ĐỔI MỚI TOÀN DIỆN – KHÔNG CHỈ LÀ CÂU CHUYỆN CỔ TÍCH - Hansel và Gretel hợp tác phát triển giải pháp định vị cho phương tiện (Số 4)

Image Content

Scott Stephenson, Xialing Meng, Terry Moore, Anthony Baxendale và Tim Edwards

Đầu máy điện dùng trong thử nghiệm có thể vận chuyển khá nhiều trang thiết bị định vị và nghiên cứu như máy thu tín hiệu định vị GNSS, các thiết bị định hướng trong INS (Inertial Navigation System), gương xoay 3600 và có thể chạy trên đường ray với tốc độ hơn 3 mét mỗi giây.Vị trí của đường ray đã được xác định chính xác và được quét lại với độ phân giải 2mm. Hình 3 thể hiện rõ hơn hình dạng của đường ray và đầu tàu điện mà chúng tôi đã sử dụng phục vụ cho nghiên cứu.

Hình3 – Trạm cố định CORS NGB2, đường ray và đầu tàu điện thử nghiệm lắp đặt trên nóc  toà nhà NGI

Ngoài ra chúng tôi cũng sử dụng tới 3 lời giải hiệu chỉnh và kiểm soát độ chính xác khác nhau để đánh giá tốt nhất các kỹ thuật định vị tương hỗ trong các thử nghiệm thực tiễn. Lời giải hiệu chỉnh kiểm soát GNSS RTK cung cấp bởi trạm tham chiếu cố định hoạt động liên tục CORS khu vực (Local Continously Operating Reference Station); Lời giải hiệu chỉnh thứ hai sử dụng kỹ thuật GNSS RTK mạng lưới dựa vào chuẩn MAC; Lời giải cuối cùng sử dụng hệ thống định vị song song GPS/INS. Ngoài ra mỗi phương tiện cũng được theo dõi vị trí độc lập bằng cách sử dụng các máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao hoặc hệ thống định vị UWB đặc biệt theo các tiêu chuẩn riêng.

CHIA SẺ SỐ LIỆU HIỆU CHỈNH RTK MẠNG LƯỚI

Trong trường hợp các phương tiện không thể kết nối được với các phương tiện khác trên đường khi thử nghiệm, phát hiện này có thể giúp giải quyết những hạn chế của hệ thống kết nối truyền số liệu định vị RTK cho phương tiện khi hoạt động trên đường. Ví dụ, nếu phương tiện A có kết nối ngoài tới nhà cung cấp dịch vụ hiệu chỉnh RTK mạng lưới (ví dụ như kết nối Internet di động), đồng thời có kết nối cục bộ với phương tiện B, theo đó hai phương tiện có thể chia sẻ trực tiếp bản tin số liệu hiện chỉnh RTK cho nhau. Hiệu quả hơn, phương tiện A còn có thể phát lại thông tin hiệu chỉnh mà nó nhận được từ nhà cung cấp dịch vụ RTK tới cho máy thu GNSS lắp đặt trên phương tiện B. Tuy nhiên điều này chỉ có thể đạt được dựa trên khả năng hoạt động của máy thu GNSS lắp đặt trên phương tiện B, cũng như khả năng xử lý số liệu RTK thời gian thực mà mạng lưới hiệu chỉnh có thể cung cấp được liên tục hay không.

Không phải tất cả các bản tin hiệu chỉnh RTK mạng lưới đều có khả năng chia sẻ trực tiếp theo phương thức mô tả ở trên, đặc biệt là khoảng cách giữa hai phương tiện cần phải nằm trong giới hạn cho phép để bản tin hiệu chỉnh của phương tiện này vẫn còn nguyên giá trị đối với phương tiện kia. Việc kết nối giữa các phương tiện sử dụng các thiết bị V2X trong khoảng cách gần (nằm trong giới hạn khoảng cách vài trăm mét) thì viễn cảnh chia sẻ bản tin hiệu chỉnh RTK mạng lưới rất khả quan.

