dụng giao thông vận tải, và các ứng dụng trắc địa ngành công nghiệp. Cụ thể,
theo chương trình, các chòm vệ tinh GLONASS sẽ được bổ sung với 10-12 tàu
vũ trụ GLONASS-M hiện đại và 18-27 tàu vũ trụ GLONASS-K nhẹ loại mới.
Thành quả có thể nhìn thấy đầu tiên của chương trình này đó là sự ra mắt thành
công một vệ tinh GLONASS-M vào cuối năm 2003. Tuy nhiên, khả năng tồn tại
lâu dài của GLONASS phụ thuộc vào quá trình chuyển đổi thành công để
GLONASS-K trong khoảng thời gian 2008.
Tính đến giữa năm 2005, đã có 31 vụ phóng thành công (2 vụ thất bại) trong
chương trình, lên quỹ đạo của tất cả 81 vệ tinh GLONASS, 2 vệ tinh
GLONASS-M, 2 vệ tinh trắc địa thụ động, và 8 trọng tải dằn. (Trọng tải dằn
được sử dụng để cân bằng tải trọng nếu ít hơn 3 vệ tinh được đưa ra.)
1.2.2. Chương trình mục tiêu GALILEO
Định vị vệ tinh, xác định vị trí và thời gian đã được ứng dụng rộng rãi trong
rất nhiều lĩnh vực. Nhận thức được tầm quan trọng chiến lược của các ứng dụng
này, một chương trình tiếp cận của châu Âu được phát triển vào đầu những năm
1990. Nó bắt đầu với đóng góp của thế hệ đầu tiên của hệ thống vệ tinh toàn cầu
Navigation (GNSS-1), các chương trình EGNOS, và tiếp tục với các thế hệ
tương lai của Hệ thống toàn cầu Navigation Satellite (GNSS-2), các chương
trình GALILEO.
GNSS-1 cung cấp dịch vụ cho khu vực châu Âu với những lợi ích ban đầu
nhưng không cung cấp một mức độ đủ để kiểm soát GNSS; và cũng không có
11

tín hiệu với khả năng đảm bảo hiệu suất cao, vì nó phụ thuộc vào GPS hoặc
GLONASS. Điều này đã dẫn đến việc ra đời của GALILEO, một chòm sao vệ
tinh cung cấp vùng phủ sóng trên toàn thế giới, được xem như sự đóng góp của
châu Âu với GNSS-2. Việc sử dụng kết hợp của GALILEO, EGNOS, và GPS /
GLONASS sẽ tăng hiệu suất tổng thể, vững mạnh, và sự an toàn vốn có của các
dịch vụ đạt được từ GNSS, và nó sẽ cho phép chấp nhận trên toàn thế giới về
khai thác và sử dụng các vệ tinh chuyển hướng vì lợi ích của tất cả người dùng
tiềm năng.
Hệ thống GALILEO đang được thiết kế để đáp ứng một loạt các nhu cầu của
người sử dụng, trong đó một số dịch vụ đại diện đã được xác định để hình thành
cơ sở của thiết kế và cho phép xác định các tính năng chính của GALILEO. Tuy
nhiên, các khả năng của hệ thống sẽ cho phép thực hiện một số lượng lớn các
dịch vụ, vượt ra ngoài phạm vi của những tính năng đã được xác định ở đây.
Ngoài ra, các kiến trúc hệ thống là khả năng mở rộng linh hoạt và do đó sự phát
triển của nhu cầu người sử dụng có thể được cung cấp.
EU và Hoa Kỳ đã ký kết một thỏa thuận về GALILEO và GPS tại tại Hội
nghị thượng đỉnh EU-Hoa Kỳ được tổ chức tại Ireland vào ngày 26 tháng 6,
2004. Hiệp định này nhằm khuyến khích cung cấp và sử dụng hai hệ thống định
vị vệ tinh trên và liên quan đếncác ứng dụng đã được ký kết bởi Phó Chủ tịch
EC Loyola de Palacio và Ngoại trưởng Mỹ Colin Powell. Các quy định của thỏa
thuận này sẽ cho phép mỗi hệ thống làm việc cùng với các hệ thống khác mà
không can thiệp với các tín hiệu đối tác của mình, nhờ đó cung cấp khả năng
tương tác giữa GPS và GALILEO.
GALILEO cung cấp năm loại hình dịch vụ trên toàn thế giới và độc lập với
các hệ thống định vị vệ tinh khác bằng cách chỉ sử dụng các tín hiệu phát sóng
của các chòm vệ tinh GALILEO. Năm dịch vụ đó bao gồm: dịch vụ mở (OS –
Open Service), dịch vụ an toàn đời sống (Safety Of Life), dịch vụ thương mại
(CS), dịch vụ công cộng (Public Regulated Service), và dịch vụ hỗ trợ cho việc
tìm kiếm và cứ nạn (Search And Rescue).

