Gps

[AnKhang]

xin mời các bạn cùng vào cuộc với GPS.
chúng ta cùng thảo luận về GPS các công thức toán học về GPS, cách lấy giờ, cách xác định vị trí, cách tính vận tốc....
nào cùng vào cuộc
các bạn nghĩ sao?

[thaithutrang]

Công nghệ này em mới nghe gần đây. Anh có thể trình bày vấn đề này tỷ mỷ được ko? cho em học ké với.. hi hi... Mỗi ngày một ít... rồi sẽ nhiều người tham gia.

[MinhHa]

Có ai biết công ty nào tại VN bán đồ này không? Loại giao tiếp RS232 như mouse GPS chẳng hạn

[falleaf]

Anh cu len mang kiem trang web nao ban cai anh muon mua, em bao thang Trung no nhap cho. Bây giờ mọi thứ đơn giản mà anh...

[AFH]

GPS = Global Position System ??? phải kô nhỉ?
AFH

[nsp]

GPS = Global Positioning System

[oldmansaigon]

tui có bán mà

http://www.dientuvietnam.net/board/s...ead.php?t=1150

có thêm 1 con mouse GPS -USB , 110$, chipset Sirf starr III luon

[chinhtq72]

Gps

Vào tràn WEB - http://www.ttvnol.com/ mục kỹ thuật quân sự nước ngoài trong đó có rất nhiều bài viết về GPS

[NMI]

Em cũng đang muốn nghiên cứu về GPS

Bác nào bán bộ thu GPS cho em cái giá tham khảo với

[diencaothe]

Em xin mở hàng đôi chút.
(trích từ wikipedia)

Hệ thống định vị toàn cầu (tiếng Anh: Global Positioning System - GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được toạ độ của vị trí đó.
GPS được thiết kế và quản lý bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, nhưng chính phủ Hoa Kỳ cho phép mọi người sử dụng nó miễn phí, bất kể quốc tịch.
Các nước trong Liên minh châu Âu đang xây dựng Hệ thống định vị Galileo, có tính năng giống như GPS của Hoa Kỳ, dự tính sẽ bắt đầu hoạt động năm 2010.

Phân loại
Hệ Định vị Toàn cầu (Global Positioning System - GPS) của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24 vệ tinh được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian (tổng cộng tất cả có 27 quả vệ tinh, 3 quả được dùng làm dự phòng).
Các hệ thống dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô tuyến điện. Được biết nhiều nhất là các hệ thống có tên gọi LORAN – (LOng RAnge Navigation) – hoạt động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay TACAN – (TACtical Air Navigation) – dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VOR/DME – VHF (Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment) – dùng cho hàng không dân dụng.
Gần như đồng thời với lúc Mỹ phát triển GPS, Liên Xô cũng phát triển một hệ thống tương tự với tên gọi GLONAS. Hiện nay Cộng đồng Châu Âu đang phát triển hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo.
Ta cần chú ý rằng cả GPS và GLONAS đều được phát triển trước hết cho mục đích quân sự. Nên mặc dù chúng có cho dùng dân sự nhưng không hệ nào đưa ra sự đảm bảo tồn tại liên tục và độ chính xác. Vì thế chúng không thoả mãn được những yêu cầu an toàn cho dẫn đường dân sự hàng không và hàng hải, đặc biệt là tại những vùng và tại những thời điểm có hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu các hệ thống đó. Chỉ có hệ thống dẫn đường vệ tinh châu Âu GALILEO (đang được xây dựng) ngay từ đầu đã đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của dẫn đường và định vị dân sự.
GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự, nhưng từ năm 1980 chính phủ Mỹ cho phép sử dụng dân sự. GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên trái đất, 24 giờ một ngày. Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việc thiết lập sử dụng GPS.


Sự hoạt động của GPS
Các vệ tinh GPS bay vòng quanh trái đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống trái đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy. Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (2D, kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (3D, kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian mặt trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.

Độ chính xác của GPS
Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạt động song song của chúng. Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanh chóng khoá vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắn liên hệ này, thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng. Tình trạng nhất định của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xác của máy thu GPS. Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét.
Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area Augmentation System) có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét. Không cần thêm thiết bị hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS. Người dùng cũng có thể có độ chính xác tốt hơn với GPS Vi sai (Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét. Cục Phòng vệ Bờ biển Mỹ vận hành dịch vụ sửa lỗi này. Hệ thống bao gồm một mạng các đài thu tín hiệu GPS và phát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu. Để thu được tín hiệu đã sửa lỗi, người dùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ăn-ten để dùng với máy thu GPS của họ.

