Cấu trúc hệ thống GPS và ứng dụng vào thiết bị RTK
22 04 2024Nhờ sự phát triển của hệ thống GPS mà thiết bị RTK đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong lĩnh vực đo đạc trắc địa. Trong bài viết sau, cùng Máy Trắc Địa Sao Việt tìm hiểu kỹ hơn về cấu trúc hệ thống GPS và ứng dụng vào thiết bị RTK.
Lịch sử hình thành hệ thống GPS
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS – Global Positioning System) là một công nghệ quan trọng, cho phép người dùng xác định vị trí của mình trên bề mặt Trái Đất với độ chính xác cao.
Hệ thống định vị toàn cầu được phát triển lần đầu tiên bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ vào những năm 1970 cho mục đích quân sự. Từ những năm 1980s – 1990s là giai đoạn triển khai và hoàn thiện. Các vệ tinh NAVSTAR (tiền thân của hệ thống GPS hiện nay) được Không quân Hoa Kỳ phát triển.
Từ năm 1983 trở đi, GPS sẽ được mở rộng cho mục đích dân sự. Đánh dấu cho quá trình này là sự kiện năm 1994 với việc hệ thống GPS hoàn chỉnh với 24 vệ tinh được đưa vào hoạt động.
Vệ tinh quan sát có đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu địa chất, khí tượng, môi trường và quan sát trái đất.
Mục đích tạo ra vệ tinh nhân tạo
Cuộc đua trong lĩnh vực nghiên cứu vệ tinh đã mang lại nhiều tiến bộ quan trọng cho con người. Một số ứng dụng của hệ thống vệ tinh:
- Ngày nay, vệ tinh đã trở thành công cụ quan trọng giúp xác định vị trí trên cả mặt đất và đại dương. Điều này không chỉ hỗ trợ định vị cho các phương tiện di chuyển mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo dựng bản đồ và thực hiện các công việc trắc địa.
- Cải thiện việc truyền thông và truyền thông tin: Vệ tinh nhân tạo như DirecTV và Dish Network cung cấp dịch vụ truyền hình và truyền hình vệ tinh trên toàn thế giới. Ngoài ra, vệ tinh nhân tạo cung cấp kết nối viễn thông cho các khu vực khó tiếp cận hoặc thiếu hạ tầng viễn thông cố định.
- An ninh và quốc phòng: Vệ tinh hỗ trợ hoạt động giám sát tình báo, phát hiện sớm các mối đe dọa như tên lửa đạn đạo, tấn công khủng bố,…
- Ở tâm vĩ mô, mạng lưới vệ tinh nhân tạo còn được sử dụng để nghiên cứu không gian vũ trụ như khám phá và tìm hiểu về hệ thống mặt trời, thăm dò các hành tinh về thiên thể khác. Ví dụ:
- Vệ tinh nhân tạo như Cassini (thăm dò Sao Thổ và Titan) và Voyager (thăm dò ngoại vi Mặt Trời).
Hệ thống vệ tinh nhân tạo là thành tựu lớn của khoa học công nghệ
Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS – Global Positioning System) là một mạng lưới vệ tinh nhân tạo và các trạm kiểm soát trên mặt đất, được thiết kế để cung cấp thông tin về vị trí, thời gian, và các dữ liệu liên quan trên bề mặt Trái Đất. Dưới đây là cấu trúc chính của hệ thống GPS:
Phân đoạn không gian (Space Segment)
Gồm 24 vệ tinh GPS được bố trí trên 6 mặt phẳng quỹ đạo (mỗi quỹ đạo có 4 vệ tinh) và 4 vệ tinh dự phòng. Nhờ vào cấu trúc này nên sẽ đảm bảo được rằng tại mọi vị trí trên trái đát, các thiết bị RTK đều có thể tiếp nhận tín hiệu từ ít nhất 4 vệ tinh.
Vệ tinh GPS di chuyển với tốc độ 14.000 km/h, chu kỳ quỹ đạo là 11 giờ 58 phút. Các vệ tinh GPS được bố trí trên 6 quỹ đạo MEO (Medium Earth Orbit) với độ cao 20.200 km.
Mỗi vệ tinh GPS liên tục truyền tín hiệu mang thông tin về vị trí, thời gian, tốc độ của chính nó.
