Mark Caissy, Loukis Agrotis, Georg Weber, Manuel Hernandez-Pajares, và Urs Hugentobler

Dịch: Nhóm kỹ thuật Công ty TNHH ANTHI Việt Nam

Hình 4 thể hiện các bản ghi RMS của đồng hồ vệ tinh với lời giải kết hợp epoch đơn, so sánh với đồng hồ nhanh của IGS. Đây là sản phẩm kết hợp đầu tiên được tạo ra bởi RTPP, cũng chính là khởi nguồn của việc kết hợp theo khối, từ các tập tin quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh hàng ngày gửi đến bởi các trung tâm RTAC. Đầu năm 2012, ESOC đã bắt đầu cung cấp sản phẩm kết hợp, tạo ra bởi quá trình xử lý dòng số liệu hiệu chỉnh thời gian thực. Việc kết hợp theo khối thể hiện bằng màu xanh, trong khi sự kết hợp thời gian thực được thể hiện bằng màu đỏ. Sau giai đoạn nâng cấp cải tiến, các kết quả đã ổn định hơn, ngoại trừ những giá trị ngoại lệ đặc biệt. Giá trị ngoại lệ là sản phẩm của những lời giải độc lập, chúng cần được loại bỏ bằng phương pháp kết hợp phù hợp nhất. Những nâng cấp liên quan đến thuật giải xác định giá trị ngoại lệ được giới thiệu vào đầu năm 2011, đây cũng là thời điểm đánh dấu bước giảm đi một cách ấn tượng giá trị RMS. Hiện nay hầu hết các giá trị ngoại lệ được tạo ra bởi thông số quỹ đạo vệ tinh nghèo nàn sau khi các vệ tinh được điểu khiển. Hình 5 thể hiện hiệu quả của thuật giải xác định giá trị ngoại lệ.

Hình 4. Lời giải kết hợp sai số đồng hồ

Hình 5. Lời giải kết hợp với thuật giải tìm giá trị ngoại lệ

Hình 6. Lời giải kết hợp sai số quỹ đạo

Hình 7. Lời giải kết hợp PPP tại trạm FFMU (Frankfurt, Đức) trong 24 giờ

Những lời giải quỹ đạo từ RTAC sử dụng phương pháp tính toán trước phân đoạn trên cùng quỹ đạo của vệ tinh. Hầu hết các trung tâm RTAC đều sử dụng sản phẩm IGS Ultra Rapid Orbit, tuy nhiên vẫn có một số trung tâm sử dụng lời giải của riêng mình, được điều chỉnh làm mới sau mỗi hai giờ. Những kết quả lời giải quỹ đạo vệ tinh thông qua việc kết hợp sản phẩm quỹ đạo đều thể hiện sự tương đồng với các kết quả tính toán giá trị đồng hồ, với những nâng cấp ấn tượng sau khi cơ chế tìm kiếm giá trị ngoại lệ được giới thiệu và sử dụng. Những vấn đề cơ bản còn tồn tại được thể hiện rõ hơn trong Hình 6. Đây là ví dụ về những gì xuất hiện sau sự kiện điều chỉnh vệ tinh GPS mang số hiệu PRN 25 mà không thông báo rộng rãi. Tại thời điểm đó, các vấn đề đều phát sinh từ việc giới thiệu lại những vệ tinh trước đó được đánh dấu không sử dụng. Những nguồn sai số khác là những sự cố không thường xuyên nằm trong lời giải AC, nhưng không thể loại bỏ được hoàn toàn bằng thuật giải xác định giá trị ngoại lệ.

Khả năng thực hiện quá trình tạo ra sản phẩm kết hợp thời gian thực, về cơ bản được giám sát thông qua việc so sánh các sản phẩm lặp lại của IGS như những ví dụ thể hiện trong Bảng 1. Ngoài ra các sản phẩm còn được giám sát thông qua kỹ thuật định vị chính xác vị trí điểm động liên tục PPP (Continuos Kinamatoc Precise Point Positioning) ngay trên các trang chủ BKG NTRIP. Ví dụ dòng số liệu kết quả của kết hợp PPP được thể hiện trong Hình 7 các giá trị có thể được xem xét như hợp phần của sai số theo phương ngang, hầu hết các kết quả đều có giá trị nhỏ hơn 10 cm và sai số theo chiều đứng thường cao gấp đôi sai số phương ngang.

