Cấu Trúc Hệ Thống GPS Và Ứng Dụng Vào Thiết Bị RTK

Trong cuộc đua về khoa học, kỹ thuật trên thế giới, các vệ tinh đã và luôn được phát triển không ngừng về số lượng và chất lượng. Để nói về hệ vê tinh tiên phong của nhân loại, người ta không thể bỏ qua hệ thống GPS. Cũng nhờ cạnh tranh trong khoa học vũ trụ mà giờ chúng ta có thể tận dụng những vệ tinh này để phát triển đo đạc và định vị.

Cấu trúc hệ thống GPS và ứng dụng vào thiết bị RTK

Lịch sử hình thành hệ thống GPS

Ban đầu, mục đích của 2 cường quốc Mỹ và Liên Xô xây dựng các vệ tinh là: đạo hàng và dẫn đường trên biển. Nhiệm vụ chính là phục vụ cho mục đích quân sự. Những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học Mỹ và Liên Xô (giờ đã tan rã) tham gia vào cuộc chạy đua vệ tinh nhân tạo.

Mục đích tạo ra vệ tinh nhân tạo

Cuộc đua nghiên cứu về các vệ tinh đã đạt được những thành tựu to lớn cho nhân loại. Đến giờ, người ta có thể sử dụng vệ tinh để xác định vị trí tọa độ trên bề mặt trái đất hoặc trên biển. Khả năng này không chỉ phục vụ cho việc dẫn đường cho tàu, thuyền mà còn là ứng dụng không thể thiếu trong trắc địa lập bản đồ.

Những năm 60 của thế kỷ XX, các nhà khoa học Liên Xô đã phóng thành công GLONASS (Global - Navigation - Satellite - System). Còn Mỹ đã đi trước khi phóng hệ thống GPS ra ngoài không gian. Hệ thống GPS được bộ quốc phòng Mỹ khi đó quản lý và giám sát. Đây là hệ thống đạo hàng vô tuyến vệ tinh với tên đầy đủ là NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Providing Timing and Ranging Global Positioning System). Phạm vi hoạt động của hai hệ thống này đều là trên mạng lưới toàn cầu.

>> Xem thêm: So Sánh Các Hệ Thống Vệ Tinh Trong Hệ Thống GNSS

Cấu trúc hệ thống GPS

Cả 2 hệ thống GLONASS và GPS có cấu trúc và nguyên lý hoạt động tương tự nhau. Điểm giống giữa 2 hệ thống là ba bộ phận cấu thành: Đoạn không gian, đoạn điều khiển, đoạn sử dụng.

Đoạn không gian của hệ thống GPS

Đoạn không gian của hệ thống GPS gồm các vệ tinh ở độ cao khoảng 20.200km. Chuyển động của các vệ tinh nằm trên 6 mặt phẳng quỹ đạo. Góc nghiêng giữa mặt phẳng quỹ đạo với mặt phẳng xích đạo trái đất là 55 độ. Chuyển động các vệ tinh thuộc hệ thống GPS: Trên mặt phẳng quỹ đạo làm tròn khoảng 718 phút. Mỗi quỹ đạo sẽ có 4 vệ tinh của hệ thống GPS, chia đều cho 6 quỹ đạo.

Nhờ vào mật độ phân bố vệ tinh như trên, nên bất kỳ vị trí nào trên Trái Đất, chúng ta có thể nhận được tín hiệu. Tại bất kỳ vị trí quan trắc nào, ở bất kỳ thời điểm nào, các thiết bị RTK quan trắc có thể được ít nhất 4 vệ tinh GPS. Tần số của các thiết bị vệ tinh dao động trong khoảng chuẩn cơ sở là f₀ =10.23 MHz. Tần số này có độ chính xác cỡ 10-12. Nó còn một tên gọi khác là tần số chuẩn của đồng hồ nguyên tử. Từ một mức tần số cơ sở f_0, các thiết bị hệ thống GPS sẽ phát tín hiệu ra 2 tần sóng tải L1 và L2.

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

Đoạn điều khiển ( Control Segment )

Đoạn điều khiển có nhiệm vụ duy trì hoạt động của toàn bộ hệ thống GPS. Hệ thống định vị toàn cầu GPS được điều hành từ một trạm điều khiển trung tâm. Trạm này chủ yếu có vai trò giai đoạn điều khiển, cập nhật thông tin đạo hàng truyền từ vệ tinh. Đồng thời, trạm điều khiển cũng phối hợp với trạm điều khiển trung tâm khác. Các trạm này tạo ra hệ thống hoạt động kiểm tra với tổng 4 trạm theo dõi phân bố quanh trái đất.

