Chuyển tới nội dung

Giới Thiệu Chung Về Máy Thu GNSS

    Máy thu GNSS có thể được phân loại theo những cách khác nhau và theo các tiêu chí khác nhau. Hãy cùng bandotracdia tìm hiểu chi tiết hơn qua bài viết dưới đây.

    Giới Thiệu Chung Về Máy Thu GNSS

    Tổng quan về máy thu GNSS

    Máy thu GNSS là thiết bị xác định vị trí, vận tốc và thời gian chính xác (PVT) của người dùng bằng cách xử lý các tín hiệu do vệ tinh phát đi. Vì các vệ tinh luôn chuyển động nên máy thu phải liên tục thu và theo dõi các tín hiệu từ các vệ tinh trong tầm nhìn, để tính toán một giải pháp không bị gián đoạn, như mong muốn trong hầu hết các ứng dụng.

    Bất kỳ giải pháp định vị và điều hướng nào do máy thu GNSS cung cấp đều dựa trên việc tính toán khoảng cách của nó tới một tập hợp các vệ tinh, bằng cách trích xuất thời gian lan truyền của các tín hiệu đến truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng, theo đồng hồ cục bộ của vệ tinh và máy thu.

    Sự khác biệt về thời gian này được chuyển thành một phạm vi giả, “pseudorange”, bằng cách nhân nó với tốc độ ánh sáng trong chân không, R = c x dt, Khoảng cách giả có thể được coi là ước tính rất sơ bộ về khoảng cách thực giữa vệ tinh và người dùng, và phải được hiệu chỉnh để giải thích cho một số hiện tượng trước khi nó có thể được hiểu là phép đo chính xác khoảng cách thực.

    Máy Thu GNSS

    Người dùng xác định giải pháp PVT của mình bằng cách xử lý các tín hiệu được truyền bởi một tập hợp các vệ tinh trong tầm nhìn.

    Phân loại máy thu GNSS

    Máy thu GNSS có thể được phân loại theo những cách khác nhau và theo các tiêu chí khác nhau.

    Bên cạnh các máy thu cấp chuyên nghiệp (ví dụ: khảo sát và độ chính xác), các Thiết bị Định vị Di động Thương mại (PND’s) rất phổ biến bên trong các phương tiện ngày nay và điện thoại thông minh ngày càng xuất hiện nhiều được trang bị các máy thu GNSS tích hợp.

    Các máy thu này được triển khai trên nhiều nền tảng khác nhau, từ ASIC, DSP hoặc FPGA, cho đến các bộ vi xử lý đa năng. Việc lựa chọn nền tảng mục tiêu thường là sự đánh đổi của các tham số như hiệu suất của máy thu, chi phí sản xuất và bảo trì, khả năng mở rộng, mức tiêu thụ điện năng và quyền tự chủ.

    – Multi-constellation (Máy thu GNSS đa vệ tinh):

    Với sự xuất hiện của nhiều hệ thống định vị vệ tinh (cả khu vực và toàn cầu), các máy thu đa vệ tinh đang trở nên phổ biến rộng rãi. Điển hình là:

    Từ góc độ máy thu GNSS, đa hệ thống vệ tinh mang lại giá trị gia tăng quan trọng về tính khả dụng của giải pháp, đặc biệt là trong môi trường đô thị: với số lượng hệ thống vệ tinh khả dụng tăng lên, số lượng vệ tinh mà người dùng có thể nhìn thấy chắc chắn sẽ tăng lên. Điều này cho phép một số triển khai thuật toán được cải tiến hơn nữa và giải pháp cuối cùng có thể được tính toán với độ chính xác và tính khả dụng cao hơn.

    – Multi-frequency (Máy thu GNSS đa tần số):

    Một số tín hiệu GNSS được phân bổ cho các tần số khác nhau – ví dụ: băng tần L1 và L2. Cho dù theo cách tiếp cận đơn hay đa hệ thống vệ tinh, máy thu GNSS có thể hưởng lợi từ việc xử lý tín hiệu đa tần số để loại bỏ các lỗi phụ thuộc vào tần số trên tín hiệu, do đó cải thiện độ chính xác của máy thu. Ví dụ quan trọng nhất là hiệu chỉnh độ trễ tầng điện ly, vì chúng thường đại diện cho những nguyên nhân chính gây ra sai số đo tổng thể.

    Tuy nhiên, máy thu GNSS đa tần số mang đến một thách thức mới, vì cần phải tăng phần cứng RF. Các ăng-ten, đầu cuối và mạch lọc/lấy mẫu điển hình được tập trung vào một trong các tần số mong muốn và trong hầu hết các trường hợp, cùng một lượng phần cứng RF được sao chép cho tần số (hoặc các tần số) khác để xử lý. Đối với thực tế này, cũng có sự đánh đổi ngụ ý giữa chi phí, kích thước, mức tiêu thụ điện năng, hiệu suất, lọc tín hiệu và băng tần cũng như chất lượng mạch tương tự.

    – Augmentation (Máy thu GNSS tăng cường):

    Máy thu GNSS cũng có thể được hưởng lợi từ các hiệu chỉnh hoặc phép đo được cung cấp bởi các hệ thống tăng cường sẵn có để cải thiện độ chính xác và hiệu suất của chúng. Như tên ngụ ý, các hệ thống như vậy nhằm mục đích cung cấp thông tin gia tăng cho người dùng GNSS, bao gồm các hiệu chỉnh và/hoặc các phép đo phụ giúp tăng độ đúng và độ chính xác trong giải pháp được tính toán. Ví dụ về máy thu sử dụng thông tin tăng cường vệ tinh, là máy thu EGNOS, máy thu WAAS…

    – Differential (Máy thu GNSS vi phân):

    Các kỹ thuật vi sai cho phép cải thiện độ chính xác của máy thu bằng cách cung cấp cho máy thu thông tin bổ sung, chẳng hạn như các phép đo từ các máy thu khác trong khu vực lân cận hoặc các hiệu chỉnh được tính toán độc lập. Thông tin bên ngoài như vậy sau đó được sử dụng trong máy thu theo cách khác biệt, ví dụ như cải thiện độ chính xác của giải pháp. Một số kỹ thuật vi phân được sử dụng rộng rãi nhất hiện có trong công nghệ máy thu hiện tại là:

    • DGNSS – GNSS vi sai.
    • PPP – Định vị điểm chính xác.
    • RTK – Động học thời gian thực.

    Ngày nay, máy thu GNSS đã được mở rộng rộng rãi sang các nền tảng thu nhỏ, chipset, bộ vi xử lý, Chip tích hợp (IC), DSP, FPGA, thiết bị cầm tay, và được tích hợp trong hầu hết các điện thoại di động.

    Máy Thu GNSS

    Các nền tảng máy thu GNSS khác nhau: Hàng hải (trên cùng bên trái), Khảo sát (trên cùng bên phải), Ô tô (nỉ dưới cùng), Phần mềm (dưới cùng bên phải).

    Một lĩnh vực ứng dụng của máy thu GNSS đóng vai trò không nhỏ trong sự phát triển kinh tế quốc gia đang ngày càng được quan tâm là “Khảo sát”. Máy thu GNSS được ứng dụng trong khảo sát như thế nào? Xem ngay: Giải pháp GNSS RTK trong đo đạc khảo sát địa hình >>>

    0903825125