Hình 8. Kết hợp lời giải giám sát hội tụ PPP

Hình 8 mô tả các kết quả hội tụ PPP hàng ngày được kiểm tra bởi các sản phẩm kết hợp của hai máy GPS. Sau đó thực hiện tiếp trên 23 trạm phân bố trên khắp toàn cầu, trong những khoảng thời gian tốt nhất mỗi ngày. Các kết quả thể hiện sai số RMS phương ngang vào khoảng 10 phút cuối của mỗi lần kiểm tra.

Sự phát triển của sản phẩm RT-VTEC

Trong khuôn khổ IGS, các trung tâm phân tích kết hợp AAC (Associate Analysis Center) tạo ra, nhận hoặc chuyển hoá các sản phẩm đặc biệt. Hai ví dụ về trung tâm AAC thời gian thực là Trường ĐH Bách khoa Catalăng UPC (Universital Politecnica de Catalunya) và DLR. Cả hai trung tâm đều tham gia vào IGS RTPP và tiếp tục phối hợp phát triển các sản phẩm kết hợp toàn cầu IGS RT-VTEC. Sự phối kết hợp này được thực hiện dưới hình thức của nhóm hợp tác IGS IWG (IGS Ionosphere Working Group) mà dẫn đầu là Trường Đại học Warmia và Mazury (University of Warmia and Mazury) tại Olsztyn, Ba Lan, đây cũng sẽ là địa điểm tổ chức hội thảo IGS mùa hè năm nay.

Hình 9. So sánh các giá trị VTEC - IGS thời gian thực và số liệu thu được từ thiết bị đo cao vệ tinh Jason

Hình 9 so sánh giữa các sản phẩm RT-VTEC toàn cầu đầu tiên từ hai trung tâm UPC và DLR. Hình vẽ chỉ ra khác biệt RMS giữa sản phẩm của mỗi trung tâm và các phép đo chiều cao vệ tinh VTEC Jason xác định từ đại dương, đối nghịch với số liệu trung bình ngày của các máy thu GNSS thời gian thực đang hoạt động, được lựa chọn trong lưới các trạm quan trắc phủ trùm trên toàn thế giới. Số lượng cố định 80 trạm được lựa chọn để DLR thực hiện so sánh. So sánh Jason được cân nhắc áp dụng tổng quan đối với sản phẩm VTEC chính xác mang tính toàn cầu, bởi các trạm quan trắc liên tục lắp đặt trên đất liền thường được đặt hơi xa so với vị trí thực hiện phép đo Jason. Điểm quan trọng ở đây chính là sự phân bố và mật độ đáng tin cậy mang tính toàn cầu của hệ thống lưới các trạm quan trắc thời gian thực GNSS. Các kết quả cũng đưa ra gợi ý rằng, cần phải lưu ý kết hợp sản phẩm VTEC thời gian thực từ một vài trung tâm vào chính các sản phẩm tầng điện ly thời gian thực đáng tin cậy của IGS.

Công việc so sánh các lời giải của cả hai đang được tiến hành với mục đích tìm ra được những cách thức tối ưu nhất, nhằm đánh giá và kết hợp các sản phẩm vào thành một sản phẩm IGS RT-VTEC. Trong tương lai, hiệu quả của quá trình xử lý có thể sẽ bao gồm cả khả năng làm việc với RTCM để đảm bảo chắc chắn rằng sản phẩm IGS RT-VTEC tương thích với thông tin hiệu chỉnh tầng điện ly được công bố sử dụng cho chuẩn RTCM-SSR.

