TRNG I HC M THÀNH PH H CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGH THÔNG TIN




KHÓA LUN TT NGHIP


XÂY DNG H THNG
QUN LÝ L TRÌNH
XE BUÝT



Sinh viên thc hin : Nguyn Vn Hi
MSSV : 10701034
Lp : TH07A1


Ging viên hng dn : TS. Lê Xuân Trng



TP.H Chí Minh - 2011

LI CM N
z({

Trong sut thi gian làm khóa lun, tôi đã nhn đc s giúp đ ca bè bn và
thy cô khoa công ngh thông tin,đc bit là thy Lê Xuân Trng đã tn tình hng
dn, h tr tôi hoàn thành tt đ tài này.
Xin gi li cm n chân thành ti các thy cô trong khoa Công ngh thông tin đã
to điu kin cho em hc tp và nghiên cu đc bit là thy Lê Xuân Trng đã nhit
tình hng dn em trong sut quá trình thc hin đ tài. Xin cm n bn bè đã h tr và
đng viên tôi rt nhiu trong th
i gian qua.

TP. H Chí Minh, ngày 20 Tháng 9 nm 2011
Sinh Viên




Nguyn Vn Hi


MC LC
DANH MC CÁC T VIT TT i
DANH MC CÁC HÌNH ii
DANH MC CÁC BNG iv
Chng 1: M U 1
1.1. Tng Quan 1
1.2. Mc đích đ tài 1
1.3. Phng pháp thc hin 2
1.3.1. Giai đon 1 :Tìm hiu thông tin liên quan. 2
1.3.2. Giai đon 2 : Phân tích, xây dng và hin thc 2
1.4. Phm vi thc hin. 3
1.5. B cc bài báo cáo 4

Chng 2 : C S LÝ THUYT 5
2.1. Gii thiu GPS 5
2.1.1. S ra đi ca h thng GPS 5
2.1.2. Nghiên cu các thành phn h thng GPS 6
2.1.2.1. Nghiên cu vic thit k h thng GPS 6
2.1.2.2. Các thành phn h thng GPS 7
a. Phn v tr 8
b. Phn điu khin 10
c. Phn s dng 10
2.1.2.3. Nguyên lý đnh v GPS 11
a. Các đi lng đo 11
b. nh v tuyt đi (point positioning) 12
c. nh v tng đi (Relative Positioning) 13
2.1.2.4. Các phng pháp đo GPS 14
a. o ci chính phân sai DGPS (Code-based Differential GPS) 14
b. o tnh (Static) 15

c. o đng (Kinematic) 15
d. o gi đng (Pseudo-Kinematic) 15
2.1.2.5. Cách xác đnh v trí trên mt đt thông qua h thng GPS. 16
2.1.2.6. Các k thut đnh v thuê bao di đng 19
a. K thut Cell-ID 19
b. K thut A-GPS (Assisted GPS - h tr GPS) 20
c. Phng pháp kt hp 22
2.2. Gii thiu AndroidSDK. 23
2.2.1. Gii thiu Android Platform. 23
2.2.2. Kin trúc ca Android 24
2.2.2.1. Application. 25
2.2.2.2. Application Framework 25
2.2.2.3. Libraries 26

2.2.2.4. Runtime Android 26
2.2.2.5. Linux Kernel 26
2.2.3. Các thành phn ca mt ng dng Android. 26
2.2.3.1. Activities : 26
2.2.3.2. Intent 28
2.2.3.3. Layouts. 28
2.2.4. GPS trên Android 29
2.2.4.1. S dng dch v đnh v (Location-based service) trong android. 29
2.2.4.2. Thit lp Emulator vi nhà cung cp th nghim. 29
2.2.4.3. Cách to mt ng dng qun lý các Test Location Providers. 30
2.2.4.4. Tìm các provider da trên các tiêu chun yêu cu. 33
2.2.4.5. Tìm đa đim chính mình. 34
2.2.4.6. Theo dõi chuyn đng. 35
Chng 3: PHÂN TÍCH H THNG IU HÀNH XE BUÝT 36
3.1. Phân tích yêu cu 36
3.2. Phân tích h thng. 38