Theo đánh giá thực tiễn, kỹ thuật hiệu chỉnh VRS RTK mạng lưới có khả năng mang lại nhiều tính năng tốt hơn nếu so sánh với các kỹ thuật khác. Tới thời điểm hiện tại, VRS là khuôn mẫu được sử dụng cho các giải pháp RTK mạng lưới ở hầu khắp trên thế giới, kỹ thuật này cũng đòi hỏi băng thông truyền dẫn ở mức cực thấp (tương đương khoảng 10 kilobit mỗi giây ở tốc độ cập nhật 10Hz). Máy thu trạm di động cũng sẽ dễ dàng hoạt động hơn khi chỉ cần yêu cầu xử lý một lượng số liệu tương đối thấp. Như hệ thống VRS đang hoạt động trên các xe buýt ở Minnesota giới hạn đường cơ sở giữa các phương tiện nằm trong khoảng 3.2km, tốc độ cập nhật vị trí VRS được lặp lại sau mỗi 2 phút.

Các bản tin hiệu chỉnh tiêu chuẩn có khoảng dãn cách 10 giây. Sau thời gian này, máy thu sẽ xác nhận là các bản tin đã cũ và sẽ không sử dụng để tính toán vị trí chính xác nữa. Mặc dù vậy, máy thu vẫn có thể sử dụng bản tin này để tính toán vị trí DGNSS với độ chính xác thấp hơn so với vị trí RTK.Như vậy, khoảng trễ mà bản tin hiệu chỉnh bắt buộc phải đến được máy thu lắp trên phương tiện B phải dưới 10 giây. Thử nghiệm lần đầu tại NGI cho thấy độ trễ thời gian tiêu chuẩn để bản tin hiệu chỉnh gốc tới được máy thu lắp trên phương tiện A qua phương thức kết nối GSM/GPRS là 0.85 giây. Như vật phương thức kết nối truyền tin bổ sung cho giải pháp V2X để truyền bản tin hiệu chỉnh từ phương tiện A đến phương tiện B không được tạo ra khoảng trễ thời gian quá lâu.

THU NHẬN CÁC BẢN TIN HIỆU CHỈNH RTK MẠNG LƯỚI

Để chứng minh những lợi ích tiềm tàng của việc chia sẻ các bản tin hiệu chỉnh độ chính xác RTK mạng lưới giữa các phương tiện tham gia giao thông, các bản tin hiệu chỉnh RTK mạng lưới sẽ được thu nhận bởi các thiết bị lắp đặt trên phương tiện thứ nhất sau đó được chia sẻ cho phương tiện thứ hai. Trong thử nghiệm chúng tôi tiến hành, phương tiện A là xe tải của NGI, và phương tiện B chính là hệ thống tàu điện thí nghiệm của NGI. Hầu hết các thiết kế mạng lưới có khả năng cung cấp dịch vụ hiệu chỉnh RTK đều có khả năng cho phép các máy thu GNSS kết nối trực tiếp với máy chủ mạng lưới RTK sử dụng thiết bị kết nối trung gian (modem GSM, thiết bị thu vô tuyến UHF/VHF, điện thoại đi động ...), tất cả các thiết bị này đều có khả năng cung cấp kết nối một cách ổn định và giảm thiểu tối đa sự mất mát cũng như suy hao tín hiệu.

Hình 4 – Sơ đồ mô tả quy trình nhận và chia sẻ bản tin hiệu chỉnh RTK mạng lưới (bên trái) và phần mềm NTRIP khách chạy trên điện thoại di động hệ điều hành Andrroid (bên phải)

Để có thể bắt được các bản tin hiệu chỉnh RTK mạng lưới, máy thu GNSS đã được xác lập cấp hình đơn giản là chấp nhận các bản tin hiệu chỉnh từ điện thoại di động thông minh thông qua kết nối không dây Bluetooth. Trong trường hợp này, kết nối với mạng lưới của nhà cung cấp dịch vụ RTK được xác lập giữa điện thoại thông minh và máy chủ dịch vụ RTK. Một ứng dụng chạy trên điện thoại di động (như trong Hình 4) sẽ yêu cầu thông tin từ máy chủ dịch vụ RTK, nhận số liệu và chuyển tiếp bản tin trực tiếp thông qua kết nối Bluetooth đến cho máy thu lắp trên phương tiện A. Sau khi nhận bản tin hiệu chỉnh, hệ thống có thể chuyển tiếp toàn bộ bản tin tới cho máy thu GNSS thứ hai, mà trong trường hợp này chính là phương tiện B.

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