Ngày đăng: 25/07/2017, 21:45

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI – LÂM HOÀNG HẢI NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN GIẢI PHÁP ĐỊNH VỊ VỆ TINH GPS PHỐI HỢP VỚI CÁC CÔNG NGHỆ ĐỊNH VỊ TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG NGÀNH KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TẠ HẢI TÙNG Hà Nội – 2015 QUYẾT ĐỊNH GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Thông tin học viên Họ tên học viên: LÂM HOÀNG HẢI MSHV: CB130031 Lớp: 13B MTTT Khóa: 2013B Nghành: Kỹ thuật Laptop Truyền thông Smartphone liên lạc: +84 983677098 Tin nhắn hộp thư online: lamhoanghai1976@gmail.com Luận văn đƣợc thực tại: Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Thời gian làm Luận văn: Từ ngày 29/4/2014 đến 31/3/2015 Mục đích bài viết Luận văn Mục đích Luận văn tìm hiểu qui trình kết hợp thu GPS với mạng truyền thông để cải tổ chất lƣợng định vị thu hoạt động môi trƣờng bất lợi, tín hiệu GPS yếu bị che khuất Luận văn trình bày vấn đề liên quan đến phƣơng pháp bổ trợ cho định vị A-GPS theo chuẩn SUPL Đây chuẩn dùng để lớn mạnh hệ thống bổ trợ định vị A-GPS hạ tầng mạng IP (Internet Protocol) Từ nghiên cứu để đƣa mô hình bổ trợ định vị điều kiện máy thu không chứng kiến vệ tinh GPS Các trách nhiệm rõ ràng Luận văn Để đạt đƣợc mục đích trên, Luận văn chăm chú vào thực trách nhiệm rõ ràng nhƣ sau: – Tìm hiểu khái quát hoạt động hệ thống GPS phƣơng pháp bổ trợ định vị A-GPS theo chuẩn SUPL – Triển khai setup áp dụng mã nguồn mở Tajuma tìm hiều Server phân phối thông tin cho thu GPS – Thực nghiệm, nhận xét kết đạt đƣợc – Đề nghị hƣớng lớn mạnh luận văn Lời khẳng định học viên Tôi –Lâm Hoàng Hải– khẳng định Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ công trình tìm hiểu thân dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Tạ Hải Tùng Các kết nêu Luận văn trung thực, chép toàn văn công trình khác Bài viết trích dẫn trung thực Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Author Luận văn Lâm Hoàng Hải Công nhận gia sư hƣớng dẫn mức độ giải quyết LVTN cho phép bảo vệ Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Cô giáo hƣớng dẫn PGS.TS Tạ Hải Tùng TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Bài viết luận văn tốt nghiệp bao gồm 03 chƣơng đƣợc trình bày nhƣ sau: CHƢƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Vấn đề môi trƣờng định vị 1.1.1 Lịch sử lớn mạnh hệ thống định vị GPS 1.1.2 Môi trƣờng định vị ngày 1.2 Các phương pháp 1.2.1 Các phương pháp bổ trợ định vị GPS 1.2.2 Phương pháp A-GPS CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái quát hệ thống định vị sử dụng vệ tinh 2.1.1 Cấu tạo hệ thống GPS 2.1.2 Áp dụng hệ thống GPS 2.2 Thiết kế thu GNSS 2.2.1 Khái quát Thiết kế thu GNSS 2.2.2 Dò tín hiệu (Acquisition) 2.3 Giới thiệu A-GPS chuẩn SUPL 2.3.1 Assited GPS 2.3.2 Chuẩn SUPL bổ trợ định vị 2.3.3 Giao thức Radio Resource LCS (Location Service) Protocol CHƢƠNG TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM 3.1 Tìm tòi software mã nguồn mở Tajuma 3.1.1 Khái quát Tajuma 3.1.2 Supl-client 3.1.3 Supl-proxy 3.2 Seting triển khai hệ thống 3.2.1 Seting khai hệ thống bổ trợ định vị Tajuma 3.2.2 Triển khai supl-client 3.2.3 Triển khai supl-proxy 3.3 Kịch thí nghiệm 3.3.1 Kịch 1: Thu tín hiệu vệ tinh GPS khu vực không bị che khuất 3.3.2 Kịch 2: Thu tín hiệu vệ tinh GPS khu vực bị che khuất 3.3.3 Kịch 3: Bộ thu đƣợc phân phối thông tin