3.2.1. Biu đ use-case . 38
3.2.2. Danh sách các Actor. 39
3.2.3. Danh sách các Use- Case. 39
3.2.4. c t các Use-Case chính 40
3.2.4.1. c t use-case “Kt ni” 40
3.2.4.2. c t Use-Case “đng nhp” 41
3.2.4.3. c t Use-Case “Qun lý ngi dùng đng nhp”. 42
3.2.4.4. c t Use-Case “Qun lý tuyn”, “L trình”, “Xe buýt”, “Nhân viên”.
42
3.2.4.5. c t Use-Case “Lch s chuyn” 43
3.2.4.6. c t Use-Case “Ly thông tin” 44
3.2.4.7. c t Use-Case “ Khi hành” 45
3.2.4.8. c t Use-Case “Cp nht thông tin lch s chuyn” 45

3.2.4.9. c t Use-Case “X lý vi phm” 46
3.2.4.10. c t Use-case “Kt thúc chuyn”. 47
3.2.4.11. c t Use-Case “đng xut” 47
3.3. Thit k c s d liu. 48
3.3.1. Mô hình truyn thông 48
3.3.2. Mô hình ER 49
3.3.3. Mô hình quan h. 50
Chng 4 : THIT K VÀ TRIN KHAI NG DNG 56
4.1. Xây dng giao thc giao tip gia Client và Server. 56
4.1.1. Server ( hi đáp yên cu t phía client). 57
4.1.2. Client ( gi yêu cu cho server) 59
4.2. Thao tác x lý gia client -server 61
4.2.1. Server. 61
4.2.2. Client 64
4.3. Thit k thc thi ng dng 66
4.3.1. Login. 66

4.3.2. Ly thông tin l trình ca chuyn. 68
4.3.3. Khi hành chuyn. 70
4.3.4. Qun lý vn hành xe buýt, kim tra vi phm. 71
4.3.4.1. Xác đnh vi phm l trình. 72
4.3.4.2. Xác đnh vi phm thi gian. 73
4.3.4.3. Xác đnh vi phm vn tc 73
4.3.5. Kt thúc chuyn. 74
4.3.6. Thoát khi h thng. 74
4.3.7. Qun lý c s d liu. 75
4.3.8. Thng kê. 76
Chng 5 : TNG KT 78
5.1. Kt lun 78
5.2. Hng phát trin 78

Tài liu tham kho 79



 i

DANH MC CÁC T VIT TT


AOA: Angle of Arrival
A-GPS Assisted GPS
BTS: Base Transceiver Station
C/A code : coarse acquisition code
Cell-ID Cell site Identification
DGPS: Code-based Differential GPS
GPS Global Positioning Systems
GPRS : General Packet Radio Service
GSM : Global System for Mobile Communications
LBS : Location Base Services
LS: Location Server
M-code: Military code
MS: Mobile Station
NIST : The National Institute of Standards and Technology
PC : personal computer
P-code: precise code
PDA : Personal Digital Assistant
PPK : Post Processing Kinematic
RTK Real Time Kinematic
TOA: Time Of Arrival
TDOA: Time Difference Of Arrival.

TA: Timing Advance
WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access


 ii

DANH MC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Các thành phn ca h thng GPS [15] 7
Hình 2.2 Các v tinh GPS bay trên qu đo [14] 8
Hình 2.3 V trí các trm điu khin v tinh GPS [10] 10
Hình 2.4 Xác đnh hiu s gia các thi đim. [15] 11
Hình 2.5 Thu tín hiu v tinh GPS.[14] 16
Hình 2.6 hình cu giao nhau tai 2 đim [14] 17
Hình 2.7 Nhn thông s GPS t bn v tinh [8] 18
Hình 2.8 Cell-ID kt hp vi Cell-sector hoc TA [14] 20
Hình 2.9 Nguyên lý hot đng ca A-GPS[15] 21
Hình 2.10 Mi quan h gia Android và phn cng.[2] 24
Hình 2.11 S đ các thành phn chính ca h điu hành Android.[7] 25
Hình 2.12 Vòng đi ca Activity. [7] 27
Hình 2.13 DDMS trong Eclipse 30
Hình 3.1. Mô hình Use – case 38
Hình 3.2 Mô hình truyn thông 48
Hình 3.3 Mô hình ER 49
Hình 3.4 Mô hình quan h 50
Hình 4.1 S đ hot đng ca server 61
Hình 4.2 S đ hot đng ca Client 64
Hình 4.3 Giao din màn hình đng nhp 66
Hình 4.4 Màn hình thông báo đng nhp không thành công. 67
Hình 4.5 Hin th thông tin đng nhp và trng thái đang ch ca client 68


