Số 39/2020: Sự phát triển của hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh – Số cuối

Image Content

Theo GPS World

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Đối với các nhà đo đạc, những tiến bộ và phát minh khoa học công nghệ trong vòng 30 năm qua nhiều hơn sự thay đổi của tất cả các năm khác cộng lại, những kết quả đo đạc đạc được dựa trên nền tảng hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite System). Khởi điểm là việc dẫn đầu của Hoa Kỳ với hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh mang tên GPS, quá trình chuyển đổi của GPS phục vụ những ứng dụng trong lĩnh vực dân sự, trong đó lĩnh vực đo đạc hiện đại đã có bước chuyển đổi to lớn và vĩnh viễn.

THAY THẾ QUAN TRẮC BẰNG MẶT TRĂNG VÀ MẶT TRỜI

Trước khi chúng ta sử dụng hệ thống định vị dẫn đường bằng vệ tinh, việc xác định hướng chính bắc trong đạo hàng chỉ có duy nhất một cách tính toán là sử dụng cách quan trắc và đọc mặt trăng và mặt trời theo một số điều kiện xác định. GPS đã cung cấp cho các nhà đo đạc một công cụ hoàn hảo để xác định và thông báo vị trí hiện thời một cách liên tục và không cần bước tính toán giao hội phức tạp từ các điểm đã biết hoặc các phép quan trắc thu thập được từ quá trình theo dõi mặt trăng và mặt trời.

GNSS (hay Global Navigation Satellite System) là thuật ngữ chỉ các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu khác nhau như GPS, GLONASS, Galileo và BeiDou. Các thiết bị thu tín hiệu GNSS thế hệ mới có khả năng truy cập đồng thời vào nhiều chùm vệ tinh định vị để đảm bảo khả năng hoạt động liên tục và tăng cường độ chính xác. Thay vì chỉ có 31 vệ tinh GPS, nay có tới 89 vệ tinh GNSS, đó là sự khác biệt rất lớn.

Cùng với sự phát triển nhanh của các vệ tinh, rất dễ dàng và đơn giản để có thể sử dụng GPS thu thập điểm khởi đầu để xác định chính xác các vị trí tiếp theo phục vụ cho dẫn đường và dự phòng sự cố. Với những cải thiện nhanh về tốc độ của các bộ xử lý tín hiệu, dung lượng lưu trữ số liệu, kỹ thuật đo GPS động thời gian thực GNSS RTK độ chính xác cao ngày càng trở nên phổ biến đối với các nhà đo đạc trên khắp thế giới.

Chùm vệ tinh định vị của Liên bang Nga mang tên GLONASS bắt đầu vào giai đoạn hoạt động hoàn chỉnh vào cuối những năm 1990, GLONASS trở thành hệ thống vệ tinh định vị thứ hai trên thế giới làm tăng số lượng vệ tinh mà các máy thu mặt đất có khả năng nhận được tín hiệu để duy trì liên tục thời gian đo hữu dụng trong ngày, tới thời điểm hiện tại GLONASS vẫn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống GNSS. Nối tiếp GLONASS, Cộng đồng Châu Âu xây dựng hệ thống vệ tinh định vị Galileo, Trung Quốc phát triển hệ thống định vị BeiDou, cùng với các hệ thống vệ tinh định vị khu vực của Ấn Độ và Nhật Bản tới thời điểm này hệ thống GNSS thực sự đã bước sang giai đoạn hoàn chỉnh với khả năng sẵn sàng tín hiệu luôn ở mức cao nhất.

Nhiều quốc gia và khu vực đã thiết kế, phát triển các hệ thống vệ tinh định vị của riêng mình, nhiều quốc gia lựa chọn phương án hợp tác chặt chẽ hơn với các nước sở hữu hệ thống vệ tinh định vị sẵn có, đồng thời tiếp tục xuất hiện thêm các hệ thống vệ tinh có chức năng hiệu chỉnh tăng cường độ chính xác cho tín hiệu GNSS hiện hữu, đồng thời cũng đảm bảo an toàn khả năng duy trì liên tục thông tin vị trí địa lý trong trường hợp các hệ thống vệ tinh khác không thể hoạt động.

GNSS GIÚP CÔNG TÁC ĐO ĐẠC THUỶ VĂN DỄ DÀNG HƠN

Một trong những lợi thế rất lớn của GNSS là khả năng tích hợp một cách mềm dẻo với các ứng dụng khác, chính khả năng tích hợp dễ dàng này đã tạo ra cuộc cách mạng trong một số lĩnh vực đo đạc bản đồ mà trước đây để giải quyết được vấn đề toạ độ điểm đo là rất phức tạp, một trong số các ứng dụng có sự thay đổi mạnh đó chính là đo đạc thuỷ văn, GNSS giúp cho việc triển khai công tác đo đạc độ sâu trở nên đơn giản, nhanh, chính xác và đáng tin cậy hơn trước đây rất nhiều, ngay cả khi phải triển khai đo trên những vùng nước rộng lớn. Các máy đo sâu được máy tính hoá sử dụng các chương trình có khả năng đọc, thu nhận và liên kết số liệu định vị bằng vệ tinh GNSS vào từng trị đo sâu, đảm bảo các phép đo sâu được thực hiện đúng vị trí gắn với độ sâu điểm đo chính xác, đây thực sự là cuộc cách mạng trong lĩnh vực đo đạc thuỷ văn.

Một thập kỷ vừa qua đã tiếp tục chứng kiến sự phát triển và mở rộng rất nhanh của kỹ thuật GNSS với nhiều thiết bị mới xuất hiện, nhiều ứng dụng mới mở ra – không chỉ đối với các nhà đo đạc bản đồ, mà còn cho các ứng dụng của cộng đồng với số lượng thiết bị siêu lớn. Trong khi các nhà đo đạc sử dụng các máy thu GNSS chuyên nghiệp trên các hệ thống thu thập số liệu mới như máy bay không người lái UAV hay tàu đo sâu không người lái thì thị trường cũng xuất hiện rất nhiều các thiết bị tích hợp máy thu GNSS phục vụ cuộc sống hàng ngày như điện thoại di động thông minh, đồng hồ đeo tay, đồng hồ thể thao, GNSS được tích hợp trong phương tiện giao thông như ôtô để làm nhiệm vụ dẫn đường hoặc cao cấp hơn là các loại phương tiện không người lái tương lai.

Chúng ta, các nhà đo đạc bản đồ chuyên nghiệp đã và đang sử dụng kỹ thuật GNSS để tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực thu thập số liệu thực địa, quản lý tài sản, tăng cường hiệu quả công việc, tạo bản sao dạng số của thế giới thực. Có quá nhiều thay đổi diễn ra trong vòng 30 năm qua đối với lĩnh vực đo đạc bản đồ cũng như thế giới quanh ta, vì vậy sẽ không có gì ngạc nhiên về quan điểm kỹ thuật công nghệ sẽ đưa chúng ta đến những bước phát triển mới.

 Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn