›
›

Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 6: Vi ba – vệ tinh

pdf 73 trang phuongnguyen 2630
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 6: Vi ba – vệ tinh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_he_thong_vien_thong_telecommunication_system_chuon.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 6: Vi ba – vệ tinh

  1. HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Telecommunication System GV. HÀ VĂN KHA LY Mobile: 0919090901 1 9/28/2013
  2. 2 9/28/2013
  3. CHƯƠNG 6 VI BA – VỆ TINH 9/28/2013 3
  4. CHƯƠNG 6 VI BA – VỆ TINH 1 Truyền sóng viba 2 Hệ thống viba 3 Các đặc tính kỹ thuật 4 Phân tích thiết kế đường truyền vi ba số 5 Hệ thống thông tin vệ tinh 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS 4
  5. 1 Truyền sóng viba Trong thông tin vô tuyếnsử dụng không gian làm môi trường truyềndẫn, phía phát bứcxạ các tín hiệu thông tin bằng sóng điệntừ, phía thu nhận sóng điện từ phát qua không gian và tách lấy tín hiệugốc. Trong các mạng vô tuyếnthường sử dụng vô tuyến chuyểntiếptầm nhìn thẳng (Line of Sight). 5
  6. Băng tầnviba 1 Truyền sóng viba Ký hiệuDảitần Băng L 1 đến2GHz Băng lượng điệntừ có tần Băng S 2 đến4GHz số khoảng từ 1GHzđến Băng C 4 đến8GHz 1000GHz. Băng X 8 đến12GHz Những ứng dụng viba phổ Băng Ku 12 đến18GHz biếnnhất ở khoảng 1 đến Băng K 18 đến26GHz 40 GHz. Băng Ka 26 đến40GHz Băng Q 30 đến50GHz Băng U 40 đến60GHz Băng V 50 đến75GHz Băng E 60 đến90GHz Băng W 75 đến110GHz Băng F 90 đến 140 GHz 9/28/2013 Băng D 110 đến 170 GHz 6
  7. 1 Truyền sóng viba Hiệntượng Fading Fading là hiệntượng tạinơithunhận được đồng thời2hay nhiềusóngcùngđến1lúc,cácsóngnàyxuất phát cùng 1 nguồnnhưng đi theo nhiều đường khác nhau 9/28/2013 7
  8. 1 Truyền sóng viba Nguyên nhân Fading . Có thể do thờitiếtvàđịahìnhlàmthayđổi điềukiệntruyềnsóng. . Khi xảyraFadingtrongtruyềndẫnvibasố,tại điểmthucường độ sóng thu đượclúcmạnh, lúc yếuthậmchícólúcmất thông tin, gây ra sự thu chậpchờn, gây gián đoạn thông tin trong một thờigianngắn, trong kỹ thuậttruyềnhình,tạo ra hiệntượng bóng ma. 9/28/2013 8
  9. 1 Truyền sóng viba Để khắc phục Fading người ta sử dụng • Phân tập tần số • Phân tập không gian 9/28/2013 9
  10. 1 Truyền sóng viba Hình: Phân tập tần số 9/28/2013 10
  11. 1 Truyền sóng viba Hình: Phân tập không gian 9/28/2013 11
  12. 2 Hệ thống viba Là hệ thống thông tin giữahaiđiểmcốđịnh bằng sóng vô tuyếncóhướng tính cao nhờ các anten định hướng. Hình 6.7. Mô hình 1 tuyến viba (Microwave link) 9/28/2013 12