 iii

Hình 4.6 Client và server sau khi cp nht thông tin l trình 69
Hình 4.7 Các thông tin ca l trình chuyn. 69
Hình 4.8 Hin th thông báo đn gi khi hành. 70
Hình 4.9 Màn hình va bt đu khi hành chuyn 71
Hình 4.10 Lc đ xác đnh vi phm l trình 72
Hình 4.11 Lc đ xác đnh vi phm thi gian 73
Hình 4.12 Cp nht li thông tin khi client kt thúc chuyn 74
Hình 4.13 Client đng xut khi h thng. 75
Hình 4.14 Màn hình qun lý c s d liu. 76
Hình 4.15 Nhp thông tin điu kin thng kê 77
Hình 4.16 Danh sách thng kê sau khi nhp điu kin. 77


 iv

DANH MC CÁC BNG

Bng 2.1. các đc tính k thut ca các v tinh trong “Block I” 9
Bng 2.2. các đc tính k thut ca các v tinh trong “Block II” 9
Bng 2.3. c tính k thut A-GPS 22
Bng 2.4. c tính phng pháp kt hp 23
Bng 3.1. Danh sách các Actor. 39
Bng 3.2. Danh sách các Use-Case 39
Bng 3.3. Các thuc tính ca bng TUYEN 51
Bng 3.4. Các thuc tính ca bng XEBUYT 51
Bng 3.5. Các thuc tính ca bng NHANVIEN 52
Bng 3.6. Các thuc tính ca bng LOTRINH 52

Bng 3.7. Các thuc tính ca bng TOADOGPS 53
Bng 3.8. Các thuc tính ca bng LOTRINH_TOADO 54
Bng 3.9. Các thuc tính ca bng CHUYEN 54
Bng 3.10. Các thuc tính ca bng LICHSU_CHUYEN 55
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
1

Chng 1: M U

1.1. Tng Quan
i xe buýt tit kim và an toàn là điu mà nhiu ngi dân đã bit, tuy nhiên mt
vn đ lâu nay khin ngi dân vn cha tht s thích đi xe buýt đó chính là tình trng
xe buýt thng xuyên b tr gi. ây cng là bài toán đt ra mà ngành giao thông vn
ti cn phi gii quyt sm thì mi hy vng thu hút ngi dân đi xe buýt ngày mt
đông.
Nhiu cuc kho sát cho thy thc t có mt s
tuyn xe buýt rt thng xuyên
b tr, có trng hp tr t 15 phút đn 30 phút so vi lch trình đã vch ra. Vic này s
làm nh hng đn tâm lý ca nhng ngi mun dùng xe buýt làm phng tin giao
thông trên đng, đc bit là nhng ngi cn thi gian chính xác nh công nhân viên
chc, sinh viên hc sinh.
Vic khc phc tình trng xe buýt thng xuyên b tr gi là mt vn đ cn thi
t
đ cho ngi dân thêm mn mà vi xe buýt, s dng xe buýt làm phng tin chính đ
đi làm, đi hc, đi chi, mua sm,v.v… Ngoài ra, khi h thng giao thông công cng ca
toàn thành ph rt đông các xe buýt, vi hn 1000 xe buýt mi ngày hot đng trên 100
tuyn đng thì vic qun lý rt là khó khn trong khi đó thì cn ngun nhân lc ln,
chi phí cao. Mt mô hình qun lý xe buýt s là mt gii pháp tt đ gii quyt vn
đ
còn tn đng này.

