2 nguyên lý của định vị vệ tinh. Định vị vệ tinh được ứng dụng như thế nào?

Định vị vệ tinh bắt đầu được ứng dụng vào đời sống con người từ tháng 5 năm 2000 khi nó bắt đầu được cung cấp miễn phí cho người dân. Từ đó, hệ thống này đã mang tới những lợi ích bất ngờ cho cuộc sống mà ít ai để ý tới. Từ việc tìm kiếm một địa điểm bạn chưa bao giờ tới cho đến việc kiểm soát quãng đường bạn luyện tập thể dục, theo dõi vật nuôi hay đo đạc thực địa. Dù quen thuộc với lợi ích của nó nhưng ít ai biết hệ thống này hoạt động như thế nào. Hãy cùng khám phá cách vận hành và ứng dụng của định vị vệ tinh qua bài viết dưới đây.

2 nguyên lý của định vị vệ tinh

1. Định vị tuyệt đối

Đây là phương pháp dùng để xác định vị trí tuyệt đối của Anten máy thu, dựa vào trị đo khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GNSS. Độ chính xác của định vị tuyệt đối khoảng 10m đến 40m.

Định vị tuyệt đối chia thành định vị tuyệt đối tĩnh và định vị tuyệt đối động. Tĩnh và động chính là trạng thái Anten của máy thú trong quá trình định vị.

2. Định vị tương đối

Khi dùng hai máy thu GNSS đặt ở hai điểm khác nhau, quan trắc đồng bộ các vệ tinh để xác định vị trí tương đối giữa chúng trong hệ VN2000 và các hệ tọa độ khác. Chỉ cần biết tọa độ một điểm thì sẽ tính được tọa độ điểm còn lại. Đây là phương pháp định vị có độ chính xác cao hơn nhiều so với định vị tuyệt đối.

Ứng dụng của định vị vệ tinh

1. Đo đạc, quan trắc thực địa

Hệ thống định vị vệ tinh GNSS được sử dụng phổ biến trong nhiều nhiệm vụ khi thực hiện đo đạc, thực địa như:

Lập lưới khống chế trắc địa: Lưới yêu cầu về vị trí tương đối khoảng 5.10-6 đến 1.10-6 ứng với các cự ly 20 - 100 km. Các trị đo pha sóng mang GPS sau khi được xử lý có thể đáp ứng yêu cầu chính xác trong nhiệm vụ này.
Theo dõi độ biến dạng cục bộ chủ yếu là theo dõi độ lún khi khai thác khoáng sản hoặc sự biến dạng của công trình. Việc theo dõi này đòi hỏi độ chính xác cực cao, từ 1mm đến 1cm trong khoảng vài km. Đây là một nhiệm vụ khó khăn và việc ứng dụng GNSS vào vẫn có thể đáp ứng, nhưng sẽ có những trở ngại gây ra do môi trường đặt ăng ten. Khó khăn cũng có thể bị tăng lên do khả năng nhìn thấy vệ tinh bị giới hạn của tín hiệu trong một vài môi trường công nghiệp tiêu biểu.
Đo đạc địa chính
Theo dõi độ biến dạng toàn bộ chính là theo dõi hoạt động kiến tạo của địa tầng. Vì đòi hỏi độ chính xác khoảng 10-7 đến 10-8 trên cự ly liên tục nên cần có một mô hình phức tạp về quỹ đạo của các vệ tinh GNSS, tính toán độ trễ tín hiệu qua tầng khí quyển.

Hình 1. Ứng dụng máy định vị vệ tinh GNSS Trimble R4s vào công tác đo đạc ngoài thực tế.

2. Giao thông và thông tin trên mặt đất

Ngày nay GNSS được tích hợp trong các phương tiện giao thông từ đường bộ tới đường thủy, đường không giúp cho việc xác định vị trí hoặc hành trình dễ dàng hơn. Điều này không chỉ giúp cuộc sống người dân dễ dàng hơn mà còn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công tác cứu hộ hay thi hành pháp luật.