Dịch vụ mở (OS) cung cấp thông tin về vị trí, vận tốc và thời gian,
có thể được truy cập miễn phí trực tiếp. Dịch vụ này thích hợp với các
ứng dụng thị trường đại chúng chẳng hạn như định vị trong xe hơi. Dịch
vụ này cũng đặc biệt phù hợp với điện thoại tích hợp khả năng định vị. Ba
tín hiệu (E5a, E5b, và L1) sẽ được phát sóng cho các dịch vụ OS bằng
cách sử dụng ba tín hiệu này với các phương pháp điều chế pha sóng


12








mang khác nhau, có thể đạt được độ chính xác rất cao. Người dùng có thể
sử dụng dịch vụ tại bất kỳ địa điểm nào trên thế giới và bất cứ lúc nào,
miễn là được trang bị máy thu phù hợp.
Các dịch vụ an toàn đời sống (SOL) dành cho người dùng cần độ an toàn cao
(ví dụ, những người tham gia trong ngành hàng hải, hàng không, đường sắt…
yêu cầu được vận hành một cách nghiêm ngặt và mức độ an toàn cao). Dịch
vụ này sẽ được cung cấp mà không mã hóa, và hệ thống sẽ có khả năng để
xác thực bao gồm tín hiệu để đảm bảo rằng các tín hiệu nhận được là thực sự
được phát sóng bởi GALILEO. Điều này sẽ cho phép người sử dụng định kỳ
xác minh đươcj cách mã hoá thông tin phát sóng của tàu vũ trụ là chính hãng.
Ngoài tín hiệu xác thực, dịch vụ SOL sẽ bao gồm giám sát tính toàn vẹn và
thông báo (ví dụ, thông tin cảnh báo một cách kịp thời sẽ được phát cho
người dùng khi sử dụng các tín hiệu an toàn SOL không thể đảm bảo theo