Hin nay, trên đa bàn thành ph vn cha có mt h thng xe buýt vn hành
theo dng client – server. iu này gây chm tr và lãng phí trong vn đ qun lý, vn
hành và kim tra h thng xe buýt. Vi các ng dng ca công ngh thông tin và các
thit v cho phép chúng ta xác đnh v trí hin ti  bt k đâu thì vic xây dng mt h
thng qun lý xe buýt dng tp trung không m
y khó khn. Và h thng này giúp cho
công vic qun lý đn gin, tit kim, tin li và chuyên nghip hn.
1.2. Mc đích đ tài
Xây dng mt h thng phn mm qun lý dng client – server cho phép qun lý
mi hot đng ca các xe buýt khi đang hot đng trên đa bàn thành ph. H thng
máy ch đt  mt ni c đnh và các client có nhim v kt ni đn và báo cáo các
thông tin hot đng ca client v cho server.
Vi mt h thng điu hành xe buýt giúp qun lý tt hn các xe buýt, thng kê
chính xác tình trng c
a xe buýt nh : tình trng vt tc đ, b tuyn, đi sai tuyn
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
2

đng quy đnh,… s giúp ci thin hot đng ca các xe buýt trong thành ph, nâng
cao ý thc đi vi các tài x v trách nhim ca mình.
Các xe buýt có th cp nht thông tin tc thi t máy ch khi có thông tin thay
đi lch trình ca tuyn mà xe buýt đang hot đng, không cn phi tn thi gian nhn
thông báo bng vn bn hay hp thông báo ni b, tng kh nng tin li và hu ích ca
h
 thng xe buýt.
Ngi qun lý có thng kê đc danh sách các chuyn xe buýt đang vn hành,
kim tra các vi phm mà điu tit cho xe vn hành đúng vi l trình và thi gian quy
đnh ca chuyn đó. Nu phát hin xe đang vi phm thì ngi qun lý s gi các thông
báo đn xe buýt ( client ) nhc nh các tài x điu khin xe chy đúng theo quy đnh.
1.3. Phng pháp thc hin

1.3.1. Giai đon 1 :Tìm hiu thông tin liên quan.
Do tính cht hot đng ca h thng xe buýt là luôn di chuyn nên h thng xe
buýt s ng dng h thng mng không dây đ thc hin kt ni vi server.
 xác đnh đc v trí, thi gian và vn tc ca xe buýt trong l trình thì các xe
buýt phi đc trang b mt thit b đnh v GPS. GPS là h thng đnh v toàn cu do
quân đi M
 phát trin giúp xác đnh ta đ  v trí hin ti. Trong giai đon này chúng
ta s tìm hiu v h thng GPS, cu to và cách thc xác đnh v trí ca nó.
Tìm hiu và chn ra mt loi thit b h tr đnh v phù hp trang b cho xe buýt
và mt thit b h tr kt ni vi h thng xe buýt.Trong bài báo cáo này thit b đc
chn
đ h tr thc hin các công vic trên là mt smartphone đc phát trin trên nn
tng Android - mt nn tng cho vic phát trin ng dng ca Google đi vi dòng máy
đin thoi có h tr h điu hành.
Tìm hiu môi trng lp trình ca Android:
• Các phng pháp h tr lp trình giao tip mng.
• Th vin h tr đnh v trên đin thoi di đng có h tr Android.
1.3.2. Giai đon 2 : Phân tích, xây dng và hin thc
Phân tích các vn đ cn liên quan. Xây dng h thng qun lý danh sách xe
buýt. Xây dng mt c s d liu lu tr nhng thông tin cn thit cho h thng xe buýt
cn qun lý.
Thit lp mô hình qun lý đng client – server :


 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
3

• Server :
o Qun lý thông tin các xe buýt.
o Cho phép gi thông báo đn các client khi có nhu cu cn thit.

o Tip nhn thông tin t client : thi gian, đa đim, vn tc và tình
trng hot đng ca client, ….
o Mt s thao tác qun lý các client : qun lý thông tin client (xe buýt
đang vn hành ), tên client, v trí, …
o Cho phép lc danh sách các client đang chy.
o Cho phép lc danh sách các client chun b chy.
o Thông báo thi gian xut phát cho client.
o Xác đnh đ
c vn tc ca xe.
• Client :
o Kt ni đn server đ đm bo đng b thông tin vi h thng qun
lý xe buýt.
o Cho phép nhn thông tin đc cp nht t server.
o Báo cáo thông tin thi gian, đa đim, vn tc và tình trng v cho
server theo thi gian nht đnh,…
1.4. Phm vi thc hin.
 tin cho vic qun lý và điu hành h thng, giám sát hot đng ca h thng
thì chúng ta cn thit k, xây dng c s d liu lu tr các thông tin cn thit ca h
thng xe buýt. C s d liu này đc lu tr trên server và đc gi đn client khi
client có nhu cu s dng phn c s d liu cn thit.
Thi
t k mt module cho phép ngi qun lý có toàn quyn truy xut các thông
tin trong h thng. Ngi qun lý có th b trí nhân viên nào s điu hành xe buýt nào,
b trí lch trình cho xe buýt trong tng tuyn, thi gian ca tng chuyn ca tuyn và l
trình ca chuyn phi đi qua.
Thit k module cho phép ngi qun lý có th thng kê danh sách các tuyn, xe
buýt, l trình, nhân viên,… theo mt s điu kin do ngi qun tr tùy chn. 
im
đáng chú ý  đây là thng kê lch s chuyn, phn này cho phép ngi qun tr thng kê
các trng hp vi phm ca các xe buýt đc lu trong c s d liu. Nó giúp cho

