Lịch sử phát triển của dịch vụ thời gian thực RTS

Việc phát triển của dịch vụ RTS cũng giống như việc phát triển một dịch vụ mới của IGS. Bước thứ nhất, IGS thành lập một nhóm làm việc độc lập và cùng nhau xác định những mục tiêu chiến lược cần đạt được. Bước thứ hai, dự án thử nghiệm được khởi động, đế thành công sẽ chuyển sang bước thứ ba và giai đoạn cuối cùng, theo đó sẽ công bố chính thức dịch vụ mới.

Nhóm làm việc về dịch vụ thời gian thực của IGS – IGS RTWG (IGS Real Time Working Group) được thành lập vào năm 2001 với mục tiêu được xác định là thiết kế và triển khai hạ tầng hệ thống dịch vụ thời gian thực và xử lý để cung cấp số liệu thời gian thực cho các trung tâm phân tích, và phân bổ sản phẩm số liệu thời gian thực cho người sử dụng. Định hướng hoạt động của IGS RTWG là “Hướng tới dịch vụ thời gian thực ”, định hướng mục tiêu này được xác định trong hội thảo do IGS tổ chức mùa xuân năm 2002 tại Ottawa, Canađa. Cũng trong thời gian này, thiết kế nguyên mẫu của dịch vụ thời gian thực đã được IGS công bố chính thức.

Tháng sáu năm 2007, IGS ra thông báo “Mời tham gia vào dự án thử nghiệm thời gian thực IGS ” với mục tiêu đạt được kết quả trong thời gian ba năm. Năm 2009, dự án thử nghiệm được mở rộng tiếp đến Tháng ba năm 2011, và đến Tháng tám năm 2011, nhóm làm việc đã thông báo dự án thử nghiệm đã hoàn tất và đạt được thêm những kết quả khác của IOC, đây chính là tiền đề cho đội ngũ quản lý điều hành của IGS chính thức công bố triển khai cung cấp dịch vụ thời gian thực.

Áp dụng các chuẩn mở

Một trong những điểm quan trọng nhất mà IGS theo đuổi là phát triển và duy trì các định dạng chuẩn cho những sản phẩm số liệu GNSS và dịch vụ. Để đạt được mục đích này đối với dịch vụ GNSS thời gian thực, IGS đã gia nhập Uỷ ban Kỹ thuật Vô tuyến cho Các dịch vụ Hàng hải Đặc biệt RTCM-SC0184 (Radio Technical Commision for Maritime Services Special Committee 104) vào năm 2008. Sau khi gia nhập RTCM, dự án thời gian thực của IGS đã áp dụng định dạng RTCM-3 đối với bản tin quan trắc GPS và GLONASS, định dạng RTCM-State Space Representation (RTCM-SSR) cho các bản tin hiệu chỉnh quỹ đạo vệ tinh và đồng hồ.

Định dạng trao đổi số liệu độc lập RINEX (Receiver Independent Exchange) được sử dụng là định dạng chuẩn trong chia sẻ số liệu cho cả hai bên IGS và RTCM-SC104 vào mùa xuân năm 2011. Do có những phát triển mới này, nên hiện tại dự án vẫn đang tiếp tục phát triển bản tin dạng nhị phân (Binary Messages) để có thể tạo ra các tập tin RINEX hoàn chỉnh từ các bản tin nhị phân RTCM-SC104. Một phần của dự án này liên quan đến việc phát triển một định dạng bản tin mới sử dụng cho số liệu GNSS mang tên RTCM-MSM (RTCM-Multi Signal Messages). Định dạng bản tin mới này cho phép kết hợp hoạt động giữa các kiểu, loại máy thu GNSS khác nhau, tất cả các hợp phần quan trắc theo định dạng bản tin RTCM-MSM đều được sắp đặt theo tín hiệu tham chiếu của từng dải tần. Hợp phần bổ sung hỗ trợ cho hai trùm vệ tinh mới QZSS và Compass đã được lên kế hoạch và đưa vào bước đổi mới kế tiếp của định dạng bản tin RTCM-MSM.

Số liệu hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh IGS-RTS GNSS được phân phát thông qua việc sử dụng các bản tin định dạng RTCM-SSR. Các bản tin này đã được thiết kế với RTPPP và đã được chính thức áp dụng thành chuẩn RTCM vào Tháng tám năm 2011. Định dạng này hỗ trợ cả hai trùm vệ tinh GPS và GLONASS. Giải pháp kết hợp bản tin RTCM-SSR hỗ trợ số liệu hiệu chỉnh có độ chính xác lên tới milimét. Phiên bản nâng cấp của RTCM-SSR sẽ hỗ trợ cho các trùm vệ tinh mới Galileo, QZSS, và Compass, và định dạng mô hình hiệu chỉnh tầng điện ly toàn cầu cũng đã được lên kế hoạch phát triển.