[diencaothe]

Hệ thống vệ tinh GPS
24 quả vệ tinh làm nên vùng không gian GPS trên quỹ đạo 12 nghìn dặm cách bề mặt trái đất. Chúng chuyển động ổn định, hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ. Các vệ tinh này chuyển động với vận tốc khủng khiếp 7 nghìn dặm một giờ.
Các vệ tinh được nuôi bằng năng lượng mặt trời. Chúng có các nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sáng mặt trời. Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định.
Dưới đây là một số thông tin đáng chú ý về các vệ tinh GPS (còn gọi là NAVSTAR, tên gọi chính thức của Bộ Quốc phòng Mỹ cho GPS):
- Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng năm 1978.
- Hoàn chỉnh đầy đủ 24 vệ tinh vào năm 1994.
- Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 10 năm.
- Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 2 nghìn cân Anh (900kg) và dài khoảng 17 bộ (5m) với các tấm mặt trời mở.
- Công suất phát bằng hoặc dưới 50 watts.

Tín hiệu GPS
Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp giải L1 và L2. (Giải L là phần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0.39 tới 1.55GHz). GPS dân sự dùng tần số L1 1575.42 MHz trong giải UHF. Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là chúng sẽ xuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng như núi và nhà.
Tín hiệu GPS chứa ba mẩu thông tin khác nhau – mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiên văn và dữ liệu lịch. Mã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định được quả vệ tinh nào là phát thông tin nào. Có thể nhìn số hiệu của các quả vệ tinh trên trang vệ tinh của máy thu Garmin để biết nó nhận được tín hiệu của quả nào.
Dữ liệu thiên văn cho máy thu GPS biết quả vệ tinh ở đâu trên quỹ đạo ở mỗi thời điểm trong ngày. Mỗi quả vệ tinh phát dữ liệu thiên văn chỉ ra thông tin quỹ đạo cho vệ tinh đó và mỗi vệ tinh khác trong hệ thống. Dữ liệu lịch được phát đều đặn bởi mỗi quả vệ tinh, chứa thông tin quan trọng về trạng thái của vệ tinh (lành mạnh hay không), ngày giờ hiện tại. Phần này của tín hiệu là cốt lõi để phát hiện ra vị trí.

Nguồn lỗi của tín hiệu GPS
Những điều có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì thế ảnh hưởng tới chính xác bao gồm:
- Giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion – Tín hiệu vệ tinh bị chậm đi khi xuyên qua tầng khí quyển.
- Tín hiệu đa đường (multi path) – Điều này xảy ra khi tín hiệu phản xạ từ nhà hay các đối tượng khác trước khi tới máy thu, do đó tại máy thu tín hiệu sẽ bị thăng giáng rất mạnh.
- Lỗi đồng hồ máy thu – Đồng hồ có trong máy thu không chính xác như đồng hồ nguyên tử trên các vệ tinh GPS.
- Lỗi quỹ đạo – Cũng được biết như lỗi thiên văn, do vệ tinh thông báo vị trí không chính xác.
- Số lượng vệ tinh nhìn thấy – Càng nhiều quả vệ tinh được máy thu GPS nhìn thấy thì càng chính xác. Nhà cao tầng, địa hình, nhiễu loạn điện tử hoặc đôi khi thậm chí tán lá dầy có thể chặn thu nhận tín hiệu, gây lỗi định vị hoặc không định vị được. Nói chung máy thu GPS không làm việc trong nhà, dưới nước hoặc dưới đất.
- Hình học che khuất – Điều này liên quan tới vị trí tương đối của các vệ tinh ở thời điểm bất kì. Phân bố vệ tinh lí tưởng là khi các quả vệ tinh ở vị trí góc rộng với nhau. Phân bố xấu xảy ra khi các quả vệ tinh ở trên một đường thẳng hoặc cụm thành nhóm.
- Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh – Là sự làm giảm tín hiệu cố ý do sự áp đặt của Bộ Quốc phòng Mỹ, nhằm chống lại việc đối thủ quân sự dùng tín hiệu GPS chính xác cao. Chính phủ (Mỹ) đã ngừng việc này từ tháng 5 năm 2000, làm tăng đáng kể độ chính xác của máy thu GPS dân sự. (Tuy nhiên biện pháp này hoàn toàn có thể được sử dụng lại trong những điều kiện cụ thể để đảm bảo gậy ông không đập lưng ông. Chính điều này là tiềm ẩn hạn chế an toàn cho dẫn đường và định vị dân sự.)

[diencaothe]

Có nhiều loại máy thu GPS: thiết bị GPS độc lập,kết nối với các thiết bị khác qua RS232 hay USB; thiết bị GPS được tích hợp sẵn trên xe hơi hoặc các thiết bị hỗ trợ cá nhân như PC Pocket, Palm ... Máy thu càng chính xác thì giá thành càng cao.