Phân đoạn điều khiển (Control Segment)
Phân đoạn điều khiểm nhằm đảm bảo cho hoạt động của toàn bộ hệ thống GPS luôn ổn định. Công việc này sẽ được thực hiện từ một trạm điều khiển trung tâm đặt trên mặt đất. Trạm có nhiệm vụ theo dõi, giám sát và điều khiển hoạt động của các vệ tinh GPS.
Bên cạnh đó, trạm điều khiển cũng phối hợp với trạm điều khiển trung tâm khác tạo thành một mạng lưới theo dõi tổng thể phân bố quanh Trái Đất.
Phân đoạn người dùng (User Segment)
Gồm các thiết bị thu tín hiệu GPS như: trạm cors, máy GPS cầm tay, điện thoại thông minh, thiết bị định vị,… Các thiết bị này sẽ nhận và xử lý tín hiệu từ các vệ tinh GPS để từ đó xác định vị trí, thời gian, tốc độ của người dùng.
Cấu trúc hệ thống GPS
Ứng dụng hệ thống định vị GPS trong trắc địa
RTK (Real-Time Kinematic) là kỹ thuật sử dụng tín hiệu GPS thời gian thực để xác định vị trí với độ chính xác cao. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực trắc địa, với nhiều ứng dụng đa dạng và hiệu quả:
Xác định vị trí điểm: GPS giúp xác định vị trí điểm trắc địa một cách nhanh chóng, chính xác với độ chính xác cao (cm, mm).
- Thay thế phương pháp đo truyền thống, GPS sử dụng phương pháp đo pha sóng mang, cho phép đo khoảng cách giữa các điểm trắc địa với độ chính xác cao.
GPS hỗ trợ thiết lập lưới khống chế trắc địa cấp cao, làm mốc cho các công tác đo đạc khác. Từ đó nâng cao độ chính xác và hiệu quả cho việc đo vẽ bản đồ, xây dựng công trình. - Theo dõi biến dạng theo thời gian thực của các công trình như đập, cầu, nhà cao tầng.
- Cung cấp dữ liệu quan trọng để đánh giá an toàn, đưa ra giải pháp xử lý kịp thời.
- Dữ liệu GPS được sử dụng để xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS), phục vụ quản lý tài nguyên, quy hoạch đô thị.
Nên lựa chọn máy định vị GNSS RTK 1 tần hay 2 tần?
Trong hoạt động trắc địa và lập bản đồ, các thiết bị định vị vệ tinh được sử dụng để thu thập dữ liệu từ các vệ tinh trên quỹ đạo. Có hai loại thiết bị chính được sử dụng: thiết bị định vị GPS RTK 1 tần và GPS RTK 2 tần.
Cả hai loại thiết bị, bao gồm cả thiết bị 1 tần và 2 tần, đều có khả năng thu tín hiệu ở dải tần L1. Thiết bị GPS RTK 1 tần thường được coi là phiên bản cũ và có hạn chế về khả năng thu tín hiệu, dẫn đến độ chính xác không cao. Tuy nhiên, nó có ưu điểm về cấu hình nhẹ và chi phí đầu tư ban đầu thấp.
Trong khi đó, thiết bị GPS RTK 2 tần có độ chính xác từ vài milimet đến centimet, cao hơn so với thiết bị 1 tần. Dưới điều kiện lý tưởng, thiết bị RTK 2 tần có thể đạt được độ chính xác cao khi cách trạm CORS khoảng 40km. Đặc biệt, dải tần L2 cũng có khả năng được thiết bị RTK 2 tần nhận tín hiệu, giúp giảm thiểu sai số và nâng cao độ chính xác.
Lựa chọn máy định vị GNSS RTK 1 tần hay 2 tần phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng
Một số sản phẩm máy định vị GNSS RTL 2 tần được ưa chuộng hiện nay:
Máy Trắc Địa Sao Việt cam kết cung cấp các sản phẩm chính hãng 100%
>>> Liên hệ Máy Trắc Địa Sao Việt: 0912 339 513 để được tư vấn nhanh nhất.
Qua bài viết trên, độc giả đã có thêm những thông tin về cấu trúc hệ thống GPS và ứng dụng vào thiết bị RTK. Máy Trắc Địa Sao Việt là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực trắc địa, sẵn sàng hỗ trợ, tư vấn cho khách hàng các thiết bị GPS RTK 2 tần chính hãng, giá tốt và phù hợp với nhu cầu sử dụng.
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT
- Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
- Hotline: 0912 339 513
- Website: https://maytracdiasaoviet.vn/
Viết bình luận