ngi qun lý có th theo dõi đc tình hình hot đng ca tt c các xe theo tng ngày.
Trên client s có mt module s dng thit b đnh v GPS đ s lý thông tin vn
hành ca xe buýt.  module này nó thc hin nhi
m v xác đnh v trí hin ti ca xe
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
4

buýt, kim tra xe có đi đúng vi l trình hay không bng cách kim tra ta đ hin ti so
vi danh sách ta đ, kim tra đ lch thi gian ca xe so vi lch trình và kim tra vn
tc ca xe. ng thi module này thc hin thao tác kim tra các trng hp vi phm
v l tình, thi gian và vn tc.
Mt xe buýt t lúc bt đu hot đng cho đn khi thoát khi h thng thì nó luôn
đc qun lý bi server. Client có nhim v thông báo cho server mi hot đng đang
din ra  client nh trng thái hot đng, tình trng vi phm,…Và mt client đc
quyn yêu cu các thông tin cn thit cho chuyn xe buýt ca mình đ đm bo các hot
đngca các client đng b so vi h thng.
1.5. B cc bài báo cáo
B cc bài báo cáo bao gm các chng:
Chng 1: Gii thiu khái quát v
 đ tài và đa ra mc đích, phng pháp thc
hin đ tài.
Chng 2: Gii thiu mt s c s lý thuyt làm nn tng có liên quan đn ni
dung thc hin ca đ tài bao gm các k thut ca cng ngh GPS, công ngh đó đc
ng dng nh th nào và cui cùng là phng pháp trin khai công ngh GPS trên thit
b di đng.
Chng 3: Phân tích h th
ng ca ng dng s thc hin.
Chng 4: Thit k và trin khai ng dng.
Chng 5: Tng kt li ni dung trong bài báo cáo và đa ra hng phát trin mi
cho ng dng.

 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
5

Chng 2 : C S LÝ THUYT

2.1. Gii thiu GPS
2.1.1. S ra đi ca h thng GPS
GPS là h thng bao gm các v tinh bay trên qu đo, thu thp thông tin toàn
cu và đc x lý bi các trm điu khin trên mt đt. Ngày nay, hu nh tt các các
máy bay, con tàu hay các phng tin thám him đu có lp đt thit b nhn tín hiu t
v tinh.
Nm 1978, nhm mc đích thu thp các thông tin v
ta đ (v đ và kinh đ),
đ cao và tc đ ca các cuc hành quân, hng dn cho pháo binh và các hm đi, B
Quc phòng M đã phóng lên qu đo trái đt 24 v tinh. Nhng v tinh tr giá nhiu t
USD này bay phía trên trái đt  đ cao 19.200 km, vi tc đ 11.200 km/h, có nhim
v truyn đi các tín hiu radio tn s thp ti các thit b thu nhn. T nhng nm đ
u
thp k 80, đi tng s dng là t nhân đc các nhà sn xut ln chú ý đn nhiu hn
.
Trên các xe hi hng sang, nhng thit b tr giúp cá nhân k thut s PDA
(Personal Digital Assistant) nh Ipaq ca hãng Compaq, đc coi là mt trang b tiêu
chun, th hin giá tr ca ch s hu. S lng các v tinh GPS ngày càng tng lên do
đc phóng lên thêm. Tính đn thi đim nm 2009 thì s l
ng v tinh ca h thng
GPS là 35 v tinh trong đó có 30 v tinh khe mnh cho ngi s dng.
Các đc đim mà GPS thu hút nhiu ngi quan tâm và s dng nh:
- Mc đ chính xác ca v tr đa ra là tng đi cao, t hàng mét đn hàng
milimet.
- Có kh nng xác đnh đc vn tc vt trên mt đt vào thi đim chính.