Phân phối số liệu thông qua NTRIP

IGS-RTS sử dụng giao thức NTRIP (Network Transport of RTCM by Internet Protocol) cho các hoạt động mang tính quốc tế và phục vụ cho việc phân phối các sản phẩm thời gian thực đến cho cộng đồng người sử dụng. NTRIP trở thành chuẩn RTCM vào năm 2004 và kể từ thời điểm đó NTRIP đã được phát triển thành một bộ các hợp phần tạo thành hệ thống an toàn và bảo đảm tối ưu cho việc thu thập và phân phối thông tin GNSS trong chế độ thời gian thực. Trở thành chuẩn RTCM, NTRIP là giao thức lý tưởng cho việc truyền tải và thu nhận các bản tin HP-MSM và SSR. Quý độc giả nào quan tâm và muốn tìm hiểu chi tiết về giao thức chuẩn NTRIP, có thể liên hệ trực tiếp với Nhóm Kỹ thuật của Công ty TNHH ANTHI Việt Nam.

Thiết kế hạ tầng

IGS-RTS là sự phối hợp mang tính quốc tế của nhiều cơ quan và tổ chức để hình thành dịch vụ miễn phí, theo đó IGS không thể đưa ra bất kỳ cam kết hay bảo đảm chắc chắn cho độ chính xác hay tính khả dụng của dịch vụ RTS. Mặc dù vậy, IGS hiểu rằng đó cũng chính là những gì mà cộng đồng người sử dụng luôn mong muốn về các dịch vụ mà IGS cung cấp theo cả hai khía cạnh độ chính xác và tính khả dụng.

Để đáp ứng mong muốn về độ chính xác, IGS sẽ cố gắng duy trì triển khai dịch vụ định vị thời gian thực quy mô toàn cầu kết hợp với những công nghệ mới nhất có liên quan. Để đáp ứng mong muốn của cộng đồng người sử dụng về tính khả dụng của dịch vụ, IGS sẽ cố gắng làm việc với các đối tác và chính hệ thống của mình để đảm bảo dòng số liệu và dịch vụ GNSS luôn đảm bảo độ tin cậy, trong chế độ thời gian thực mà không bị gián đoạn. Để đảm bảo được điều này, giải pháp hệ thống dự phòng đã được sử dụng trong hầu hết các đường dẫn truyền cho cả số liệu và các sản phẩm, điều này cũng giảm thiểu việc sụp đổ hay ngừng cung cấp dịch vụ của cả hệ thống.

Hình 1 - Mạng lưới các trạm quan trắc GNSS liên tục trên thế giới

Hình 1 thể hiện phân bố mạng lưới các trạm quan trắc thời gian thực liên tục trong hệ thống IGS-RTS. Hệ thống hiện được cấu thành bởi 130 trạm phân bố trên toàn thế giới và được quản lý duy trì bởi rất nhiều các cơ quan và tổ chức khác nhau. Các trạm quan trắc này gửi dòng số liệu 1 Hertz tới các trung tâm số liệu thời gian thực với độ trễ thời gian chuẩn là 3 giây hoặc ít hơn.

Việc các trạm quan trắc liên tục phủ trùm trên toàn thế giới là yếu tố cơ bản nhất quyết định thành công của dịch vụ IGS-RTS, và việc xuất hiện của các trạm dự phòng phân bố theo từng khu vực địa lý cũng làm tăng tính khả dụng và độ tin cậy của số liệu từ khắp các vùng trên toàn thế giới. Tuy nhiên mục tiêu này cũng là thách thức đối với một số khu vực địa lý đặc thù, ví dụ khu vực nam Thái Bình Dương.

Các trạm quan trắc tham gia vào lưới IGS được yêu cầu tuân thủ tập hợp tối thiểu các tiêu chuẩn và được khuyến khích áp dụng các tiêu chuẩn thực tiễn để phục vụ tốt nhất cho các hoạt động thời gian thực, ví dụ:

* Số liệu thu thời gian thực cần được truyền phát tới ít nhất là hai trung tâm số liệu thời gian thực tách biệt.

* Các trạm quan trắc tham dự vào việc cung cấp số liệu hình thành lưới tham chiếu IGS cần hoạt động liên tục trong chế độ thời gian thực để đảm bảo cung cấp số liệu, tính ổn định của lưới tham chiếu.

Các Trung tâm Phân tích Thời gian thực RTAC (Real-time Analysis Centers) cũng được khuyến khích áp dụng những tiêu chuẩn thực tiễn tốt nhất để xây dựng khả năng nhận và sử dụng số liệu từ hai hay nhiều hơn các trung tâm số liệu toàn cầu vào chiến lược xử lý phân tích số liệu của mình.

(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!