Các sản phẩm, Quyền truy cập và Công cụ

Bảng 2 thể hiện danh mục các sản phẩm phân chia theo hợp phần sẽ được đưa đến cho người sử dụng, ngay sau khi dịch vụ chính thức được công bố. Danh mục sản phẩm trong mỗi hợp phần sẽ được chốt lại sau hội thảo được tổ chức vào tháng 7 này. Sau khi danh mục các sản phẩm cuối cùng được hội đồng quyết định, hướng dẫn sử dụng sẽ được xây dựng nhằm cung cấp cho người dùng những mô tả chi tiết về các sản phẩm, mục đích ứng dụng và phương thức truy cập khai thác. Như đã đề cập trong phần trước, dịch vụ IGS-RTS sử dụng giao thức NTRIP để truyền tải các sản phẩm đến người dùng, đồng thời người dùng cũng sẽ phải sử dụng ứng dụng NTRIP Client, hoặc độc lập hay nhúng trực tiếp trong thiết bị để thiết lập đường kết nối với trung tâm số liệu lưu trữ các sản phẩm khai thác. Thông thường, phần mềm mã nguồn mở hoàn toàn có thể đáp ứng được cho mục đích này, ví dụ phần mềm BKG NTRIP Client (BNC) và RTKLIB (phát triển bởi T. Takasu), cả hai ứng dụng mã nguồn mở này đều hỗ trợ cho nhiều ứng dụng định vị vệ tinh GNSS

Định hướng tương lai

Lưới các trạm quan trắc thời gian thực liên tục đang ngày càng được mở rộng, máy thu thế hệ mới thu được tín hiệu từ tất cả các trùm vệ tinh GNSS cũng sẽ được bổ sung thay thế cho máy thu thế hệ cũ. Giải pháp đa hệ thống GNSS M-GEX của IGS (IGS Multi-GNSS Experiment) sẽ giúp cải thiện mạng lưới các trạm quan trắc, kết hợp với thu thập số liệu, kiểm tra chất lượng và các bước trong quá trình phân tích tổng hợp. Hiện tại, một số trung tâm RTAC đã tạo ra được thông số hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh cho hệ thống GLONASS. Hầu hết các trung tâm RTAC đều đang từng bước thực hiện việc hỗ trợ cho cả hai hệ thống vệ tinh là GLONASS và Galileo, và bắt đầu tiếp cận với hệ thống QZSS cũng như Compass. Các trung tâm RTACC vẫn đang tiếp tục cải thiện quy trình xử lý kết hợp và giảm tối đa độ trễ thời gian hiệu chỉnh. Sự xuất hiện của nhiều dòng số liệu thời gian thực và thông tin hiệu chỉnh từ một số trùm vệ tinh, cũng sẽ là những thách thức đối với IGS và cộng đồng GNSS trong việc phát triển và sáng tạo những ứng dụng mới, có khả năng khai thác thế mạnh của tất cả các trùm vệ tinh định vị GNSS, cũng như phần cứng máy thu thế hệ mới.

Kết luận

IGS hiện đang đi những bước cuối cùng để chuẩn bị cho ngày chính thức công bố dịch vụ thời gian thực RTS (Real-Time Service) của mình. Cũng giống như những dịch vụ khác của IGS đã từng giới thiệu, RTS cũng sẽ được đưa tới người sử dụng mà không có cam kết đảm bảo dịch vụ. Kể từ những ngày đầu đặt nền móng cho RTWG năm 2001, qua các bước dự án thử nghiệm, cho đến bước cuối cùng của tháng 7 này, quá trình phát triển dịch vụ RTS được hưởng lợi thông qua sự phối kết hợp giữa rất nhiều các cơ quan, tổ chức khắp nơi trên thế giới, hầu hết được biết đến với tên gọi các trung tâm phân tích thời gian thực RTAC.

Sử dụng các chuẩn quốc tế, được xây dựng theo nguyên lý dự phòng hoạt động an toàn và liên tục, với thiết kế sản phẩm kết hợp, dịch vụ thời gian thực RTS của IGS sẽ hỗ trợ đắc lực cho các phép định vị thời gian thực đạt độ chính xác nhỏ hơn đề xi mét trên phạm vi toàn thế giới. Chắc chắn đây sẽ là dịch vụ đáng quan tâm của người sử dụng trong tương lai gần.

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!