thông số kỹ thuật). Tất cả các tính năng này, cùng với đầy đủ các dịch vụ
đảm bảo, sẽ tạo điều kiện cho sự phát triển và xác nhận các ứng dụng của
SOL. E5b và L1 là các tần số sử dụng cho các dịch vụ SOL. Cũng như với
các hệ điều hành, các thông số kỹ thuật SOL được đưa ra cho một người sử
dụng trong trường hợp xấu nhất tại bất cứ nơi nào trên thế giới tại bất kỳ thời
gian nào trong ngày. Khả năng cung cấp dịch vụ quan trọng này là một trong
các trình điều khiển cho các thiết kế của hệ thống. Điều này có thể hỗ trợ cho
các hoạt động quan trọng, chẳng hạn như hàng không tiếp cận chính xác, với
sự hướng dẫn dọc nơi mà yêu cầu mức độ an toàn nghiêm ngặt.
Các dịch vụ thương mại (CS) sẽ cho phép phát triển các ứng dụng chuyên
nghiệp bằng cách hỗ trợ phổ biến dữ liệu giá trị gia tăng đối với một tín hiệu
dịch vụ thương mại chuyên dụng, nó có thể được sử dụng để hỗ trợ ứng dụng
định vị chính xác cao. Các công ty điều hành GALILEO, phụ trách triển khai
và điều hành hệ thống, sẽ xác định mức độ thực hiện và đảm bảo dịch vụ có
thể cung cấp cho mỗi dịch vụ thương mại trên cơ sở thị trường tiềm năng của
các ứng dụng. Có thể có các hợp đồng thỏa thuận, ví dụ, giữa công ty vận
hành GALILEO với bên thứ ba cung cấp các dịch vụ như dự báo thời tiết,
cảnh báo tai nạn, thông tin giao thông, và cập nhật bản đồ.
Dịch vụ hỗ trợ tìm kiếm và cứu nạn (SAR): các chòm vệ tinh GALILEO sẽ
được trang bị bộ thu cho phép chuyển tiếp các báo động đến trung tâm tìm
kiếm cứu nạn SAR. Một liên kết với những trung tâm này cũng sẽ được thực
hiện để hệ thống sẽ có khả năng chuyển tiếp lại cho người sử dụng một báo
nhận rằng các hoạt động cứu hộ đã được thực hiện. Dịch vụ GALILEO SAR
này sẽ được tích hợp vào hệ thống Cospas / Sarsat để hỗ trợ các hoạt động
SAR.
13


Theo đó, GALILEO sẽ cung cấp sáu tín hiệu dẫn đường với RHCP trong
phạm vi tần số 1,164-1,215 MHz (băng E5), 1,260-1,300 MHz (băng E6), và

1,559-1,592 MHz (băngE2-L1-E1), được phân bổ trên toàn thế giới cho cho dịch
vụ truyền hình vệ tinh (RNSS), (băng tần E2-L1-E1 đôi khi được ký hiệu là L1
cho tiện). Tất cả các vệ tinh sẽ được sử dụng các tần số sóng mang cùng với các
mã khác nhau thông qua truyền CDMA.
Các băng E5 và L1 được phân bổ quốc tế cho ARNS, do đó tín hiệu
GALILEO truyền trong những băng tần chuyên dụng, các ứng dụng an toàn
quan trọng liên quan đến hàng không. Hơn nữa, nó cũng có những điểm chung
với tần số GPS (L1 và E5a) với khả năng tương tác tại cấp thiết bị người dùng.
Hình dưới đây minh họa về đặc tính quang phổ đường cơ sở của tín hiệu
GALILEO cũng như về điều chế, tốc độ chip, và tốc độ dữ liệu tại thời điểm
này. Một số trong những thông số vẫn cần được phân tích cân bằng hơn nữa (ví
dụ như điều chế L1F).

Hình 1.2 Phổ tần của GALILEO
Mỗi vệ tinh GALILEO sẽ truyền tín hiệu dẫn đường sáu ký hiệu là L1F, L1P,
E6C, E6P, E5a, và E5b.
• Tín hiệu L1F: L1F là một tín hiệu truy cập mở truyền trong băng L1 gồm
một kênh dữ liệu và một kênh dẫn (hoặc dataless). Nó không được mã hóa khác
nhau, mã số và dữ liệu chuyển hướng, mà có thể truy cập đến tất cả người dùng.
Các chuỗi dữ liệu L1F cũng chứa các tin nhắn và toàn bộ dữ liệu thương mại đã
14


được mã hóa. Tốc độ dữ liệu L1F là 125 bps. Các tín hiệu L1F sẽ hỗ trợ các hệ
điều hành, dịch vụ thương mại,và SOL.
• Tín hiệu L1P: tín hiệu L1P là một tín hiệu hạn chế truy cập truyền trong
băng L1. Mã số và dữ liệu khác nhau của nó được mã hóa bằng cách sử dụng
một thuật toán được mã hóa.
• Tín hiệu E6C: E6C là một tín hiệu thương mại-truy nhập truyền trong các
băng tần E6 bao gồm một kênh dữ liệu và một kênh dẫn (hoặc dataless). Các mã