  13. 2 Hệ thống viba Vi ba mÆt ®Êt TruyÒn nh×n th¼ng LOS gi÷a c¸c tr¹m trªn mÆt ®Êt Cù li cùc ®¹i kho¶ng 50km - 70km gi÷a hai th¸p anten TruyÒn d÷ liÖu ë tèc ®é hμng triÖu bit/s Th«ng dông víi c¸c c«ng ty ®iÖn tho¹i vμ truyÒn gi÷a c¸c tæ chøc kinh doanh víi nhau. 9/28/2013 13
  14. 2 Hệ thống viba Hình: anten viba đặt trên tháp cao hoặc trên nóc tòa nhà 9/28/2013 14
  15. 2 Hệ thống viba 9/28/2013 15
  16. 2 Hệ thống viba Có 2 dạng viba Viba tương tự Viba số 9/28/2013 16
  17. 2 Hệ thống viba Hệ thống Vi ba số: Là hệ thống thông tin vô tuyếnsố đượcsử dụng trong các đường truyềndẫnsố giữa các phầntử khác nhau củamạng vô tuyếnnhư:  Đường trung kế số nốigiữa các tổng đài số. Đường truyềndẫnnốitổng đài chính đếncáctổng đài vệ tinh.  Đường truyềndẫnnối thuê bao vớitổng đài.  Các đường truyềndẫn trong các hệ thống thông tin di động để kếtnối các máy di động vớimạng viễn thông. 9/28/2013 17
  18. 2 Hệ thống viba 9/28/2013 Hình: Mô hình mạng viba số 18
  19. 2 Hệ thống viba Mộttrạmvibasố bao gồmhaikhối chính: •Khối thu phát vô tuyến (Transceiver). •Khối tách ghép kênh (Multiplex và Demultiplex). Khốithuphátvôtuyến(Transceiver)bao gồmcácphầnxử lý băng gốc chuyền mã (line- code) điềuchế và giải điềuchế, chuyển đổitần số Nếu đầu vào Multiplex PDH bao gồmthoại 2Wire,4Wire,dữ liệu, thì đầuralàluồng số cấpthấpE1(Nếu theo chuẩn châu Âu). Nếu đầu vào Multiplex bao gồmcácluồng s9/28/2013ố cấpthấp, thì đầuralàluồng số cấpcao. 19
  20. 2 Hệ thống viba 9/28/2013 20
  21. 2 Hệ thống viba Phân loại băng tần viba số Băng hẹpBăng trung Băng rộng Tốc độ: 2, 4 và 8 Tốc độ: 8=>34 Tốc độ: (Mbit/s). (Mbit/s). 34=>140(Mbit/s). Dung lượng kênh Dung lượng Dung lượng kênh thoại: 30, 60 và kênh thoại: thoại: 120 (kênh). 120=>480(kênh) 480=>1920(kênh) Tần số:0,4 Tần số: Tần số: 4,6,8 và =>1,5(GHz). 2=>6(GHz). 12(GHz). 9/28/2013 21
  22. 3 Các đặc tính kỹ thuật CÁC MÃ ĐƯỜNG TRUYỀN (LINE-CODE) MÃ HDB3, MÃ CMI (CODE MARK INVERSION) ĐIỀUCHẾ VIBA SỐ Xác suấtbitthubị lỗiphụ thuộc vào nhiễuvàphương pháp điều chế,Người ta thông thường sử dụng điềuchế PSK vì: BW thấphơn FSK, Xác suấtnhận tin sai là thấphơn(Với cùng tỉ số S/N), Dễ dàng nâng lên mPSK (m = 2,4,8, các kênh tốc độ = 140 Mbps sử dụng QAM ( m=16) 22
  23. 4 Phân tích thiết kế đường truyền vi ba số  Việc phân tích đường truyềnvibasố cho phép ta thiếtkế các đường truyềndẫnnàyđảmbảochấtlượng truyềndẫn. Một trong số các đạilượng được quan tâm nhất trong quá trình phân tích này là nhiễu và suy hao đường truyền 2 Psignal Pt (4 d) SNR 2 Suy hao trong không gian tự do Ls= P  Pnoise r Tính theo dB: Ls=92,4 + 20logf[GHz] + 20logd[km] Hay: Ls=32,5 + 20logf[MHz] + 20logd[km] Pt 4 d LdB 10log 20log Pr  f: tần số vô tuyến (Ghz) d: độ dài đường truyền hay khoảng cách anten phát và anten thu (km) 9/28/2013 23
