Philip G. Mattos và Fabio Posini, ngày 08/01/2014 – Số 2

Một trong những mối quan tâm hàng đầu của hầu hết người sử dụng trên khắp thế giới, đó là khả năng thu đa tần số và đa trùm vệ tinh của các loại máy thu GNSS thế hệ mới. Không chỉ tạo ra sức hút đối với người sử dụng, khả năng thu đa tần số đa trùm vệ tinh của máy thu cũng giúp xác lập cam kết đầu tư nghiên cứu và phát triển của các nhà sản xuất đồng thời thể hiện khả năng xử lý tổng hợp của hợp phần phần mềm điều khiển của các máy thu thế hệ mới này.

Trong loạt bản tin tới đây, nhóm Kỹ thuật của Công ty TNHH ANTHI Việt Nam sẽ gửi tới Quý Độc giả toàn bộ bài viết của tác giả Philip G. Mattos và Fabio Pisono liên quan tới kiến trúc của các máy thu đa tần số và đa trùm vệ tinh.

Trong giai đoạn 2010-2020, hai hệ thống GLONASS và BeiDou (1602 MHz FDMA và 1561 MHz tương ứng) sẽ cần phải điều chỉnh thêm trên cả hai hợp phần của máy thu là RF và phần cứng kỹ thuật số, và chính khả năng bị nghẽn mạch cao hơn do độ rộng dải tần 50 MHz gây ra nên việc điều chỉnh trên cả hai hợp phần cũng gây ra sự cố liên quan đến việc tiêu thụ điện năng gia tăng.

Sau năm 2020, theo kế hoạch GLONASS sẽ có thêm tần số L1OC đi vào hoạt động, tạo ra dải tần cấu trúc CDMA trên hai hệ thống GPS/Galileo, đồng thời BeiDou cũng dự kiến sẽ mở rộng hoạt động trên khắp toàn cầu và dải tần số B3 cũng chính thức đi vào hoạt động hoàn toàn cũng trên tần số 1575 MHz. Tại thời điểm này chúng ta sẽ có tới 4 trùm vệ tinh GNSS trên cùng một dải tần, mang đến cho người sử dụng hơn 100 vệ tinh hoạt động. Theo đó khi vùng quan sát lên bầu trời quang đãng, số lượng vệ tinh quan sát được liên tục đạt con số 30, đôi khi lên tới con số 40 vệ tinh.

Bên cạnh những lợi điểm liên quan tới việc đảm bảo số lượng vệ tinh cần thiết khi hoạt động trong các khu vực khó khăn trước đây như đô thị, thung lũng hay trong rừng rậm, điều này cũng giúp cho kiến trúc của máy thu đơn giản hơn. Trong khi bộ tổng hợp mã đòi hỏi khả năng mềm dẻo tối đa để tổng hợp được tất cả các mã tương tự nhau, thì đường dẫn thực của tín hiệu cũng sẽ được đơn giản hơn rất nhiều: Chỉ còn lại duy nhất một đường dẫn tín hiệu cho cả hai hợp phần quan trọng của máy thu đó là hợp phần xử lý RF (Analog) và Baseband (Digital), bao gồm tất cả các bộ lọc liên quan. Chính vì những lợi thế này mà máy thu  giảm chỉ số tiêu thụ điện năng xuống một cách đáng kế.

Liệu thị trường có mong muốn đón nhận những lợi thế liên quan tới việc giảm lượng điện năng tiêu thụ và những điều chỉnh liên quan đến phần cứng, hay thị trường sẽ quan tâm hơn tới việc tận dụng những nguồn lực tăng cường này để đưa vào máy thu tần số song song, bổ sung tín hiệu L-band tần số thấp, bắt đầu sử dụng L5/E5, và biết đâu có thể là L2/L3/L6??? Theo đánh giá của chúng tôi đến thời điểm hiện tại máy thu thương mại sẽ không đi xa hơn mục tiêu L5/E5, nhưng chắc sẽ có thêm các mốc gắn được tích hợp sẵn trong máy thu cho phép những điều chỉnh phần cứng trong tương lai được thực hiện để có thể biến các máy thu này thành những máy thu chuyên nghiệp, hoặc trong việc triển khai L2C sẽ giúp máy thu sớm đón nhận những lợi thế khi trùm vệ tinh GPS chính thức đưa vào hoạt động với tần số GPS-L2C chứ không cần phải đợi đến GPS-L5.

Phần tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục trình bày cả hai phần các kết quả kỹ thuật khi thử nghiệm trên thực địa sử dụng mẫu bốn trùm vệ tinh định vị, và cũng đưa ra những nhận định xem các loại máy thu sẽ thay đổi như thế nào trong tương lai khi các trạm vệ tinh chính thức đi vào hoạt động, đồng thời cũng xem xét việc biến động của các tần số định vị trong một thập kỷ qua.

LỊCH SỬ

Khả năng tương tác với hệ thống Galileo đã được đưa vào phần cứng máy thu ST GPS/GNSS từ năm 2006 đến 2008, với bộ RF mới và dải tần nền tảng (Baseband) FPGA-Based dưới sự tài trợ của EU theo dự án GR-PosTer. Trong khi đó việc sản xuất Baseband (Cartesio-plus) gia tăng sản lượng lớn vào năm 2009, trong thực tiễn người sử dụng vẫn nghiêng hẳn về GPS bởi thời điểm này các hệ thống GNSS khác chưa thực sự xuất hiện.

Việc thay đổi các đặc tính của hệ thống Galileo dẫn tới những nâng cấp phần cứng như trong Hình 1. Hợp phần điều biến chuyển dịch sóng mang nhị phân BOC (Binary Offset Carrier 1,1) được mở rộng dải tần, tác động tới RF, trong khi cả hai hợp phần BOC và mã bộ nhớ (Memory Codes) sẽ tác động đến các hợp phần liên quan tới điều chỉnh Baseband trong khu vực của bộ tổng hợp mã (Code-Generator).

Hình 1 – Những thay đổi để bắt kịp Galileo

(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