này là khác nhau, và dữ liệu được mã hóa bằng cách sử dụng một thuật toán
thương mại. Tốc độ dữ liệu 500 bps sẽ cho phép việc truyền tải dữ liệu thương
mại với tốc độ lớn. Các tín hiệu E6C là tín hiệu chuyên dụng để hỗ trợ các dịch
vụ thương mại.
• tín hiệu E6P: E6P là một tín hiệu hạn chế truy cập truyền trong băng E6. Nó
được mã hóa khác nhau, và các dữ liệu được mã hóa bằng cách sử dụng một
thuật toán mã hóa của chính phủ.
• tín hiệu E5a: tín hiệu E5a là một tín hiệu truy cập mở truyền trong băng E5
bao gồm một kênh dữ liệu và một kênh dẫn (hoặc dataless). Các tín hiệu E5a có
thể không cần mã hóa mã khác nhau và dữ liệu chuyển hướng có thể được truy
nhập bởi tất cả người sử dụng. Nó truyền các dữ liệu cơ bản để hỗ trợ định vị và
xác định thời gian, với tốc độ dữ liệu tương đối thấp cho phép dữ liệu giải điều
chế mạnh mẽ hơn. Các tín hiệu E5a sẽ hỗ trợ các hệ điều hành.
• tín hiệu E5b: E5b là một tín hiệu truy cập mở truyền trong băng E5 bao
gồm một kênh dữ liệu và một kênh dẫn (hoặc dataless). Nó được mã hóa khác
nhau, mã số và dữ liệu định vị cho phép tất cả người dùng truy cập. Các chuỗi
dữ liệu E5b cũng chứa các tin nhắn và toàn bộ dữ liệu thương mại đã được mã
hóa. Tốc độ dữ liệulà 125 bps. Các tín hiệu E5b sẽ hỗ trợ các hệ điều hành, dịch
vụ thương mại, và dịch vụ SOL. Các tín hiệu E5a và E5b được điều chế vào một
sóng mang duy nhất E5 sử dụng kỹ thuật AltBOC. Các tín hiệu E5a và E5b
được ký hiệu chung là tín hiệu E5 và có thể được xử lý như một tín hiệu lớn
băng thông duy nhất với một người sử dụng thích hợp thực hiện thu. Một
chương trình mã hóa tỷ lệ một nửa xoắn được sử dụng cho tất cả các tín hiệu
trước khi truyền dữ liệu thông báo trên các sóng mang của chúng. Tỉ lệ ký tự
trên giây (SPS) gấp hai lần tốc độ dữ liệu bit trên giây (bps).

15


Ngoài hệ thống GLONASS và GALILEO đã được nói ở trên, còn có một hệ

thống định vị vệ tinh phổ biến hơn đó là GPS. Chương 2 ngay dưới đây sẽ đi sâu
tìm hiểu kĩ hơn về hệ thống này

16


CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRONG HỆ THỐNG ĐỊNH
VỊ VỆ TINH GPS
2.1.Cấu trúc hệ thống GPS