- Tín hiu phát ra đn đc ngi dùng ti kh
p mi ni trên th gii: trên
không, trên mt đt, hay trên bin…
- Nó hot đng trong mi thi đim, và trong mi thi tit.
- Là h thng đnh v mà ngi dùng không phi tr tin s dng. Ngoài ra các
yêu cu v phn cng có giá cng không phi quá cao .
- Thông tin v trí mà GPS cung cp là đc miêu t trong không gian 3 chiu,
các thông tin v trí cung cp nh chiu dc, chiu ngang, đ cao(hay còn gi là kinh đ,
v
 đ, cao đ).

 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
6

2.1.2. Nghiên cu các thành phn h thng GPS
2.1.2.1. Nghiên cu vic thit k h thng GPS
Công trình nghiên cu phát trin h thng GPS ca B Quc Phòng M đc
tin hành trong nm 1973, mc đích chính lúc đó là xây dng mt h thng đnh v hot
đng tt trong tt c các điu kin thi tit, khí hu, hot đng liên tc và phn quan
trng c
a h thng là cung cp các thông tin v v trí các đim yêu cu ca lc lng v
trang M và các nc đng minh ca M. Vì th h thng GPS đc thit k đ thay
th các h thng điu hng đang đc s dng và đim mnh ca GPS so vi các h
thng có chc nng tng t khác là  đ tin cy và tính b
n vng.
Vic thit k xây dng h thng GPS đc da trên các tiêu chí sau:
- Mt h thng truyn mt chiu, trong đó các v tinh truyn tín hiu đi mà
không bit ai s là ngi nhn tín hiu.
- S dng các k thut và công ngh hin đi nh đng h nguyên t, truyn
sóng radio ngn.

- Các tín hiu v tinh s không b nh hng ca điu kin thi tit.
- H thng GPS gm các v tinh thay nhau làm vic nhng phi luôn đm bo là
vào bt kì thi đim nào cng có đ s v tinh cn thit cùng hot đng, đ đm bo
tính chính xác và liên tc ca h thng.
- S sai lch v v trí trong khong chp nhn đc.
Ngày nay h thng GPS ngày càng hoàn thin hn, đc bit là v đ chính xác
ngày càng cao
đn hàng milimet. Chính vì đ chính xác cao nh vy nên GPS ngày
càng đc áp dng vào nhiu ng dng ca con ngi, và GPS dn dn tr nên thông
dng hn.
Các công ngh, k thut đc áp dng trong vic xây dng h thng GPS nh:
-  tin cy ca h thng không gian: Các h thng truyn tín hiu là rt quan
trng. Ban đu chúng đc thit k hot đng khong 2 đn 3 nm trên qu đ
o, nhng
có mt s v tinh đã vt ra c d đoán ban đu, chúng có th chy trên 25 nm trên qu
đo.
- Công ngh đng h nguyên t: Trc khi các chng trình ca GPS đc đa
vào trin khai thì s chính xác ca các đng h nguyên t đã đc kim tra trên v tr.
Chúng chm cha ti mt giây sau khi chy hn 15 triu nm. Chúng đm thi gian
da trên cách thc các nguyên t
xeri (caesium) nhy lên xung gia các mc nng
lng khác nhau. Tuy nhiên, các nhà nghiên cu thuc Vin tiêu chun và công ngh
quc gia (NIST)  Washington DC M đã ch to mt loi đng h da trên tn s
quang hc ca mt ion thu ngân đn nht đc làm mát (1 nguyên t thu ngân có 1
electron b loi b). Thit b này đc to ra vi mc đích làm ci thin đ chính xác
ca đ
ng h hn na.
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
7