  24. 5 Hệ thống thông tin vệ tinh 24
  25. 5 Hệ thống thông tin vệ tinh Satellite 9/28/2013 25
  26. 5 Hệ thống thông tin vệ tinh §Þnh nghÜa vÖ tinh Mét vËt thÓ A ®îc gäi lμ vÖ tinh cña vËt thÓ B nÕu: - A quay quanh B -mA< mB VËt thÓ do con ngêi chÕ t¹o vμ bay quanh Tr¸i ®Êt (hay mét thiªn thÓ kh¸c) gọi là vÖ tinh nh©n t¹o 9/28/2013 26
  27. VÖ tinh nh©n t¹o ®Çu tiªn Sputnik 1 ®îc Liªn X« phãng lªn ngμy 4 th¸ng 10 n¨m 1957. Môc ®Ých lμ truyÒn ®i mét tÝn hiÖu m· Morse ®¬n gi¶n. KÝch thíc cña nã chØ b»ng mét qu¶ bãng ræ. 9/28/2013 27
  28. Vệ tinh đầu tiên của Mỹ 10:48pm ngày 31 tháng 1 năm 1958 vệ tinh Explorer-I được phóng lên vũ trụ vớimục đích nghiên cứuTráiđất trong nămQuốctế vềĐịalý. Sân bay Canaveral nơi phóng Explorer 1 Những người đứng đầu đội nghiên cứu cho ra 9/28/2013 mắt Explorer 1. Thời điểm 1/1/1958.28
  29. Ngμy 18 th¸ng 12 n¨m 1958, t¹i mòi Florida vÖ tinh viÔn th«ng ®Çu tiªn ®îc phãng lªn vò trô. Th¸ng 4 n¨m 1960, Tiros 1 ®îc phãng lªn ®Ó chôp ¶nh c¸c ®¸m m©y. Sau 1965 mỗi năm có hơn 100 vệ tinh được phóng lên quỹ đạo ISS_International Space Station : Lμ vÖ tinh nh©n t¹o lín nhÊt hiÖn nay. 9/28/2013 29
  30. Tr¹m Vò trô Quèc tÕ ISS ISS_International Space Station Lμ vÖ tinh nh©n t¹o lín nhÊt hiÖn nay. 9/28/2013 30
  31. Phãng VÖ tinh  Vệ tinh đượcgắnvàotênlửa đẩy, tớimột độ cao nhất định khi hết nhiên liệutênlửasẽ tự tách khỏi vệ tinh, lúc này vệ tinh bay dựa vào quán tính và sẽ đivàoquỹđạo ồn định nhờ một động cơ.  Để phóng đượcvệ tinh thì tên lửacần đạtvậntốcvũ trụ cấp1để thoát khỏisức hút củaTráiđất.  Vậntốcvũ trụ cấp 1: 8km/s  Khi vệ tinh gần đivàoquỹđạo mong muốnthìcác tấmpinmặttrờisẽ duỗi ra, antenna vệ tinh cũng sẵn sàng nhậnvàgửi thông tin.  Địa điểm phóng vệ tinh tốtnhấtphảithỏa mãn điều kiệnlàgầnvới đạiduơng 9/28/2013 31
  32. H×nh ¶nh mét sè b·i phãng Xichang _ China FloridaGuiana _ USA 9/28/2013 Baikonur _ Kazastan 32
  33. Hình: Hệ mặt trời 9/28/2013 33
  34. 5 Hệ thống thông tin vệ tinh Phân loại quỹ đạo theo độ cao . LEO (Low Earth Orbit): quỹđạotráiđấttầmthấptừ 200 đến 1200 km, sử dụng cho chụp ảnh khí tượng, do thám, thông tin di động đặcbiệt. . MEO (Medium Earth Orbit) quỹđạotráiđấttầmtrungtừ 1200 đến 10.000 km, sử dụng cho GPS . GEO (Geostationary Earth Orbit): quỹđạotráiđất địa tĩnh 35786 km trên bề mặttráiđất. . HEO (Highly Elliptical Orbit): quỹđạotráiđấttầm cao trên 35786 km 9/28/2013 34