GPS bao gồm các thành phần : hệ thống vệ tinh, mạng điều khiển và giám sát
mặt đất, và người sử dụng thiết bị thu. GPS JPO đã chính thức phân chia các
thành phần đó thành 3 phần lần lượt là: phần không gian, phần điều khiển, và
phần người sử dụng. Hệ thống vệ tinh là tập hợp các vệ tinh trong quỹ đạo phát
ra các tín hiệu khác nhau cũng như các thông báo về dữ liệu cho các thiết bị
người sử dụng. Các phần điều khiển (CS) theo dõi và duy trì các vệ tinh trong
không gian. Trạm điều khiển chính sẽ theo dõi độ ổn định và tính toàn vẹn của
tín hiệu vệ tinh, duy trì cấu hình quỹ đạo của các vệ tinh. Hơn nữa, phần điều
khiển cũng có nhiệm vụ cập nhật đồng hồ vệ tinh, lịch thiên văn cũng như nhiều
thông số khác cần thiết cho việc xác định người sử dụng PVT. Cuối cùng, các
thiết bị người sử dụng (tức là, phần sử dụng) thực hiện chuyển hướng, tính toán
thời gian, hoặc các chức năng liên quan khác (ví dụ khảo sát). Một cái nhìn tổng
quan của mỗi phần của hệ thống được giới thiệu ngay sau đây.
1.2.1. Phần không gian:
Phần không gian bao gồm các vệ tinh mà từ đó người dùng sẽ thực hiện các
phép đo khác nhau. SVs (tức là, các vệ tinh) truyền tín hiệu mã PRN mà từ đó
các phép đo khác nhau được thực hiện.Việc này khiến cho hệ thống GPS trở nên
bị động đối với người sử dụng với các tín hiệu chỉ được truyền đi và người sử
dụng tiếp nhận các tín hiệu một cách thụ động.
Vì vậy, GPS không giới hạn số lượng người dùng đồng thời có thể truy nhập.

Một vệ tinh truyền các tín hiệu khác nhau, được điều chế với dữ liệu bao gồm
thông tin để xác định vị trí của các vệ tinh. Mỗi SV có trọng tải và các hệ thống
phụ trợ để kiểm soát phương tiện giao thông. Tải trọng chính là tải trọng chuyển
hướng sử dụng để hỗ trợ các nhiệm vụ của PVT GPS; tải trọng thứ cấp là các vụ
nổ hạt nhân (NUDET) để phát hiện hệ thống. Chúng dều được hỗ trợ phát hiện
và báo cáo về các hiện tượng bức xạ trên Trái Đất. Các hệ thống phụ trợ điều
khiển xe thực hiện các chức năng như duy trì các hướng của vệ tinh đến Trái đất
và các tấm pin mặt trời hướng vào Mặt Trời.
Phần không gian bao gồm 2 thành phần chính: Một là các vệ tinh có quỹ đạo
và được định vị trong quỹ đạo. Còn lại là vệ tinh chiếm từng khe quỹ đạo.
Hệ thống các vệ tinh của GPS:
17


Chính phủ Mỹ đã đưa ra hình thái cơ bản của cho hệ thống này gồm 24 vệ
tinh.

Hình 2.1. Các vệ tinh của GPS trong không gian
Trong cấu hình này, các vệ tinh được định vị trong sáu mặt phẳng quỹ đạo có
tâm là Trái Đất với bốn vệ tinh trong mỗi mặt phẳng. Các chu kỳ quỹ đạo ghi
nhận được của một vệ tinh GPS là một nửa của ngày thiên văn hoặc 11 giờ 58
phút. Các quỹ đạo là gần tròn và cách đều xung quanh đường xích đạo một góc
60o với góc nghiêng so với mặt phẳng xích đạo của 55o. Bán kính quỹ đạo (tức là
khoảng cách từ tâm của Trái đất đến vệ tinh) là khoảng 26.600 km. Hệ thống vệ
tinh này cung cấp dịch vụ hàng hải 24h cho người sử dụng toàn cầu và khả năng
xác định thời gian. Bảng số liệu dưới đây trình bày về các quỹ đạo vệ tinh trong

18

một mặt phẳng tham chiếu với thời điểm tại 0000h ngày 1 tháng 7 năm 1993
theo giờ UTC.

