CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU (GPS)

           Với mục đích đạo hàng và dẫn đường trên biển phục vụ cho mục đích quân sự, vào khoảng những năm 60 các nhà khoa học Mĩ và Liên Xô đã chạy đua nghiên cứu về vệ tinh nhân tạo và đã đạt được những thành tựu to lớn trong việc sử dụng vệ tinh của mình để xác định vị trí điểm trên bề mặt trái đất hoặc trên đại dương phục vụ cho việc dẫn đường cho tàu, thuyền và nhiều lĩnh vực khác.

        Trong những năm đó, các nhà khoa học của Liên Xô đã phóng thành công hệ thống định vị toàn cầu mang tên Glonass (Global - Navigation - Satellite - System). Cùng với thời gian này, bộ quốc phòng Mỹ cũng đã xây dựng được một hệ thống đạo hàng vô tuyến vệ tinh mang tên: NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Providing Timing and Ranging Global Positioning System). Hai hệ thống định vị và toàn cầu của Mỹ và Liên Xô đều có cấu trúc và nguyên lý hoạt động giống nhau bao gồm ba bộ phận cấu thành là: Đoạn không gian, đoạn điều khiển, đoạn sử dụng.   

1. Đoạn không gian

       Đoạn không gian bao gồm các vệ tinh chuyển động trên 6 mặt phẳng quỹ đạo ở độ cao khoảng 20.200km. Mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với mặt phẳng xích đạo trái đất một góc 55⁰. Vệ tinh GPS chuyển động trên mặt phẳng quỹ đạo gần như là tròn với chu kì 718 phút. Hệ thống gồm 24 vệ tinh ( Hình 2.1 ), mỗi quỹ đạo có 4 vệ tinh.

Hình 2.1: Vệ tinh và phân bố vệ tinh trên quỹ đạo

            Với sự phân bố vệ tinh trên quỹ đạo vệ tinh như vậy, ở bất kì vị trí quan trắc nào trên trái đất và trong bất kì thời gian nào cũng có thể quan trắc được ít nhất 4 vệ tinh GPS. Tất cả các vệ tinh đều có thiết bị dao động với tần số chuẩn cơ sở là f₀ =10.23 MHz. Tần số này còn gọi là tần số chuẩn của đồng hồ nguyên tử, với độ chính xác cỡ 10^-12. Từ tần số cơ sở f₀ thiết bị sẽ tạo ra 2 tần sóng tải L1 và L2.

Bảng 2.1: Các thành phần tín hiệu vệ tinh

- Các sóng tải L1, L2 thuộc dải sóng cực ngắn và  được điều biến bởi hai loại code khác nhau là: C\A – code và P – code.

2. Đoạn điều khiển ( Control Segment )

Hình 2.2: Các trạm điều khiển của hệ thống GPS

          Đoạn điều khiển được thiết lập để duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống định vị toàn cầu này. Một trạm điều khiển trung tâm có nhiệm vụ chủ yếu trong giai đoạn điều khiển, cập nhật thông tin đạo hàng truyền từ vệ tinh, cùng phối hợp với trạm điều khiển trung tâm là hệ thống hoạt động kiểm tra bao gồm 4 trạm theo dõi phân bố quanh trái đất.

3. Đoạn sử dụng ( User Segment)

         Phần sử dụng bao gồm các máy thu tín hiệu từ vệ tinh trên đất liền, máy bay hoặc tàu thủy. Các máy thu này phân ra làm 2 loại: máy định vị GPS 1 tần và máy định vị GPS 2 tần.

Hình 2.3: Máy định vị GPS 2 tần Trimble R8S / Máy định vị GPS 1 tần Trimble R3

-----------------------------------------------
* Trắc địa Hoàng Minh là công ty uy tín chuyên nhập khẩu và phân phối các loại máy định vị GPS chính hãng như: Trimble, Geomax, Sokkia, Topcon, Nikon, Leica, South, Kolida, CHC, Comnav, Ruide...
* Trắc địa Hoàng Minh tự hào là địa chỉ tin cậy của khách hàng!
* Truy cập website tracdiahoangminh.com để tham khảo thêm nhiều dòng sản phẩm khác.