số hiệu vệ tinh KẾT LUẬN LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, Author Luận văn xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia sư PGS.TS Tạ Hải Tùng quan tâm định hƣớng tạo cơ hội trợ giúp học viên giải quyết Luận văn Author Luận văn xin gửi lời cảm ơn Ban chỉ huy Trọng tâm NAVIS, cán Trọng tâm NAVIS, Trƣờng Đại học BKHN thầy cô Viện Công nghệ Thông tin Truyền thông trang bị tri thức tảng suốt trình tập luyện học tập học viên Author Luận văn xin gửi lời cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Thanh Tú cán Trung Tâm NAVIS, Author tìm hiểu trƣớc phân phối cho Author Luận văn ebook đọc qua có giá trị Cuối cùng, Author Luận văn xin gửi lời cảm ơn chân tình tới gia đình, đồng bọn ngƣời thân bổ trợ khuyến khích Author trình thực Luận văn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lâm Hoàng Hải MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG 10 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 11 LỜI MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 14 1.1 Vấn đề môi trƣờng định vị 14 1.1.1 Lịch sử lớn mạnh hệ thống định vị GPS 14 1.1.2 Môi trƣờng định vị ngày 15 1.2 Các phương pháp 15 1.2.1 Các phương pháp bổ trợ định vị GPS 15 1.2.2 Phương pháp A-GPS 18 1.3 Kết luận 19 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 20 2.1 Khái quát hệ thống định vị sử dụng vệ tinh 20 2.1.1 Cấu tạo hệ thống GPS 21 2.1.2 Áp dụng hệ thống GPS 23 2.2 Thiết kế thu GNSS 25 2.2.1 Khái quát Thiết kế thu GNSS 25 2.2.2 Dò tín hiệu (Acquisition) 25 2.3 Giới thiệu A-GPS chuẩn SUPL 34 2.3.1 Assited GPS 34 2.3.2 Chuẩn SUPL bổ trợ định vị vệ tinh 40 2.3.3 Giao thức Radio Resource LCS (Location Service) Protocol 47 2.4 Kết luận 49 CHƢƠNG TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM 50 3.1 PM mã nguồn mở Tajuma 50 3.1.1 Khái quát 50 3.1.2 Supl-client 51 3.1.3 Supl-proxy 52 3.2 Seting triển khai hệ thống 53 3.2.1 Cài đ ặt khai hệ thống bổ trợ định vị Tajuma 53 3.2.2 Triển khai supl-client 53 3.2.3 Triển khai supl-proxy 57 3.3 Kịch thí nghiệm 58 3.3.1 Kịch 1: Thu tín hiệu vệ tinh GPS khu vực không bị che khuất 58 3.3.2 Kịch 2: Thu tín hiệu vệ tinh GPS khu vực bị che khuất 64 3.3.3 Kịch 3: Bộ thu đƣợc phân phối thông tin số hiệu vệ tinh 71 3.4 Kết luận 74 KẾT LUẬN 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mô hình thu đa kênh thu nhiều tín hiệu từ vệ tinh GNSS 15 Hình 1.2: Sơ đồ thực dịch vụ bổ trợ Multi-GNSS 16 Hình 1.3: Mô hình hoạt động phương pháp GBAS 17 Hình 1.4: Mô hình thực dịch vụ bổ trợ WAAS 17 Hình 2.1: Miêu tả hệ thống vệ tinh định vị toàn thị trường quốc tế GNSS [2] 21 Hình 2.2: Các thành phần hệ thống GPS [2] 21 Hình 2.3: Hệ thống vệ tinh GPS 22 Hình 2.4: Mạng lƣới trạm giám sát điều khiển trọng tâm hệ thống GPS 23 Hình 2.5: Thiết kế thu GNSS thông thƣờng [1] 25 Hình 2.6: Thiết kế trình khai hoang tín hiệu [1] 26 Hình 2.7: Không gian tìm kiếm trình khai hoang tín hiệu với vệ tinh [1 ] 27 Hình 2.8: Đồ thị chiều hàm CAF tìm ra vệ tinh 28 Hình 2.9: Sơ đồ khối thuật toán tìm kiếm [5] 29 Hình 2.10: Đầu từ thuật toán tìm kiếm 30 Hình 2.11: Sơ đồ khối thuật toán tìm kiếm cùng lúc miền tần số [5] 30 Hình 2.12: Giải pha chế mã PRN [5] 31 Hình 2.13: Sơ đồ khối thuật toán tìm kiếm code phase cùng lúc [5] 32 Hình 2.14: Một số phƣơng pháp kết hợp sau tƣơng quan [1] 33 Hình 2.15: Hệ thống A-GPS 36 Hình 2.16: Mô hình Server tham chiếu 37 Hình 2.17: Thiết kế hệ thống SUPL [10] 