Hình 2.2 Qũy đạo vệ tinh khi được trải đều ra
Hình dáng của mộĩ quỹ đạo giống như một vòng tròn, các số liệu này của
các quỹ đạo được trải ra và đặt lên một bề mặt phẳng. Tương tự như vậy đối với
đường xích đạo của trái đất, nó cũng giống như một vòng tròn đã được trải ra và
đặt trên một bề mặt phẳng. Độ dốc của mỗi quỹ đạo đại diện cho độ nghiêng của
nó đối với mặt phẳng xích đạo của trái đất, theo lý thuyết là 55o. Các vị trí mặt
phẳng quỹ đạo đối với Trái đất với được xác định bởi kinh độ của một nút, trong
khi vị trí của các vệ tinh trong mặt phẳng quỹ đạo được xác định bởi độ sai khác
trung bình. Các Kinh độ của điểm nút là giao điểm của mỗi mặt phẳng quỹ đạo
với mặt phẳng xích đạo. Kinh tuyến tại Greenwich là điểm tham chiếu nơi Kinh
độ của điểm nút có giá trị bằng không. Sai khác trung bình là các vị trí góc của
mỗi vệ tinh trong quỹ đạo, với đường xích đạo của Trái Đất có liên quan đến
hoặc đúng với một giá trị số bằng 0 của sai khác trung bình. Có thể thấy rằng sự
định pha tương đối giữa các vệ tinh kề cận nhất trong quỹ đạo là khoảng 40o.
Một số ký hiệu khác nhau được sử dụng để chỉ các vệ tinh trong quỹ đạo của
mình. Mỗi mặt phẳng quỹ đạo được gán một tên (như là A, B, C, D, E, và F) với
19


mỗi vệ tinh trong một mặt phẳng được gán một số từ 1 đến 4. Như vậy, một vệ
tinh tham chiếu B3 nghĩa là số lượng vệ tinh trong mặt phẳng quỹ đạo B là 3. Số
thứ hai là do một số vệ tinh NAVSTAR của Không quân Hoa Kỳ đưa ra.
1.2.2 Phần điều khiển:
Phần điều khiển có trách nhiệm duy trì các vệ tinh và các hoạt động chính
của chúng. Điều này bao gồm việc duy trì các vệ tinh trong quỹ đạo đúng vị trí
của chúng (gọi là stationkeeping) và theo dõi tình trạng của hệ thống phụ vệ
tinh. Đồng thời phần điều khiển cũng giám sát mạng lưới các vệ tinh năng lượng

mặt trời, mức năng lượng pin, và mức nhiên liệu sử dụng cho việc thử nghiệm.
Hơn nữa, các trạm điều khiển cũng kích hoạt vệ tinh dự phòng (nếu có) để duy
trì tính liên tục của hệ thống. Các trạm điều khiển cập nhật các đồng hồ vệ tinh,
thiên văn, niên lịch và các chỉ số khác trong bản tin hàng hải ít nhất một lần mỗi
ngày. Cập nhật được thường xuyên hơn dự kiến khi cải thiện độ chính xác định
vị được yêu cầu. (Thường xuyên cập nhật đồng hồ và lịch thiên văn để giúp làm
giảm khoảng cách và điều khiển các tác nhân gây ra các sai số khác nhau) .Các
thông số thiên văn phù hợp gần như tuyệt đối với các quỹ đạo vệ tinh GPS và
chỉ có giá trị trong một khoảng thời gian 4 giờ với điều kiện cập nhập mỗi ngày.
Tùy thuộc vào các khối vệ tinh, dữ liệu thông báo hướng có thể được lưu trữ
trong tối thiểu 14 ngày đến tối đa là 210 ngày với điều kiện cập nhật sau mỗi 4
giờ hoặc 6 giờ một cách không thường xuyên như mỗi hai tuần một lần hoặc
trong khoảng thời gian lớn hơn 6 giờ trong trường hợp một lần tải lên không thể
cung cấp cho hơn 2 tuần. Các niên lịch là một tập hợp con có độ chính xác giảm
của các thông số thiên văn. Niên giám hàng hải gồm 7 trong số 15 thông số quỹ
đạo thiên văn. Dữ liệu niên lịch được sử dụng để dự đoán vị trí vệ tinh gần đúng
và hỗ trợ trong việc mua lại tín hiệu vệ tinh. Hơn nữa, trạm điều khiển giải quyết
các vấn đề bất thường của vệ tinh, điều khiển SA và AS, vận chuyển các kết quả
đo tại từ xa trạm giám sát để xác định hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh, niên giám, và
thiên văn. Để thực hiện các chức năng này, các CS bao gồm ba thành phần vật lý
khác nhau: các trạm kiểm soát tổng thể (MCS), trạm giám sát, và anten mặt đất.

