Hệ thống GPS được chia làm ba mảng chính.

16-05-2014, 9:57 am

Hệ thống GPS được chia làm 3 mảng:

· Mảng không gian: bao gồm các vệ tinh, chúng truyền những tín hiệu cần thiết cho hệ tống hoạt động

· Mảng điều khiển: Các tiện ích trên mặt đất thực hiện nhiệm vụ theo dõi vệ tinh, tính toán quĩ đạo cần thiết cho sự quản lý mảng không gian

· Mảng người sử dụng: toàn thể các thiết bị thu và kỹ thuật tính toán để cung cấp cho người sử dụng thông tin về vị trí

MẢNG KHÔNG GIAN

Các chức năng chính của vệ tinh bao gồm:

· Thu nhận và lưu trữ dữ liệu được truyền từ mảng điều khiển

· Cung cấp thời gian chính xác bằng các chuẩn tần số nguyên tử đặt trên vệ tinh

· Truyền thông tin và tín hiệu đến người sử dụng trên một hay hai tần số

Các thế hệ vệ tinh GPS được đánh số Block I, II, IIA, IIR và IIF. Thế hệ vệ tinh đầu tiên là Block I được xây dựng bởi Rockwell International Corporation, nặng khoảng 800kg và tuổi thọ khoảng 5 năm. Block II và IIA cũng do công ty này xây dựng nhưng nặng đến 900 kg. Tuổi thọ của chúng khoảng 7.5 năm. Sự thay thế các vệ tinh Block II/IIA bằng Block IIR bắt đầu từ năm 1996. Những vệ tinh này công ty General Electric xây dựng. Block IIF vẫn đang trong giai đoạn thiết kế và dự định phóng lên quĩ đạo từ năm 2005.

Hiện nay (2003) trên quĩ đạo có 26 vệ tinh Block IIA và IIR. Cấu hình quĩ đạo như sau:

· Có 6 mặt phẳng quĩ đạo gần tròn

· Trên mỗi mặt phẳng quĩ đạo có 4 đến 5 vệ tinh

· Mặt phẳng quĩ đạo nghiêng so với xích đạo khoảng 55°

Độ cao bay trên mặt đất xấp xỉ 20.200km

Cấu trúc tín hiệu GPS

Mỗi vệ tinh truyền một tín hiệu hàng hải duy nhất trên hai tần số L1 1575.42MHz và L2 1227.60MHz. Các tín hiệu vệ tinh bao gồm:

· Hai tần số sóng mang

· Mã đo khoảng cách được điều biến vào các sóng mang

· Thông báo hàng hải chứa đựng thông tin về vị trí và đồng hồ vệ tinh

MẢNG ĐIỀU KHIỂN

Mảng điều khiển bao gồm các tiện ích cần cho việc giám sát sức khoẻ; theo dõi, điều khiển, tính toán bản lịch vệ tinh và nạp dữ liệu lên vệ tinh. Có 5 trạm điều khiển trên mặt đất: Hawaii, Colorado Springs, Ascension Is., Diego Garcia và Kwajalein. Chức năng của chúng như sau:

· Tất cả 5 đều là trạm giám sát, theo dõi vệ tinh và truyền dữ liệu đến trạm điều khiển chính.

· Trạm đặt tại Colorado Springs là trạm điều khiển chính (MSC). Tại đó dữ liệu theo dõi được xử lý nhằm tính toạ độ và số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh.

Ba trạm tại Ascension, Diego Garcia và Kwajalein là các trạm nạp dữ liệu lên vệ tinh. Dữ liệu bao gồm các bản lịch và thông tin số hiệu chỉnh đồng hồ vệ tinh trong thông báo hàng hải.