- Máy to dao đng tinh th thch anh: Máy to dao đng tinh th thch anh đã
đc to ra nhm mc tiêu gim giá tr ca thit b. Máy to dao đng này hn là vic
s dng đng h nguyên t trong các v tinh GPS. Hn na giá ca chúng li thp hn
và có s n đnh rt cao trong thi gian ngn.
- Theo dõi tính chính xác ca các v tinh và xác đnh rõ qu đo ca chúng:
Trong quá trình hot đng c
a mình, các v tinh có th xy ra các sai xót, bay lch qu
đo ca mình( dù là rt nh)… chính vì th chúng luôn phi đc qun lý,theo dõi khi
thy sai xót là phi sa li ngay, điu này đc thc hin bi trm điu hành  di mt
đt.
- Công ngh mch tích hp cao: Ngi ta dùng công ngh mch tích hp cao
vi mc đích gim chi phí và kích thc ca thit b. Mt mc đ v
 s tinh vi ca công
ngh trong vic ch to các chip bán dn, có kh nng tng đng hn 100.000 và có
th đn 1 triu transistor đc đt trong mt chip.S thành công các chng trình GPS
ph thuc rt ln vào mch tích hp cao, và sc mnh ca h thng GPS cng đc xây
dng t chúng.
2.1.2.2. Các thành phn h thng GPS
H thng GPS gm có 3 thành phn chính:
- Phn v tr: G
m các v tinh và s truyn phát tín hiu.
- Phn điu khin: Là các trm trên mt đt có nhim v nhn tín hiu t các v
tinh, t đó kim tra các v tinh, tính toán qu đo chuyn đng và đa ra các điu chnh
cn thit đ các v tinh luôn hot đng chính xác.
- Phn ngi dùng: Gm ngi dùng và thit b thu GPS

Hình 2.1 Các thành phn ca h thng GPS [15]
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
8



a. Phn v tr


Hình 2.2 Các v tinh GPS bay trên qu đo [14]

Phn v tr bao gm các v tinh GPS bay trên qu đo, chúng có nhim v truyn
đi các tín hiu radio tn s thp ti các thit b thu nhn hot đng bng nng lng mt
tri, bay trên qu đo. Quãng thi gian tn ti ca chúng vào khong 10 nm và chi phí
cho mi ln thay th lên đn hàng t USD.
Có 5 loi v tinh đc s dng trong h
thng GPS: Block I, Block II, Block-
IIA, Block IIR và Block IIF
- Block I :V tinh Block I đu tiên do tp đoàn Rockwell xây dng và đa vào hot
đng vào ngày 22 tháng 2 nm 1978. Các v tinh Block I đã hot đng t 1978 đn
1985 vi tng s 11 v tinh. Các v tinh Block I đc dùng đ kim tra và xác
nhn đ kh thi ca h thng đnh v. Block I bay trên cùng qu đo vi “Block II”
nhng nghiêng mt góc là 630, và nó cng s dng nng lng mt tri.


 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
9

Bng 2.1. các đc tính k thut ca các v tinh trong “Block I”
Block I
Tn s
1572.42 MHz and 1227.6 MHz (L-Band) 2227.5 MHz
(S-Band)
Nhà cung cp Tp đoàn Rockwell International
Khi lng 759kg

Tui th 5 nm
in nng tiêu th 0.410 kw
Pin 3 – 5 cell Ah NiCd

- Block II :Các v tinh Block II có trng lng khong 1660 kg nng gn gp 2 ln
Block I. V tinh đu tiên đc đa vào hot đng đu tiên ngày 14 tháng 2 nm
1989, vi si cánh dài 5.1m và có thi gian phc v khong 7,5 nm. Có tng s 9
v tinh Block II( t 12 đn 21), và 18 v tinh Block IIA hot đng đn tháng 9 nm
1996.
 Các v tinh Block II đc thit k đ cho phép 14 ngày hot đng không
cn s điu khin ca phn điu khin.
Bng 2.2. các đc tính k thut ca các v tinh trong “Block II”
Block II
Tn s
1572.42 MHz and 1227.6 MHz ( L-Band) 2227.5 MHz
(S-Band)
Nhà cung cp Tp đoàn Rockwell International
Khi lng 1660kg
Tui th 7.5 nm
in nng tiêu th 0.710 kw
Pin 3 – 5 cell Ah NiCd

- Block III : Lc lng không quân M( U.S. Air Force) mun các v tinh Block III
phi tng cng tính bo mt bng cách cung cp 2 kênh cho tín hiu military-code
(M-code) đó là L1 và L2 mà chúng phc v cho quân s. Quá trình nghiên cu cu
trúc ca Block III gm 3 giai đon.
- Ngoài ra còn có mt s các v tinh loi khác nh Block IIA, Block IIF


 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt

10

b. Phn điu khin
Phn điu khin là các trm điu khin các v tinh đt trên trái đt. Phn điu
khin gm:1 trm điu khin chính, 5 trm thu s liu,3 trm truyn s liu.