20


Hình 2.3 Phân bố địa lý của các trạm điều khiển
1.2.3. Phần sử dụng:
Phần sử dụng bao gồm tất cả các thiết bị người dùng. Mỗi bộ thiết bị thường
được gọi là một máy thu GPS, dùng để xử lý tín hiệu băng rộng truyền từ vệ tinh
để xác định vị trí người sử dụng. Ngoài chức năng xác định vị trí là cách dùng

phổ biến nhất, máy thu còn được thiết kế cho các ứng dụng khác. Xu hướng
công nghệ hiện nay là thu nhỏ thành phần đồng thởi sản xuất quy mô lớn đã dẫn
đến việc làm tăng chi phí của các thành phần máy thu GPS. Máy thu GPS được
lắp đặt trong nhiều mặt hàng mà chúngta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày
như điện thoại di động, thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân (PDA), xe ô tô… Điều
này trái ngược với các bộ tiếp nhận ban đầu được sản xuất vào những năm 1970
như một phần của giai đoạn xác nhận cơ sở chung của hệ thống. Những thiết bị
thu đầu tiênchủ yếu là các thiết bị tương tự cho các ứng dụng quân sự và chúng
rất lớn, cồng kềnh và nặng nề. Ngày nay, các máy thu đã cải thiện rất nhiều về
hình thức, bao gồm hệ thống chip, thiết bị cầm tay, và thẻ ISA (Industry
Standard Architecture) phù hợp. Trong thực tế, có rất nhiều máy thu GPS đơn
chíp mà tôi chịu tác động của điện thế thấp có tính lưỡng cực bổ sung bán dẫn
oxit kim loại (BiCMOS), quy trình và kỹ thuật quản lý điện để đáp ứng nhu cầu
về kích thước tối thiểu và ít tốn năng lượng của thiết bị cầm tay.
Việc lựa chọn máy thu GPS phụ thuộc vào ứng dụng của người sử dụng. Sau
đó là các thành phần điển hình của máy thu đều là những tiêu chí để lựa chọn.
Sơ đồ khối của một máy thu GPS được thể hiện trong hình dưới đây, bao
gồm năm thành phần chính: anten, khối nhận, khối xử lý, đầu vào / đầu ra (I /
O)thiết bị kiểm soát hiển thị (CDU), và một nguồn cung cấp năng lượng.
21


Anten

I/O
Khối thu

Khối
xử lý

Thiết bị
kiểm soát
hiển thị

Nguồn
cung cấp

Hình 2.4 Sơ đồ khối của một máy thu GPS cơ bản
a. Anten

Tín hiệu vệ tinh được thu nhận qua anten, đó là cánh tay phải phân cực tròn
(RHCP) và cung cấp vùng phủ sóng gần bán cầu. Độ bao phủ điển hình là 160 0
dao động trong khoảng từ 2,5 dBic ở cực đại đến gần như đồng bộ ở độ cao 15 0.
(Việc đạt được sự đồng bộ anten RHCP cũng có thể được thể hiện như 0 dBic =
0 dB đối với một ăng-ten đẳng hướng phân cực tròn.) Dưới 15 °, mức tăng
thường là không có.