  35. 5 Hệ thống thông tin vệ tinh Hình: Các loại quỹ đạo vệ tinh 9/28/2013 35
  36. Các đặc điểm của thông tin vệ tinh Ưu điểm: +Cókhả năng đatruynhập + Vùng phủ sóng rộng + Ổn định về chấtlượng và khả năng cao về thông tin băng rộng +Cóthểứng dụng cho thông tin di động +Hiệuquả kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn. +Sóngphátratừ mộtquỹđạocủavệ tinh địatĩnh có thể bao phủ 1/3 bề mặttráiđất. Nhược điểm: Tổng số chiềudàicủa đường lên và xuống ở thông tin vệ tinh là trên 70.000 km, sóng phải đimất ¼ giây gây ra 1 thờigian trễđ9/28/2013áng kể. 36
  37. Đa truy nhập của thông tin vệ tinh.  Kỹ thuậtsử dụng mộtvệ tinh chung cho nhiềutrạm mặt đấtvàviệctăng hiệuquả sử dụng củanótớicực đạigọilàđatruynhập.  Đatruynhậplàphương pháp dùng mộtbộ phát đáp trên vệ tinh chung cho nhiềutrạmmặt đất.  Các dạng phân chia đa truy nhập: -FDMA đa truy nhập phân chia theo tần số. -TDMA đa truy nhập phân chia theo thời gian. -CDMA đa truy nhập phân chia theo mã. -SDMA đa truy nhập phân chia theo không gian -Phân9/28/2013 phối kênh. 37
  38. 9/28/2013 38
  39. 9/28/2013 39
  40. 9/28/2013 40
  41. 9/28/2013 41
  42. Tần số làm việc: băng C từ 4 GHz đến 6 GHz, hoặc băng Ku từ 11 đến 14 GHz Phân cực sóng là hướng dao động của điện trường. phân cực đứng sóng phân Phân cực thẳng cực sóng phân cực ngang sóng phân cực tròn 9/28/2013 42
  43. Anten loa Phân loại Antenna Anten Parabol Anten Cassegrain Anten Gregorian Anten Lệch 9/28/2013 43
  44. Các khái niệm về công suất phát và thu tín hiệu Với d là khoảng cách giữa anten phát và anten thu Công suất tín hiệu thu được PR bởi anten có độ lợi GR là PR = (PA/ LS)* GR = (PT*GT/LFS)*GT Với LS là suy hao không gian tự do (Free Space Loss) Ta có công thức tính công suất bức xạ đẳng hướng (EIRP): EIRP = PA = PT* GT Với : PT : công suất phát GT : độ lợi anten 9/28/2013 44
  45. Tạp âm nhiệt PN = K*T*B [W] trong đó: • K hằng số Boltzmann’s (1,374*10-23 Joule/Kelvin] • T nhiệt tạp âm tương đương [Kelvin] • B băng tần tạp âm [Hz] VD: T = 100oK ;B = 50MHz , thì N = 1,375*10-23*100*50*106 = 0.6875*10-13 [W] Nhiệt tạp âm của hệ thông M1 và M2 Te = Te1 + Te2/G1 Nhiệt tạp âm của n hệ ông M1 , M2 Mn Te = Te1 + Te2/G1 + Ten/(G1G2 Gn-1) Đối với anten tai mặt đất( tải xuống) :TA = Tsky + Tground 9/28/2013 45
  46. Nhiễu khác tuyến: •Vệ tinh thông tin khác trạm mặt đất •Trạm mặt đất khác vệ tinh thông tin •Tuyến viba mặt đất vệ tinh thông tin •Tuyến viba mặt đất trạm mặt đất (là nhiễu lớn nhất) Nhiễu cùng tuyến: Thường là do thực hiện kĩ thuật dùng lại tần số để sử dụng lại phổ tần. Hai phương pháp đó là phân cực bước sóng và phân cực kép 9/28/2013 46
  47. Mét hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh bao gåm 2 thμnh phÇn chÝnh : - Tr¹m mÆt ®Êt - Tr¹m trªn kh«ng 9/28/2013 47
  48. Tr¹m trªn kh«ng: Lμ vÖ tinh nh©n t¹o cã quü ®¹o bay trªn kh«ng gian và c¸c thiÕt bÞ trong vÖ tinh. NhiÖm vô : - NhËn tÝn hiÖu tõ tr¹m mÆt ®Êt. - Xö lý tÝn hiÖu nhËn ®îc. - Ph¸t l¹i tÝn hiÖu ®ã xuèng c¸c tr¹m thu mÆt ®Êt. 9/28/2013 48
  49. C¸c bé phËn c¬ b¶n cña 1 VÖ tinh 1.Hệ thống động cơ đẩy 2.Hệ thống năng lượng 3.Hệ thống thông tin liên lạc 4.Hệ thống kết cấu 5.Hệ thống điều chỉnh nhiệt 6.Hệ thống chỉnh hướng 7. Hệ thống đo đạc và truyền lệnh 9/28/2013 49
  50. Tr¹m mÆt ®Êt Bao gồm các thiếtbị và hệ thống máy móc để có thể thựchiệnkếtnối đượcvớivệ tinh: • Antenna thu • Hệ thống xử lý tín hiệu. • Hệ thống phát (có thể không cần đốivớitrạmmặt đấtchỉ nhậnvàxử lý tín hiệu). Trạmmặt đấtcốđịnh: truyền, nhận tín hiệu uplink, downlink và phát trên mặt đất tín hiệunhận được (downlink). Trạmmặt đất “khách hàng” đó là các bộ thu tín hiệuvệ tinh thường đượchộ gia đình sử dụng. Trạmmặt đấtdiđộng: Thiếtbịđược đặttrênxetải, có khả năng di chuy9/28/2013ển linh hoạt, thường sử dụng trong truyền hình, báo chí. 50
  51. VÖ tinh Thaicom 1A VÞ trÝ : 1200 §«ng Uplink : 6236,25 MHz Downlink : 4011,25 MHz Symbol rate : 9766 Msym/s Ch¶o ph¸t §êng kÝnh 4,6 m 9/28/2013 Vïng phñ sãng cña Thaicom 1A 51 C«ng suÊt 100 W
  52. Hình: Trạm mặt đất di động 9/28/2013 52
  53. Các ứng dụng của vệ tinh  Vệ tinh viễn thông.  Vệ tinh phục vụ dự báo thời tiết.  Vệ tinh đo dạc phục vụ nghiên cứu khoa học.  Vệ tinh phục vụ trong quân sự.  Vệ tinh GPS. 9/28/2013 53
  54. TruyÒn h×nh qua vÖ tinh DTH (Direct To Home) Satellite Trạm mặt đất Camera di động Tr¹m mÆt ®Êt “Khách hàng” Receiver antenna TV Receiver & Decoder 9/28/2013 Satellite truck 54
  55. KÕt nèi vÖ tinh víi vÖ tinh KÕt nèi di ®éng KÕt nèi gateway Tr¹m c¬ së hoÆc gateway ISDN PSTN GSM Hình: Sơ đồ kết nối hệ thống vệ tinh với hệ thống khác 9/28/2013 55
  56. 9/28/2013 56
  57. Gi¶i ph¸p VSAT vÖ tinh cho mét c«ng ty cã tªn lμ Data Mining 9/28/2013 57
  58. VINASAT-1 9/28/2013 58
  59. VINASAT-1  Đúng vào lúc 5h30 phút sáng ngày 19-04-2008 (giờ ViệtNam).Tại sân bay vũ trụ Kourou thuộc French Guyana – Nam Mỹ,vệ tinh viễn thông đầu tiên củaViệt Nam mang tên VINASAT-1 đã được phóng lên quỹđạo.  Sau khi tớiquỹđạo chuyển đổi Vinasat-1 sẽ đượctáchkhỏitênlửa đẩy Ariane-5 và bằng tên lửa điềuchỉnh VINASAT-1 sẽđược đặtvào vũ trụ tạiquỹđạo1320E (132 độ Đông) ởđộ cao 35.768 km so vớitráiđất. 9/28/2013 59