Để có thể theo dõi và định vị thì các phương tiện này cần trang bị những máy phát chuyển tiếp tự động để hỗ trợ máy thu GNSS. Vị trí được xác định bằng các thiết bị thu và xử lý GNSS có thể được truyền đến một địa điểm trung tâm được thể hiện trên màn hình.

Hình 2. GPS được ứng dụng trong quá trình tham gia giao thông của các bác tài.

3. Trắc địa và xây dựng bản đồ trên biển

Hệ thống GNSS đặc biệt phù hợp với công việc định vị ven bờ và ngoài khơi nhờ độ chính xác cao và có thể thực hiện trong thời gian ngắn. Đối với những yêu cầu trong công tác trắc địa biển thì cần phải sử dụng những kỹ thuật quan sát và xử lý số liệu khác nhau bằng cách sử dụng các phép đo giả cự ly hoặc phép đo pha sóng mang. GNSS hoàn toàn đáp ứng được các nhiệm vụ trắc địa trên biển gồm đo vẽ bản đồ, xác định các chướng ngại để dẫn đường cho tàu thuyền (đo vẽ bãi cạn, đo vẽ phao nổi), đo vẽ các cầu tàu và bến cảng hay trắc địa đáy biển.

Hình 3. Ứng dụng GPS vào công tác giao thông đường thủy.

4. Ứng dụng vào giao thông đường không

Hầu hết các hãng hàng không quốc tế đều sử dụng hệ GNSS làm hệ thống dẫn đường bay dân dụng trong việc cất và hạ cánh. Đây cũng là quy định của ICAO - Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế. Ở Việt nam, hãng hàng không quốc gia chính thức sử dụng GNSS từ năm 1998.

Trong các ứng dụng hàng không khác (lâm nghiệp và gieo trồng ngũ cốc...), những lĩnh vực không đòi hỏi tính an toàn của hàng không mà chỉ cần triển khai việc vận chuyển hàng hóa, kỹ thuật GNSS có thể đảm bảo dễ dàng những yêu cầu chính xác về dẫn đường bay.

Hình 4. Ứng dụng GPS trong hệ thống đường bay.

5. Các ứng dụng trong thám hiểm không gian

GPS đóng vai trò định vị và định hướng bay của các phương tiện không gian khác có mang theo những máy thu phát địa lý hoặc trắc địa. Thường thấy, đây là các vệ tinh này có quỹ đạo thấp, nên các phép đo cũng có nguyên lý hình học tương tự như cho mặt đất. Lĩnh vực ứng dụng này chủ yếu là đo viễn thám bằng vệ tinh và phép đo độ cao bằng radar. Các số đo GNSS nhận được cho phép cải tiến hoặc đơn giản bớt quỹ đạo cho các vệ tinh này, đôi khi thay thế phép định vị liên tục bằng phép định vị rời rạc trong định vị quỹ đạo bay.

6. Ứng dụng trong việc nghỉ ngơi giải trí

Thường là các định vị cầm tay siêu nhỏ để theo dõi đồ vật, thú cưng hay các thiết bị GPS cầm tay cho người thích du lịch, thám hiểm.

7. Các ứng dụng trong quân đội

Ban đầu, hệ thống định vị toàn cầu ra đời vì mục đích quân sự nên vẫn luôn được sử dụng. Chủ yếu trong việc hướng dẫn hàng không, hàng hải hay đường bộ.

Hình 5. Ứng dụng GPS trong công tác quốc phòng.

Ứng dụng của định vị vệ tinh trong đời sống rất đa dạng. Để được tư vấn về các thiết bị định vị vệ tinh phục vụ cho công tác đo đạc, hãy liên hệ ngay đến Công ty TNHH Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

>>> Xem thêm: CÔNG NGHỆ ĐO GNSS TĨNH - STATIC ĐƯỢC ỨNG DỤNG NHƯ THẾ NÀO?

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ: