GPS World 1/11/2012

Các tác giả Maorong Ge, Hongping Zhang, Xiaolin Jia, Shuli Song, và Jens Wickert

Dịch và biên soạn: Nhóm kỹ thuật – Công ty TNHH ANTHI Việt Nam 

Hình 1 thể hiện vị trí phân bố các trạm trong mạng lưới quan trắc của Trường Đại học Vũ Hán, trong khi Bảng 1 lại thể hiện số liệu thu được tại mỗi trạm trong quá trình thu thập và tính toán.

Compass hiện có tổng số 11 vệ tinh đang hoạt động: 4 vệ tinh GEO (C01, C03, C04, C05), 5 vệ tinh IGSO (C06, C07, C08, C09, C10), và 2 vệ tinh MEO (C11, C12). Trong thời gian thử nghiệm, đã xác định được hai lần điều khiển điều chỉnh đối với vệ tinh C01 vào ngày 123 và vệ tinh C06 vào ngày 130. Hai vệ tinh MEO không nằm trong quá trình xử lý bởi chúng vẫn đang trong pha thử nghiệm mà chưa chính thức đi vào hoạt động.

Bảng 1. Số liệu thu được tại các trạm trong quá trình thử nghiệm 

GÓI PHẦN MỀM

Gói phần mềm EPOS-RT được thiết kế cho cả hai mục đích xử lý sau và xử lý thời gian thực các phép đo bằng nhiều kỹ thuật tính toán như: GNSS và khoảng cách laser vệ tinh SLR, xử lý giao thoa cạnh rất dài VLBI, phục vụ nhiều ứng dụng trong khoa học Trái đất và Không gian. Phần mềm được phát triển bới German Research Centre for Geosciences (GFZ), tiền thân phục vụ cho các ứng dụng thời gian thực, sau đó được chạy liên tục nhiều năm để tính toán dịch vụ PPP quy mô toàn cầu và thực hiện các phép tính toán hiệu chỉnh GNSS khác. Gần đây các chức năng xử lý sau đã được phát triển bổ sung, nhằm hỗ trợ cho việc xác định chính xác quỹ đạo của các vệ tinh HNSS và LEO phục vụ cho một số dự án lớn đang được triển khai.

Nhóm tác giả cũng đã điều chỉnh gói phần mềm để phù hợp hơn cho mục đích nghiên cứu, xử lý và phân tích số liệu thu được từ hệ thống Compass. Xuất phát từ việc cấu trúc của tín hiệu Compass rất giống với cấu trúc của tín hiệu GPS và Galileo, quá trình điều chỉnh cũng diễn ra tương đối thuận lợi dựa trên cấu trúc mới của cả gói phần mềm này. Điểm khác biệt duy nhất khi so sánh với GPS và Galileo là sự xuất hiện gần đây trong hệ thống Compass chủ yếu là các vệ tinh GEO và IGSO thay vì chỉ là các vệ tinh MEO. Theo đó, hầu hết các vệ tinh chỉ có thể dò tìm và thu số liệu bởi các mạng lưới nằm trong khu vực, vì vậy việc đo xác định đồ hình để xác định chính xác quỹ đạo và định vị vị trí vệ tinh khó hơn rất nhiều so với hai hệ thống hoàn chỉnh hiện tại là GPS và GLONASS.

Hình 2 thể hiện chi tiết cấu trúc của gói phần mềm EPOS-RT, EPOS-RT bao gồm những mô đul cơ bản: Tiền xử lý (Preprocessing); Tích hợp quỹ đạo (Orbit Integration); Ước định tham số (Parameter Estimation), Biên tập số liệu (Data Editing), và Ấn định Ambiguity (Ambiguity-fixing). Các tác giả cũng đã phát triển công thức ước lượng bình phương nhỏ nhất phục vụ cho việc xử lý sau số liệu đo và công thức ước lượng lọc thông tin khai căn bậc hai (Square-Root) phục vụ cho xử lý số liệu đo thời gian thực.

Hình 2. Kiến trúc hệ thống của gói phần mềm xử lý EPOS-RT  

XỬ LÝ SỐ LIỆU GPS

Để truy cập tới các sản phẩm dẫn xuất của Compass, nhóm tác giả cần đến số liệu với tên gọi NHỮNG GIÁ TRỊ THỰC (True Values). Cách thức đơn giản nhất để tính tương đối các giá trị này chính là sử dụng số liệu GPS được thu và cung cấp bởi cùng các máy thu tín hiệu.

Trước tiên, PPP được dùng trong quá trình xử lý số liệu sử dụng các sản phẩm cuối cùng của mạng lưới dịch vụ GNNN Quốc tế IGS (International GNSS Service). PPP áp dụng cho các trạm trong suốt thời gian thử nghiệm, với các đồng hồ máy thu, toạ độ của các trạm thu, và độ trễ thiên đỉnh tầng đối lưu (ZTD) dưới dạng các tham số. Khả năng lặp lại các lời giải hàng ngày khẳng định độ chính xác vị trí điểm tốt hơn 1 xen ti mét (<1 cm), độ chính xác này đã đủ để phục vụ cho quá trình xử lý số liệu Compass. Tham số hiệu chỉnh đồng hồ cho trạm và độ trễ thiên đỉnh tầng đối lưu ZTD cũng thu được từ những sản phẩm này.

Lời giải hàng ngày được kết hợp lại để cho ra toạ độ cuối cùng của mỗi trạm. Những toạ độ này sẽ được cố định dưới dạng các trạm mặt đất tin cậy, được sử dụng trong quá trình xác định chính xác quỹ đạo và đồng hồ của vệ tinh Compass. Compass và GPS thường không cùng chung tâm pha ăng ten (Antenna Phase Center), và ăng ten của máy thu cũng chưa được định chuẩn, theo đó số liệu hiệu chỉnh tương ứng đi kèm cũng chưa có sẵn để sử dụng. Mặc dù vậy, sự khác biệt này cũng có thể chấp nhận bỏ qua trong quá trình nghiên cứu thử nghiệm, nhưng phải đảm bảo yêu cầu tất cả các trạm trong lưới phải sử dụng cùng một loại ăng ten thu thống nhất.

XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO VÀ ĐỒNG HỒ

Đối với hệ thống Compass, lời giải trong ba ngày được áp dụng để dự đoán độ chính xác của quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh, cải thiện mức độ chắc chắn của lời giải bởi đồ hình hình học của lưới điểm quan trắc trong khu vực tương đối yếu. Các quỹ đạo và đồng hồ được dự đoán phụ thuộc hoàn toàn vào số liệu đo GPS và các kết quả được tính toán trích xuất từ số liệu GPS này, ngoại trừ các toạ độ của trạm đo, được sử dụng dưới dạng các giá trị đã biết chính xác.

(Còn tiếp). 

Khi cần thêm thông tin chi tiết, Quý vị có thể liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ thư điện tử: info@anthi.com.vn 

Xin chân thành cảm ơn!