  60. Các thông số kỹ thuật VINASAT-1: Quỹ đạo vệ tinh: địa tĩnh. Toạ độ vệ tinh: 1320E. Băng tần C: -Tuyến lên: 6,425 ÷ 6,725 GHz (300 MHz). Phân cực: tuyến tính V, H -Tuyến xuống: Dải tần: 3,400 ÷ 3,700 GHz (300MHz). Phân cực: tuyến tính V, H - Phân kênh và vùng phủ sóng. Phân kênh băng C. Đường đồng mức EIRP băng tần C. Đường đồng mức G/T băng tần C. 9/28/2013 60
  61.  Trạm điềukhiển VINASAT-1: -Nằm ở góc trong cùng của trung tâm thông tin vệ tinh Quế Dương (Hoài Đức-HàTây).Trạm điềukhiểnvệ tinh VINASAT-1 giữamột“rừng” anten chảocácloại, đủ kích cỡ,caothấp, quay đủ các hướng là chiếc chảomới tinh sơnmàutrắng cao lừng lững đang dựng thẳng đứng có đường kính 13,5 m đượcdành riêng cho việc điềukhiểnVINASAT-1còncáccáikhác dùng để thu phát tín hiệuvệ tinh củacácnước khác. 9/28/2013 61
  62. Thiếtbịởtrung tâm điềukhiển VINASAT-1 gồm hai bộ phận: Nhóm thiếtbị anten: bao gồmcácthiếtbịđểthực hiện đưacáclệnh điềukhiểnvàthuthậpcáctínhiệu từ vệ tinh. Nhóm thiếtbị anten có nhiệmvụ thu tín hiệu liên quan đếndữ liệuvề tình trạng hoạt động, từ hướng đichođến các thông số cảmbiếnbên trong do vệ tinh gửivề.Saukhidữ liệu được đưa vào phân tích, xử lý, những lệnh điềukhiểncầnthiết cũng đi qua anten này để phát lên vệ tinh. 9/28/2013 62
  63. Hệ thống thiếtbịđiềukhiển. Các lệnh điềukhiển được đưaratừ trạmQuế Dương đượcmãhoábằng thiếtbị chuyên dụng trước khi phát lên vệ tinh. Khoá mậtmãlàloại khoá cứng đượccàisẵntrong VINASAT-1 khi sảnxuấtvàkhôngthể thay đổi trong suốtthờigian“sống” củavệ tinh. Sau khi vệ tinh hoạt động ổn định, nhà thầusẽ cung cấp mã khoá này lại cho trung tâm VINASAT để nắm toàn bộ quyền điều khiểnbằng điều hoà nhiệt độ liên tục 24/24 giờ. 9/28/2013 63
  64. Hình: Trạm điều khiển Vinasat-1 ở Quế Dương – Hà Tây 9/28/2013 64
  65.  Khai thác các dịch vụ từ VINASAT-1: - Ngày 30/05/2008, Tập đoàn BưuchínhViễn thông ViệtNam(VNPT)chínhthức đưa Vinasat 1 - vệ tinh đầu tiên củaViệt Nam - vào khai thác, thông qua việc triển khai các dịch vụ. - Đạidiệncơ quan quản lý khai thác Vinasat 1, Công ty Viễn thông Quốctế (VTI), cho biết đến nay Vinasat 1 đãcó16kháchhànglớn, trong đó chính VNPT có thể sử dụng và khai thác ngay 20% dung lượng vệ tinh. 9/28/2013 65
  66. - Từ khi vệ tinh đi vào hoạt động, VTI (đơnvị được giao nhiệmvụ trựctiếp khai thác quả vệ tinh đầu tiên củaViệtNam)đãphốihợpvới Đài TruyềnhìnhViệtNamthựchiệnphủ sóng thành công các kênh truyềnhìnhquảng bá như VTV1, VTV2, VTV3, VTV4 trên mọimiềnTổ quốcvàphủ sóng đếnmộtsố nước trong khu vực châu Á Thái Bình Dương qua vệ tinh Vinasat-1. 9/28/2013 66