42 Hình 2.18 : Phương châm hoạt động proxy-mode [10] 43 Hình 2.19: Phương châm hoạt động non-proxy mode [10] 44 Hình 2.20: Kịch SET khởi tạo SLP hoạt động cơ chế proxy [10] 46 Hình 3.1: Mô hình thiết kế hệ thống Server bổ trợ A-GPS 51 Hình 3.2: Kết Server google trả supl-client 54 Hình 3.3: Các thông số kỹ thuật Almanac Server trả supl-client 55 Hình 3.4: Kết trả số hiệu vệ tinh connect tới Server A-GPS 56 Hình 3.5: Kết vệ tinh kiểm soát software Orbitron 3.71 56 Hình 3.6: Mô hình triển khai Kịch 59 Hình 3.7: Vị trí triển khai thu liệu cho Kịch 59 Hình 3.8: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu chƣa tăng độ nhạy 60 Hình 3.9: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu tăng độ nhạy 61 Hình 3.10: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa tăng độ nhạy 63 Hình 3.11: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc tăng độ nhạy 63 Hình 3.12: Thời gian thực dò liệu liệu không bị che khuất 64 Hình 3.13: Mô hình triển khai Kịch 65 Hình 3.14: Vị trí triển khai thu liệu cho Kịch 65 Hình 3.15: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu chƣa tăng độ nhạy 66 Hình 3.16: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu tăng độ nhạy 68 Hình 3.17: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa tăng độ nhạy 70 Hình 3.18: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc tăng độ nhạy 70 Hình 3.19: Thời gian thực dò liệu liệu bị che khuất 71 Hình 3.20: Mô hình triển khai Kịch 71 Hình 3.21: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa có thông tin A-GPS 73 Hình 3.22: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc có thông tin từ A-GPS 73 Hình 3.23: So sánh thời gian thực dò liệu trƣờng hợp khác 74 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1: Miêu tả tin thuộc nhóm Lup Location Service Management [10] 45 Bảng 2-2: Miêu tả tin thuộc nhóm Lup Positionng Determination [10] 45 Bảng 2-3: Các trƣờng liệu GPS Assisted Data [10] 48 Bảng 3-1: Bảng thông số kỹ thuật Almanac Server phân phối 55 Bảng 3-2: Bảng so sánh số lƣợng PRN tìm ra connect với Server A-GPS 57 10 đặt laptop), vị trí thu sân nhà C1 (Quảng trƣờng sân), trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội môi trƣờng lí tƣởng, không bị che khuất Sử dụng chƣơng trình dò tín hiệu Acquisition dùng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan để xác nhận tín hiệu vệ tinh thu đƣợc Nhận xét độ nhạy dò tín hiệu Acquisition với giá trị thời gian cố kết khác (tham số M mẹo (2.9)) Với Trƣờng hợp đặt độ nhạy M=1 Trƣờng hợp đặt độ nhạy M=10 chƣơng trình Acquisition viết Nhận xét: – Trong hai Trƣờng hợp chƣơng trình Acquisition khai hoang liệu dò tìm thu đƣợc 06 vệ tinh GPS vệ tinh [4, 7, 17, 22, 24, 28] Nhƣng thời gian thực khác nhau, với Trƣờng hợp đặt độ nhạy M=1 thời gian tính toán 12.6126 giây, với Trƣờng hợp đặt độ nhạy M=10 thời gian tính toán 51.2067 giây – Thời gian thực Trƣờng hợp nhanh Trƣờng hợp khoảng lần, Trƣờng hợp phải tính toán lâu với độ nhạy gấp 10 lần Trƣơng hợp – Đồ thị không gian ba chiều vệ tinh thu đƣợc Trƣờng hợp với nhạy M=1 nên có giá trị tƣơng quan nhỏ, nhiễu cao Hiện tƣợng chƣơng trình Acquisition thực lần dò tìm liệu đƣợc; Trƣờng hợp đặt độ nhạy M=10 chƣơng trình Acquisition sử dụng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan, lấy kết tổng trị tuyệt đối lần dò tìm Do kết thu đƣợc đồ thị không gian ba chiều vệ tinh có nhiễu thấp, đỉnh tƣơng quan cao đáng kể đối với Trƣờng hợp – Đồ thị Hình 3.8 Hình 3.9 đồ thị không gian ba chiều vệ tinh [4, 7, 17, 22, 24, 28] tầm chứng kiến máy thu, trục thể tham số nhƣ sau: + Trục Doppler shift (Hz): Hiển thị tần số thu, máy thu biết đƣợc Doppler shift (độ dịch doppler) tính toán đƣợc tần số thu, biết đƣợc tần số thu đồng nghĩa với việc biết đƣợc mã giả bỗng dưng PRN, biết đƣợc mã PRN biết đƣợc số hiệu vệ tinh GPS + Trục Delay (samples): Hiển thị độ trễ mã trải phổ (độ trễ độ trễ đƣợc tính từ vệ tinh GPS phát tín hiệu đến thời điểm máy thu thu đƣợc tín hiệu 62 vệ tinh GPS phát ra), từ độ trễ thu tính đƣợc thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh GPS tới máy thu + Trục Correlation values: Miêu tả giá trị tƣơng quan, trƣờng hợp thu tín hiệu GPS thu đƣợc 03 vệ tinh [4, 7, 17, 22, 24, 28] có xuất đỉnh vệ tinh Ngƣợc lại, số vệ tinh không tầm chứng kiến không xuất đỉnh chƣơng trình Acquisition đặt ngƣỡng để loại bỏ trƣờng hợp mà thu không thu đƣợc tín hiệu từ vệ tinh GPS  So sánh hai kết sau giải quyết: – Trƣờng hợp 1: Trong điều kiện không bị che khuất, đặt độ nhạy M= software Acquisition, dò đƣợc 06 vệ tinh GPS [4, 7, 17, 22, 24, 28] liệu thu nhƣng nhiễu cao, có 02 vệ tinh [7, 22] không nhìn rõ đỉnh Correlation values 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 PRN Hình 3.10: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa tăng độ nhạy – Trƣờng hợp 2: Đặt tăng độ nhạy M= 10 software Acquisition, số lƣợng vệ tinh GPS chứng kiến 06 vệ tinh [4, 7, 17, 22, 24, 28] không bao giờ thay đổi, nhƣng đỉnh xuất hiệu sắc nét Correlation values 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 PRN Hình 3.11: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc tăng độ nhạy 63  Thời gian tính toán: – Trƣờng hợp 1: Đặt độ nhạy M=1, thời gian tính toán là: 12.6126 giây Thời gian thực (giây) – Trƣờng hợp 2: Đặt độ nhạy M=10, thời gian tính toán là: 51.2067 giây 60 51.2067 50 40 30 20 12.6126 10 M= 10 M= Hình 3.12: Thời gian thực dò liệu liệu không bị che khuất 3.3.2 Kịch 2: Thu tín hiệu vệ tinh GPS khu vực bị che khuất 3.3.2.1 Mục đích – Thu 01 tín hiệu tần số L1 từ vệ tinh GPS thu GNSS Frontend Maxim – Thực nghiệm hoạt động thu môi trƣờng bị can nhiễu, che khuất; nhận xét khả khai hoang tín hiệu chƣơng trình Acquisition thời gian thực khai hoang liệu – Vận dụng software Acquisition sử dụng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan để xác nhận tín hiệu vệ tinh thu đƣợc Nhận xét độ nhạy dò tín hiệu Acquisition với giá trị thời gian cố kết khác (tham số M mẹo [2.9]) 3.3.2.2 Bài viết triển khai  Mô hình triển khai Kịch 2: 64 Frontend Seting chương trình: Acquisition, Drive Frontend Maxim Hình 3.13: Mô hình triển khai Kịch Bộ thu GNSS Trọng tâm Navis (Frontend Maxim, ăng ten GPS software drive thu Maxim setup laptop) để thu tín hiệu từ vệ tinh GPS Sử dụng chƣơng trình Acquisition để khai hoang tín hiệu, tính toán thời gian thực  Vị trí triển khai: Tại sân nhà C2 (dƣới gốc xoài cổ thụ), trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Ăng ten thu Frontend Maxim Hình 3.14: Vị trí triển khai thu liệu cho Kịch – Bộ thu GNSS Trọng tâm Navis (Frontend Maxin, ăng ten GPS software drive thu Maxim setup laptop) 65 – Sử dụng chƣơng trình Acquisition để dò tín hiệu 3.3.2.3 Kết Thu đƣợc 01 tín hiệu tần số L1 từ vệ tinh GPS (realtestc2.bin dung lƣợng 203 MB) – Trƣờng hợp 1: Đặt độ nhạy M= 1, dò tìm đƣợc 03 vệ tinh GPS [27, 