22


Hình 2.5 Ví dụ về RHCP ăng-ten hình bán cầu mẫu.
a. Khối thu:

Người sử dụng dịch vụ định vị chính xác PPS thường sử dụng bộ để theo dấu
mã P trên cả L1 và L2. Những bộ này ban đầy hoạt động với máy thu theo dấu
mã C/A trên L1 và sau đó chuyển tiếp để theo dấu mã P trên cả L 1 và L2. Việc
theo dấu mã P chỉ xảy ra với sự trợ giúp của các thiết bị mã hóa. (Nếu các tín
hiệu vệ tinh được mã hóa và người nhận không có các thiết bị mã hóa thích hợp,
người nhận thường mặc định để theo dõi C/A mã trên L1.
Ngoài ra, người sử dụng dịch vụ định vị tiêu chuẩn SPS sử dụng bộ theo dõi

các mã C/A độc quyền trên L 1, vì đó là tần số duy nhất mà các mã C/A thường
phát sóng. Ngoài các loại máy thu đã đề cập trước đó, còn có những biến thể
khác, chẳng hạn như máythu semicodeless dân sự theo dõi các mã C/A trên L 1
và pha sóng mang tần số ở cả L 1 và L2. Những máy thu này sử dụng tín hiệu xử
23


lý kỹ thuật mà không yêu cầu truy cập mật mã cho mã P. Cách sử dụng pha sóng
mang để quan sát đo lường cho phép đạt đến độ chính xác centimet (hoặc thậm
chí milimet). Hầu hết các máy thu có nhiều kênh nên theo đó mỗi kênh theo dõi
việc truyền tải từ một vệ tinh duy nhất. Một sơ đồ khối đơn giản của một máy
thu SPS đa kênh được thể hiện trong hình dưới đây

Hình 2.6 Sơ đồ khối đơn giản của một máy thu SPS đa kênh

2.2. Các tham số trong hệ thống GPS:

2.2.1 Hệ tọa độ sử dụng trong hệ thống GPS:
Hệ tọa độ được sử dụng trong hệ thống định vị vệ tinh hiện nay là hệ trắc địa
toàn cầu WGS 84 ( World Geodetic System 1984) – vốn là một hệ tham chiếu
Đề các 3D có mặt phẳng X-Y trùng với mặt phẳng xích đạo và gốc tọa độ trùng
với tâm của Trái Đất.
-

Trục Z theo hướng ứng với hướng trục Trái Đất theo quy ước của BHI
năm 1984 dược gọi là hướng cực tham chiếu của dịch vụ chuyển động
quay toàn cầu của Trái Đất
24

-

Trục X là giao của kinh tuyến IERS ( trùng với kinh tuyến 0 ở Greenwich,
London) và mặt phẳng vuông góc với trục Z tại tâm.
Trục Y nằm theo chiều thuận của hệ tọa độ có thang chia theo các khu
vực của Trái Đất theo thuyết tương đối của trường trọng lực, được gọi là
hệ tọa độ trực giao cố định gắn với tâm Trái Đất.
Z

O

Y

X
Hình 2.7 Hệ tọa độ WGS 84
2.2.2 Giờ GPS và số đếm Z của vệ tinh:
a. Giờ GPS:
Giờ GPS do phần điều khiển tạo lập và được điều chỉnh theo giờ UTC. Đơn
vị sử dụng lớn nhất là tuần và được coi là 604 800 giây. Do giờ GPS là một
thang giờ liên tục còn giờ UTC lại được điều chỉnh theo phần nguyên của số
giây dư ra nên giờ GPS có thể khác giờ UTC. Tuy nhiên sự sai khác này cũng
luôn được giảm thiểu để tránh chênh lệch về mặt thời gian là quá lớn. Hệ thống
điều khiển (OSC) sẽ điều chỉnh thang giờ GPS trong vòng 1µs của UTC.
Các bản tin đẫn đường mang các tin tức cần thiết về mối tương quan giữa giờ
GPS và giờ UTC. Độ chính xác của những tin tức này trong suốt thời gian phát
sẽ là sự chênh lệch giữa giờ GPS và giờ UTC trong vòng 90ns. Do chúng đều
được phần điều khiển thiếp lập cho nên nếu xuất hiện tác nhân làm phần điều
khiển không thể nạp đữ liệu cho vệ tinh thì độ chính xác tương quan này cũng sẽ
giảm. Đó có thể là các sai số khoảng cách, sai số chuyển đổi thời gian GPS…
b. Số đếm Z:

25