Đoạn sử dụng (ứng dụng trong trắc địa lập bản đồ)

Phần sử dụng là các thiết bị thu tín hiệu từ hệ thống GPS. Ví dụ như máy bay, tàu thủy, trạm cors, chảo vệ tinh... Đồng thời, trong công tác trắc địa lập bản đồ, người ta sử dụng các thiết bị định vị vệ tinh để thu thập dữ liệu từ các trạm không gian. Có 2 loại máy chính: máy định vị GPS RTK 1 tần và máy định vị GPS RTK 2 tần.

>> Xem thêm: Tìm Hiểu Về Máy RTK 2 Tần Cho Những Ai Chưa Biết

Thiết bị ứng dụng hệ thống định vị GPS trong trắc địa

Cả 2 loại thiết bị 1 tần và 2 tần đều có thể thu tín hiệu ở dải tần L1. Các máy GPS RTK 1 tần thường là các dòng cũ. Nên khả năng thu tín hiệu hệ thống GPS không được cao. Ưu điểm của dòng thiết bị này là cấu hình nhẹ và chi phí đầu tư ban đầu không lớn.

Độ chính xác của máy 2 tần có độ chính xác từ vài milimet đến centimet, hơn máy 1 tần. Trong điều kiện đo lý tưởng, máy RTK 2 tần sẽ có độ chính xác cao khi trong phạm vi 40km tới trạm CORS. Ngoài ra, dải tần L2 có thể được các thiết bị RTK 2 tần nhận tín hiệu.  Chính vì lý do này mà các thiết bị GPS RTK 2 tần có sai số thấp hơn.

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy GPS RTK 2 tần cải tiến với nhiều tính năng hiện đại. Bạn có thể tham khảo các dòng máy của hãng Alpha-Geo và Geomate. Đây là 2 hãng có nhiều dòng sản phẩm định vị vệ tinh hiện đại. Các sản phẩm có các tính năng về bù nghiêng và lượng kênh thu tín hiệu lớn. Các sản phẩm tiêu biểu có nhiều tính năng vượt trội và khả năng xử lý dữ liệu ít sai số:

• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS RTK Alpha-Geo Netbox 2
• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS RTK Alpha-Geo NEW L300
• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS LASER RTK - MATRIX
• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS RTK GEOMATE SG5
• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS RTK GEOMATE SG7
• Máy Định Vị Vệ Tinh GNSS RTK GEOMATE SG9

Hãy chọn mua máy tại các đơn vị phân phối uy tín và mua hàng chính hãng. Các thiết bị chính hãng đảm bảo được độ chính xác và khả năng xử lý dữ liệu ổn định.

Kết luận

Hệ thống GPS đóng vai trò lớn trong công tác trắc địa. Ngoài ra, chúng cũng được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày. Bạn hoàn toàn có thể thu tín hiệu hệ thống GPS bằng điện thoại cá nhân. Với người trong ngành trắc địa, để tận dụng tốt hệ thống định vị vệ tinh GPS, bạn nên dùng máy 2 tần. Các thiết bị GPS RTK 2 tần nên chọn là các loại máy có tính năng bù nghiêng, chứng nhận IP cao. Để biết thêm thông tin về các thiết bị GPS RTK, vui lòng liên hệ cho chúng tôi để được tư vấn.

Công ty TNHH thương mại & công nghệ Trắc Địa Thái Dương là đơn vị hàng đầu trong việc cung cấp các dịch vụ trắc đạc (đo đạc hiện trạng vị trí, đo đạc khảo sát địa hình, tư vấn pháp lý). Ngoài ra, Trắc Địa Thái Dương còn cung cấp các thiết bị phục vụ công tác trắc địa như máy GPS GNSS RTK với giá tốt, đảm bảo chất lượng.Mọi thông tin liên hệ:CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA THÁI DƯƠNG

• Địa chỉ: 349 Lương Thế Vinh, P. Trung Văn, Q. Nam Từ Liêm, Hà Nội
• Hotline: 0904193788
• Fanpage: Trắc Địa Thái Dương
• Email: tracdiathaiduong@gmail.com