31, 32]; không đủ điều kiện để định vị Correlation values PRN 27 Doppler shift (Hz) Delay (samples) PRN 31 Correlation values Correlation values PRN 32 Doppler shift (Hz) Doppler shift (Hz) Delay (samples) Delay (samples) Hình 3.15: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu chƣa tăng độ nhạy  Nghiên cứu nhận xét Hình 3.15: Đồ thị không gian ba chiều Hình 3.15 kết thực tính tƣơng quan đầu vào đầu chƣơng trình Acquisition mô Matlab – Dữ liệu đầu vào 01 tín hiệu GPS tần số L1 (realtestc2.bin dung lƣợng 203 MB) thu đƣợc từ vệ tinh GPS thu GNSS Trọng tâm Navis (Frontend Maxim, ăng ten GPS software drive thu Maxim setup laptop), vị trí thu sân nhà C2 (dƣới gốc xoài cổ thụ) trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội môi trƣờng bị che khuất tán xoài 66 – Sử dụng chƣơng trình dò tín hiệu Acquisition dùng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan để xác nhận tín hiệu vệ tinh thu đƣợc Nhận xét độ nhạy dò tín hiệu Acquisition với giá trị thời gian cố kết khác (tham số M mẹo (2.9)) Kịch đặt độ nhạy M=1 chƣơng trình Acquisition viết Matlab, với M=1 chƣơng trình khai hoang liệu liệu 01 lần Nhận xét: – Kết thu đƣợc 03 vệ tinh GPS vệ tinh [27, 31 32], với kết không đủ điều kiện để định vị – Các vệ tinh thu đƣợc trƣờng hợp có giá trị tƣơng quan nhỏ, nhiễu cao Hiện tƣợng liệu đƣợc thu môi trƣờng bị che khuất tán xoài, lƣợng tín hiệu yếu trƣờng hợp sử dụng thu có cấu hình độ nhạy thấp – Đồ thị Hình 3.15 đồ thị không gian ba chiều vệ tinh [27, 31 32] tầm chứng kiến máy thu, trục thể tham số nhƣ sau: + Trục Doppler shift (Hz): Hiển thị tần số thu, máy thu biết đƣợc Doppler shift (độ dịch doppler) tính toán đƣợc tần số thu, biết đƣợc tần số thu đồng nghĩa với việc biết đƣợc mã giả bỗng dưng PRN, biết đƣợc mã PRN biết đƣợc số hiệu vệ tinh GPS + Trục Delay (samples): Hiển thị độ trễ mã trải phổ (độ trễ độ trễ đƣợc tính từ vệ tinh GPS phát tín hiệu đến thời điểm máy thu thu đƣợc tín hiệu vệ tinh GPS phát ra), từ độ trễ thu tính đƣợc thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh GPS tới máy thu + Trục Correlation values: Miêu tả giá trị tƣơng quan, trƣờng hợp thu tín hiệu GPS thu đƣợc 03 vệ tinh [27, 31 32] có xuất đỉnh vệ tinh Ngƣợc lại, số vệ tinh không tầm chứng kiến không xuất đỉnh chƣơng trình Acquisition đặt ngƣỡng để loại bỏ trƣờng hợp mà thu không thu đƣợc tín hiệu từ vệ tinh GPS – Trƣờng hợp 2: Đặt tăng độ nhạy M= 10, dò tìm đƣợc 06 vệ tinh GPS [ 8, 16, 23, 27, 31, 32] 67 PRN 16 Correlation values Correlation values PRN Doppler shift (Hz) Doppler shift (Hz) Delay (samples) Delay (samples) PRN 27 Correlation values Correlation values PRN 23 Doppler shift (Hz) Doppler shift (Hz) Delay (samples) Delay (samples) PRN 32 Correlation values Correlation values PRN 31 Doppler shift (Hz) Doppler shift (Hz) Delay (samples) Delay (samples) Hình 3.16: Các vệ tinh GPS thu đƣợc liệu tăng độ nhạy  Nghiên cứu nhận xét Hình 3.16: Đồ thị không gian ba chiều Hình 3.16 kết thực tính tƣơng quan đầu vào đầu chƣơng trình Acquisition mô Matlab – Dữ liệu đầu vào 01 tín hiệu GPS tần số L1 (realtestc2.bin dung lƣợng 203 MB) thu đƣợc từ vệ tinh GPS thu GNSS Trọng tâm Navis (Frontend Maxin, ăng ten GPS software drive thu Maxim setup 68 laptop), vị trí thu sân nhà C2 (dƣới gốc xoài cổ thụ) trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội môi trƣờng bị che khuất tán xoài – Vận dụng software Acquisition sử