Các trạm điều khiển GPS

MẢNG NGƯỜI SỬ DỤNG

Thiết bị của người sử dụng GPS là các máy thu bao gồm:

· Phần cứng (theo dõi tín hiệu và trị đo khoảng cách)

· Phần mềm (các thuật toán, giao diện người sử dụng)

· Các quá trình điều hành

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy thu khác nhau về chủng loại, độ chính xác và giá tiền. Theo cấu tạo có thể chia thành hai loại:

· Máy thu một tần số: là loại máy thu chỉ thu được tín hiệu trên 1 tần số L1

· Máy thu hai tần số: là loại máy có thể thu đầy đủ tín hiệu trên hai tần số

Theo độ chính xác, có thể chia làm ba loại:

· Độ chính xác cao: đây là loại máy thu hai tần số đắt tiền nhất hiện nay được dùng trong trắc địa. Thiết bị phần cứng phức tạp nên việc sử dụng khó khăn. Ví dụ như Trimble 4800, Topcon Legacy, Topcon Hiper Series, Topcon GB-500, Topcon GB-1000, Leica system 500,vv…

· Độ chính xác trung bình: đây là loại máy thu một tần số, có cấu tạo đơn giản dễ mang vác và dễ sử dụng cho thu thập dữ liệu phục vụ bản đồ và GIS. Ví dụ như Trimble Geo-explorer XT, Ashtech Reliance

· Độ chính xác thấp: cũng là loại máy thu một tần số nhưng có cấu tạo gọn nhẹ nhất (thường là máy thu cầm tay) và rẻ tiền nhất thường được dùng cho các mục đích định vị hàng hải, du lịch, … Ví dụ Lowrance 200, Garmin III+, Magenlan

Máy thu GPS Topcon GB-1000 trong kỹ thuật đo RTK khi đo địa hình trên bờ

Bài viết liên quan

• 
  GPS có thể đo được những gì? 21-01-2016, 8:48 am

  Các máy thu GPS cung cấp các trị đo là khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh.

• 
  Thiết bị dẫn đường Garmin Nuvi - Thiết bị cần thiết và hữu ích cho ô tô của bạn 21-01-2016, 8:48 am

  Bạn đang đi công tác, bạn đi du lịch, bạn đang ở một nơi xa lạ, bạn đang sợ lạc đường và bối rối không biết phải đi đường nào gần nhất, bạn phải ...

• 
  Thiết bị định vị GPS – đơn giản, dễ sử dụng 21-01-2016, 8:49 am

  Với nhiều người lần đầu tiên sử dụng máy định vị GPS, việc thiết lập hệ thống định vị ban đầu có thể gặp một số khó khăn. Tuy nhiên, việc sử ...

• 
  Vệ tinh siêu nhỏ Việt nam chế tạo lần đầu phát tín hiệu từ vũ trụ 21-01-2016, 8:49 am

  Vệ tinh siêu nhỏ PicoDragon do các nhà khoa học trẻ của Việt Nam phát triển đã phát tín hiệu đầu tiên về mặt đất

• 
  Hệ thống định vị cho latop hoạt động thế nào 05-03-2014, 11:40 am

  GPS hoạt động trên Laptop như thế nào? Câu trả lời thật dễ dàng. một hệ thống giám sát GPS của Laptop là một phiên bản mở rộng của GPS

• 
  Cảnh báo thiên tai bằng định vị vệ tinh 21-01-2016, 8:57 am

  Bằng cách phát triển công nghệ của hệ thống định vị vệ tin (GPS) hiện tại, các nhà khoa học Mỹ cho ra đời một hệ thống cảnh báo sớm giúp cung cấp ...

• 
  Những điểm lưu ý khi mua thiết bị định vị gps dành cho ô tô hoặc xe máy 21-01-2016, 8:49 am

  Thiết bị định vị toàn cầu GPS ngày nay không còn xa lạ với người dùng xe máy và ô tô. Bên cạnh việc phòng nạn trộm cướp thì lắp thiết bị định vị ...

• 
  Ảnh hưởng của các nguốn sai số trong kỹ thuật đo cao vệ tinh 21-01-2016, 8:50 am

  Nguyên lý của đo cao vệ tinh là dùng sóng Rada, sóng Rada lan truyền trong không gian ở độ cao cách mặt phản xạ hàng nghìn km sẽ là nguyên nhân sinh ra các nguồn ...

• 
  Những ứng dụng của GPS trong cuộc sống 21-01-2016, 8:50 am

  GPS là hệ thống xác định vị trí dựa trên các vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời điểm, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách ...

• 
  Sử dụng GPS để dự đoán bão 21-01-2016, 8:50 am

  Các nhà khoa học vừa tìm ra cách sử dụng các tín hiệu định vị GPS để đo tốc độ gió, nhằm nghiên cứu chính xác hơn về các cơn bão trong tương lai.