Đây là datasheet của 1 máy thu GPS độc lập, kết nối với các thiết bị khác qua RS232.

Các thiết bị GPS giao tiếp với hệ thống qua chuẩn NMEA (do Hải quân Mỹ đề xuất). Đi kèm là mô tả về chuẩn NMEA và chi tiết các câu trong chuẩn này.

-----------------------------------
Em cũng mới tìm hiểu về GPS nên chưa thông thạo lắm. Mong được cùng mọi người khai thác sâu hơn vấn đề này.
- bác nào đã nghiên cứu có thể giải thích cho em về các khái niệm: PDOP, VDOP, HDOP (trong sentence GPGSA) ??
- Trong sentence GPRMC: 8. True Course (degree) ???
ví dụ: “123.5” . True course nằm trong dải 000.0-359.9

- Magnetic Deviation (GPRMC) ???
- True Course ?? Magnetic Course (GPVTG) ??

[Tegiac]

DOP = Dilution of Precision : độ mất chính xác
PDOP là Possition DOP, độ mất chính xác theo 3D
VDOP là vertiacal DOP, độ mất chính xác theo phương dọc
HDOP là horizon DOP, độ mất chính xác theo phương ngang.
Độ mất chính xác được tính theo vị trí tương đối của các vệ tinh, nếu các vệ tinh ở thời điểm tính toán vị trí ở gần nhau, hoặc gần như thẳng hàng nhau, sẽ có DOP cao, nghĩa là kết quả tính toán càng mất chính xác. Thường DOP có giá trị dưới 4 được xem là tốt.
Về việc chế tạo 1 module GPS: đây là việc làm được, nhưng đòi hỏi công phu rất nhiều, vì nó liên quan đến thiên văn học, toán học xác suất thống kê, điện tử thông tin... kỹ thuật lập trình và phần cứng. Nếu các bạn thực sự thích thì sẽ làm được, tuy nhiên, nên lập nhóm thì kết quả sẽ tốt hơn. Tài liệu kỹ thuật của GPS, bản mới nhất cập nhật tháng 3/2006, IS-GPS-200, có thể download tại /link/http://www.navcen.uscg.gov/gps/modernization/IRN-200D-001%207Mar06.pdf/link/. Tài liệu này có format những bản tin truyền từ vệ tinh, các tính toán cần thiết cho delay của tín hiệu trong không gian ..vvv..Trong tài liệu này cũng có specification của tín hiệu L2C dùng trong dân dụng, dự kiến sẽ full-released vào 2015. Nếu thành công khi kết hợp L1 và L2C, độ chính xác của GPS sẽ vào khoảng hàng cm cho dân sự (cool!!)
Hôm khác rãnh tôi sẽ post bài về GPS hiện đại, bài GPS trên wikipedia cũ rồi, nhiều cái chưa được cập nhật.

[diencaothe]

Giá các thiết bị thu GPS (theo độ chính xác) năm 2005

Dùng cho định vị, dẫn đường (độ chính xác thấp):
- Đơn kênh, mã C/A, độ chính xác <100m: < $200$ - $500

Dùng cho vẽ bản đồ, dẫn đường độ chính xác cao- Đơn tần, đa kênh (từ 4-12 kênh), mã C/A, độ chính xác là <100m (không có hỗ trợ) hoặc 3-5m (DGPS): ~$400 - $2000
- Đơn tần, đa kênh (4-12 kênh), mã C/A, độ chính xác <100m (không có hỗ trợ) / <1m (DGPS): ~$1.500 - $8000

Dùng cho công tác cứu hộ, lập bản đồ với độ chính xác cao- Đơn tần, đa kênh (6-12 kênh), kiểu pha sóng mang, độ chính xác <30cm (DGPS): ~$6000 - $15000
- 2 tần số, đa kênh (8-12 kênh), sóng mang L1/L2, độ chính xác tới cỡ milimet (DGPS): ~$12000 - $50000

[NMI]

Cám ơn các bác nhiều. Em cũng mới đang tập toẹ thôi mong các bác post thêm ít nữa.
Em thấy giá bác diencaothe đưa ra có vẻ cao thế ạ? Giá cả hiện nay thế nào vậy? (em chỉ cần dạng modul GPS để kết nối thôi). Em thấy những tracklog của dân du lịch rất trùng khít với bản đồ, độ chính xác khá cao mà, thiết bị họ mua cũng không đắt lắm.
À khi ta thu được tín hiệu GPS rồi thì làm cách nào hiển thị vị trí lên bản đồ nhỉ? Em nghe nói là dùng công nghệ GIS phải không? Em vẫn đang tìm tài liệu bác nào có up lên nhé ^^

Mong các bác chỉ giáo thêm !
Thanks