dụng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan để xác nhận tín hiệu vệ tinh thu đƣợc Nhận xét độ nhạy dò tín hiệu Acquisition với giá trị thời gian cố kết khác (tham số M mẹo (2.9)) Trong kịch đặt độ nhạy M=10 chƣơng trình Acquisition viết Matlab, với M=10 chƣơng trình khai hoang liệu liệu 10 lần, thực điều có kết khả quan với trƣờng hợp đặt độ nhạy M=1 Nhận xét: – Thu đƣợc 06 vệ tinh GPS vệ tinh sau: [8, 16, 23, 27, 31 32] đủ điều kiện để định vị – Các vệ tinh thu đƣợc trƣờng hợp có nhiễu thấp, giá trị tƣợng quan lớn trƣờng hợp 1, đặt lại độ nhạy cao cho máy thu, trƣờng hợp đặt độ nhạy M=10 – Đồ thị Hình 3.16 đồ thị không gian ba chiều vệ tinh [8, 16, 23, 27, 31 32] tầm chứng kiến máy thu, trục thể tham số nhƣ sau: + Trục Doppler shift (Hz): Hiển thị tần số thu, máy thu biết đƣợc Doppler shift (độ dịch doppler) tính toán đƣợc tần số thu, biết đƣợc tần số thu đồng nghĩa với việc biết đƣợc mã giả bỗng dưng PRN, biết đƣợc mã PRN biết đƣợc số hiệu vệ tinh GPS + Trục Delay (samples): Hiển thị độ trễ mã trải phổ (độ trễ độ trễ đƣợc tính từ vệ tinh GPS phát tín hiệu đến thời điểm máy thu thu đƣợc tín hiệu vệ tinh GPS phát ra), từ độ trễ thu tính đƣợc thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh GPS tới máy thu + Trục Correlation values: Miêu tả giá trị tƣơng quan, trƣờng hợp thu tín hiệu GPS thu đƣợc 06 vệ tinh [8, 16, 23, 27, 31 32] có xuất đỉnh 06 vệ tinh Ngƣợc lại, số vệ tinh không tầm chứng kiến không xuất đỉnh, chƣơng trình Acquisition đặt ngƣỡng để loại bỏ trƣờng hợp mà thu không thu đƣợc tín hiệu từ vệ tinh GPS  So sánh hai kết sau giải quyết: 69 Trong kịch thực dò tìm tín hiệu liệu thu đƣợc khu vực bị che khuất bóng xoài cổ thụ trƣớc sân nhà C2 trƣờng ĐH Bách khoa Hà Nội – Trƣờng hợp 1, thực dò tìm tín hiệu với cấu hình độ nhạy thấp (M=1), dò tìm đƣợc 03 vệ tinh GPS [8, 31, 32] với nhiễu cao lƣợng tín hiệu yếu, không đủ điều kiện để định vị Trong điều kiện máy thu bị che khuất môi trƣờng thu lƣợng tín hiệu bị yếu suy hao qua tán Điều ảnh hƣởng nhiều tới khả giải quyết máy thu Correlation values 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 PRN Hình 3.17: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa tăng độ nhạy – Trƣờng hợp 2, thực dò tìm tín hiệu với cấu hình độ nhạy cao (M=10), dò tìm đƣợc 06 vệ tinh GPS [8, 16, 23, 27, 31, 32] với nhiễu thấp, giá trị tƣơng quan cao Với cấu hình có độ nhạy cao chƣơng trình dò tìm tín hiệu sử dụng phƣơng pháp kết hợp không cố kết sau tƣơng quan dò tìm liệu 10 lần cộng trị tuyệt đối kết dò tìm qua lần dò tìm tín hiệu lại để có đƣợc kết khả quan Kết cho thấy vệ tinh có nhiễu nhỏ đỉnh tƣơng quan có tăng trưởng đáng kể đối với Trƣờng hợp Correlation values 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 PRN Hình 3.18: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc tăng độ nhạy 70  Thời gian tính toán: – Trƣờng hợp 1: Đặt M=1, thời gian tính toán là: 21.0815 giây – Trƣờng hợp 2: Đặt M=10, thời gian tính toán là: 79.2106 giây Thời gian thực (giây) 90 79.2106 80 70 60 50 40 30 20 21.0815 10 M= 10 M= Hình 3.19: Thời gian thực dò liệu liệu bị che khuất 3.3.3 Kịch 3: Bộ thu phân phối thông tin số hiệu vệ tinh 3.3.3.1 Mục đích Bộ thu connect tới Server A-GPS lấy thông tin bổ trợ mà thu yêu cầu Server A-GPS trả về, thực nhƣ Mục (3.1.2) Kịch Acquisition vệ tinh nằm mục lục chứng kiến, đƣợc phân phối Server A-GPS 3.3.3.2 Bài viết triển khai – Sơ đồ triển khai Kịch 