  67. - VTI cũng đãchủđộng thựchiện chuyểncác kênh VSAT hiện đang thuê dung lượng củavệ tinh nước ngoài sang sử dụng vệ tinh Vinasat-1 như các kênh ởđảoTrường Sa, giàn khoan ngoài biển đảmbảo đáp ứng yêu cầu kinh doanh và phụcvụ HiệnVTIcũng đãcónhiều khách hàng đếntừ Hồng Kông, Singapore, Mỹ, Ấn Độ, Indonesia . 9/28/2013 67
  68. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS 68
  69. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS  GPS (Global Positioning System) Hệ thống định vị toàn cầulàhệ thống xác định vị trí dựatrênvị trí củacácvệ tinh.  Hệ thống GPS gồmcó24vệ tinh phân phối thành 6 nhóm bay theo 6 quỹđạo hình tròn quanh trái đấtvàởđộcao 12 nghìn dặmcáchmặt đất. 9/28/2013 69
  70. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS Phân loại  LORAN – (LOng RAnge Navigation) dùng cho hàng hải.  TACAN – (TACtical Air Navigation) – dùng cho quân độiMỹ.  VOR/DME – VHF (Omnidirectional Range/Distance Measuring Equipment) – dùng cho hàng không dân dụng. 9/28/2013 70
  71. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS Sự hoạt động của GPS  Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đấttheomộtquỹđạorất chính xác và phát tín hiệu thông tin xuống Trái Đất.  Máy thu GPS phải khoá đượcvớitínhiệucủaítnhấtbavệ tinh để tính ra vị trí hai chiều(kinhđộ,vĩđộ)vàđể theo dõi được chuyển động. Vớibốn hay nhiềuhơnsố vệ tinh trong tầmnhìn thì máy thu có thể tính đượcvị trí ba chiều(kinhđộ,vĩđộvà độ cao).  Mộtkhivị trí người dùng đãtínhđượcthìmáythuGPScóthể tính các thông tin khác, như tốc độ,hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, và nhiềuthứ khác. 9/28/2013 71
  72. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS Độ chính xác của GPS  Khí quyển và các nguồngâysaisố khác có thểảnh hưởng tới độ chính xác củamáythuGPS.  Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét.  Các máy thu mớihơnvớikhả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area Augmentation System)cóthể tăng độ chính xác trung bình tớidưới3mét.  GPS vi sai (Differential GPS, DGPS)sửalỗi các tín hiệuGPSđể có độ chính xác trong khoảng 3 đến5 mét. 9/28/2013 72
  73. 9/28/20136 Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS Nguồn lỗi của tín hiệu GPS  Giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion  Tín hiệu đi nhiều đường  Lỗi đồng hồ máy thu  Lỗi quỹ đạo  Số lượng vệ tinh nhìn thấy  Che khuất về hình học  Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh 9/28/2013 73