3: Trạm thu data Internet 3G, 4G, wi-fi Frontend Server A-GPS (Hãng Nokia Google) Proxy Hình 3.20: Mô hình triển khai Kịch 71 – Kịch này, sử dụng lại liệu Kịch (realtestc2.bin dung lƣợng 203 MB) Sử dụng chƣơng trình Acquisition để dò tín hiệu 3.3.3.3 Kết – Trƣờng hợp 1: Thực Acquisition, dò tìm (duyệt từ vệ tinh 1-32, đặt độ nhạy M= 10) với liệu thu, thu đƣợc 06 vệ tinh GPS [8, 16, 23, 27, 31, 32]; thời gian tính toán là: 79.2106 giây – Trƣờng hợp 2: Lấy mã PRN đƣợc phân phối Server A-GPS [3, 4, 8, 9, 14, 16, 23, 27, 31, 32] (& chạy chƣơng trình Orbitron 3.71 để kiểm soát số lƣợng vệ tinh khu vực thu thu), thu đƣợc 06 vệ tinh GPS [8, 16, 23, 27, 31, 32]; thời gian tính toán là: 32.1368 giây  Nghiên cứu nhận xét Kịch 3: – Với Kịch thông thƣờng thu không cần gửi yêu cầu thông tin bổ trợ đến Server A-GPS trƣờng hợp thu nạp đủ số lƣợng vệ tinh để định vị (06 vệ tinh GPS) – Trong trƣờng hợp thu địa điểm bất lợi nhƣ khu vực bị che khuất, can nhiễu mà thu không thu đƣợc đủ số lƣợng vệ tinh GPS (04 vệ tinh) để định vị Thì thu gửi thông tin yêu cầu bổ trợ tới Server A-GPS qua đƣờng internet (trong mô hình triển khai kịch laptop đóng vai trò nhƣ máy thu) gửi yêu cầu bổ trợ thông tin định vị tới Server A-GPS Sau nhận đƣợc thông tin yêu cầu bổ trợ Server A-GPS gửi tin bổ trợ cho thu, tin thƣờng có tham số nhƣ (Reference Location, Reference Time, Ionospheric Model, UTC Model, Ephemeric, PRN) để thu tính địa điểm Đây qui trình thực triển khai Supl-Client (Mục 3.2.2) connect thu với Server A-GPS  So sánh hai kết sau giải quyết: – Trƣờng hợp 1: Trong điều kiện không đƣợc phân phối thông tin bổ trợ từ Server A-GPS thu đƣợc 06 vệ tinh GPS [8, 16, 23, 27, 31, 32] 72 Correlation values 1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 PRN Hình 3.21: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc chƣa có thông tin A-GPS – Trƣờng hợp 2: Trong điều kiện đƣợc phân phối mã PRN [3, 4, 8, 9, 14, 16, 23, 27, 31, 32] từ Server A-GPS thu đƣợc 06 vệ tinh GPS [8, 16, 23, 27, 31, 32] Correlation values 3 16 22 23 25 27 31 32 PRN Hình 3.22: Biểu đồ số lƣợng vệ tinh thu đƣợc có thông tin từ A-GPS – Thời gian thực hiện: Thời gian thực dò tín hiệu thu nạp đƣợc số hiệu vệ tinh (PRN) từ Server A-GPS 32.1368 giây; thời gian thực dò tín hiệu không đƣợc cấp số hiệu vệ tinh Kịch (duyệt từ 1- 32 vệ tinh) 79.2106 giây 73 Thời gian thực (giây) 90 79.2106 80 70 60 50 40 30 32.1368 20 10 A-GPS Không phân phối PRN Hình 3.23: So sánh thời gian thực dò liệu trƣờng hợp khác – Với kịch này, thời gian thực việc dò tín hiệu giảm khoảng 2,5 lần đối với kịch dò tìm tín hiệu Kịch 2, mà thực duyệt dò tìm từ 1-32 vệ tinh – Với việc giảm thời gian dò tìm khoảng 2,5 lần kết tốt với áp dụng đòi hỏi thời gian thực Do vậy, thấy rõ đƣợc hiệu từ việc phân phối liệu bổ trợ cho thu từ Server A-GPS 3.4 Kết luận Trong Chƣơng 3, Author Luận văn thực setup chƣơng trình mã nguồn mở laptop (triển khai module supl-client) khám phá, nhận xét so sánh kết trả yêu cầu liệu bổ trợ từ Server A-GPS; xây dựng kịch thí nghiệm, nghiên cứu nhận xét kết thu đƣợc 74 KẾT LUẬN Trong Luận văn Author trình bày tri thức tìm hiểu, khám phá đƣợc hệ thống định vị GPS; hệ thống bổ trợ định vị A-GPS theo chuẩn SUPL; hệ thống software mã nguồn mở Tajuma; mô Acquisition Matlab; chạy thí nghiệm chƣơng trình nhận xét kết thí nghiệm với hƣớng dẫn, bảo gia sư hƣớng dẫn PGS.TS Tạ Hải Tùng Tìm hiểu khám phá hệ thống định vị vệ tinh GPS ngành nghề khó nhƣng thật thú vị có nhiều tiềm lớn mạnh tƣơng lai mà với xã hội ngày lớn mạnh áp dụng CNTT bƣớc bổ trợ nhiều sống thực, ngày định vị vệ tinh GPS xuất nhiều thiết bị sử dụng mỗi ngày ngƣời Luận văn bƣớc đầu tìm hiều cụ thể hoạt động hệ thống định vị vệ tinh GPS phương pháp bổ trợ định vị vệ tinh A-GPS theo chuẩn SUPL nhƣng dùng mức minh họa chế hoạt động chuẩn SUPL Các vấn đề giải quyết luận văn: – Tìm hiểu khái quát vệ hệ thống định vị GPS – Tìm hiểu hệ thống bổ trợ định vị A-GPS theo chuẩn SUPL – Tìm hiểu chế hoạt động software mã nguồn mở Tajuma – Mô Acquisition Matlab Không những thế, khuân khổ Luận văn, Author số vấn đề mà Luận văn chƣa thể giải Luận văn chƣa xây dựng đƣợc module connect đến trạm thu để nhận đƣợc liệu trực thời gian thực Vì thế, chƣa nhận xét đƣợc hết hiệu hệ thống thiết bị thu Hƣớng tìm hiểu lớn mạnh thời gian tới: xây dựng module connect đến trạm thu liệu Trọng tâm NAVIS để lấy liệu thời gian thực phân phối cho thiết bị thu với việc xây dựng Server có khả phân phối liệu định vị có chức dịch vụ kèm theo để lớn mạnh thành hệ thống phân phối dịch vụ cho ngƣời dùng,… 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Tạ Hải Tùng (2010), Luận án Tiến sĩ, Acquisition Architecture for Modern GNSS Signals [2] PGS.TS Tạ Hải Tùng (2011), Slide Bộ môn truyền thông mạng laptop, Quỹ đạo vệ tinh, thông số kỹ thuật quỹ đạo công thức phóng vệ tinh [3] 3GPP Organisational Đối tác (2012), 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification RRC Protocol Specification [4] ASN1C Compiler, http://lionet.info/asn1c/compiler.html [5] Birkhäuser Boston (2007), A Phần mềm-Defined GPS and Galileo Receiver A Single-Frequency Approach [6] Frank van Diggelen, A-GPS: Assisted GPS, GNSS, and SBAS [7] Kai Borre, Dennis M.Akos, Nicolaj Bertelsen, Holdt Jensen, A Phần mềm-Defined GPS and Galileo Receiver [8] Kaplan (2006), Understanding GPS – Principles and Applications 2nd [9] Navstar GPS Interface Specification IS-GPS-200 revision F Technical report, Navstart GPS Joint Program Office, Sep 2011 [10] Open Mobile Alliance, http://www.openmobilealliance.org/technical/release_ program/supl_v2_0.aspx [11] Position Determination Service for cdma2000® Spread Spectrum Systems [12] Tajuma, http://www.tajuma.com/ [13] UserPlane Location Protocol Candidate Version 2.0–27 [14] Werner Gurtner- Astronomical Institute- University of Bern, RINEX -The Receiver Independent Exchange 76 … Vấn đề môi trƣờng định vị 1.1.1 Lịch sử lớn mạnh hệ thống định vị GPS 1.1.2 Môi trƣờng định vị ngày 1.2 Các phương pháp 1.2.1 Các phương pháp bổ trợ định vị GPS 1.2.2 Phương pháp A -GPS CHƢƠNG CƠ SỞ… sau: Lịch sử lớn mạnh hệ thống định vị vệ tinh GPS; môi trƣờng định vị; phương pháp bổ trợ định vị vệ tinh GPS Chƣơng sau, Author Luận văn trình bày cụ thể hệ thống định vị vệ tinh GPS áp dụng… phân phối phương pháp định vị cho GPS mà thu nằm vùng không chứng kiến vệ tinh GPS Luận văn thực khám phá nhận xét phƣơng pháp bổ trợ cho định vị vệ tinh GPS phƣơng pháp bổ trợ định vị A -GPS theo

Xem Thêm  Hình Ảnh Mãn Nhãn Về Siêu Trăng Máu Tháng 5 Sắp Xuất Hiện, Hiện Tượng Siêu Trăng Máu Là Gì

– Đọc thêm –

Đọc thêm: Tìm hiểu lớn mạnh phương pháp định vị vệ tinh GPS kết hợp với các , Tìm hiểu lớn mạnh phương pháp định vị vệ tinh GPS kết hợp với các , Tìm hiểu lớn mạnh phương pháp định vị vệ tinh GPS kết hợp với các

By ads_law

Trả lời