Hình 2.3 V trí các trm điu khin v tinh GPS [10]
- Trm điu khin chính: t ti Colorade Springs (M) có nhim v thu thp
các d liu theo dõi v tinh t các trm thu s liu đ x lý. Công ngh x lý gm: Tính
lch thiên vn, tính và hiu chnh đng h, hiu chnh qu đo điu khin, thay th các
v tinh ngng hot đng bng các v
tinh d phòng.
- 5 trm thu s liu : đt ti Hawai , Colorade Springs , Ascension (Nam i
Tây Dng) , Diago Garia (n  Dng) , Kwayalein (Nam Thái Bình Dng). Có
nhim v theo dõi các tín hiu v tinh đ kim soát và d đoán qu đo ca chúng. Mi
trm đc trang b nhng máy thu P-code đ thu các tín hiu ca v tinh, sau đó truyn
v trm điu khin chính.
- 3 trm truyn s liu: đt ti Ascension , Diago Garia , Kwayalein có kh nng
chuyn s liu lên v tinh gm lch thiên vn mi, hiu chnh đng h, các thông đip
cn phát, các lnh điu khin t xa.
c. Phn s dng
Phn này gm các thành phn:
- Máy đnh v (máy thu tín hiu GPS có anten riêng): Máy thu GPS tính toán đn
v vi tn sut mi giây mt v trí và cho đ chính xác t di 1m – 5m. Khi ta di
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
11

chuyn hay dng ti ch, máy thu GPS nhn tín hiu t v tinh ri tính toán đnh v. Kt
qu tính đc là ta đ hin th trên màn hình b ghi s liu.

- B ghi s liu: B ghi s liu là máy cm tay, có phn mm thu thp s liu.
B ghi s liu có th ghi v trí hoc gn thông tin thuc tính vi v trí.
- Máy tính, phn mm x lý s liu : H
 thng GPS có kèm theo phn mm x
lý s liu. Sau khi thu thp s liu  thc đa, phn mm chuyn s liu v trí và thông
tin thuc tính sang máy tính (PC), sau đó phn mm s nâng cao đ chính xác bng k
thut phân sai.
2.1.2.3. Nguyên lý đnh v GPS
a. Các đi lng đo
Vic đnh v bng GPS thc hin trên c s s dng hai dng đi l
ng đo c
bn, đó là đo khong cách gi theo các code ta ngu nhiên (C/A-code và P-code) và đo
pha ca sóng ti (L1, L2).
i. o khong cách gi theo C/A-code và P-code
Code ta ngu nhiên đc phát đi t v tinh cùng vi sóng ti. Máy thu GPS
cng to ra code ta ngu nhiên đúng nh vy. Bng cách so sánh code thu t v tinh và
code ca chính máy thu to ra có th xác đnh đc khong thi gian lan truyn ca tín
hiu code, t đó d dàng xác
đnh đc khong cách t v tinh đn máy thu (đn tâm
anten ca máy thu). Do có s không đng b gia đng h ca v tinh và máy thu, do
có nh hng ca môi trng lan truyn tín hiu nên khong cách tính theo khong thi
gian đo đc không phi là khong cách thc gia v tinh và máy thu, đó là khong
cách gi.

Hình 2.4 Xác đnh hiu s gia các thi đim. [15]
Nu ký hiu to đ ca v tinh là x
s
, y
s
, z

s
; to đ ca đim xét (máy thu) là x,y,z;
thi gian lan truyn tín hiu t v tinh đn đim xét là t, sai s không đng b gia đng
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
12

h trên v tinh và trong máy thu là Ất, khong cách gi đo đc là R, ta có phng
trình:

trong đó c là tc đ lan truyn tín hiu.
Trong trng hp s dng C/A-code, theo d tính ca các nhà thit k h thng
GPS, k thut đo khong thi gian lan truyn tín hiu ch có th đm bo đ chính xác
đo khong cách tng ng c 30m. Sai s đo khong cách theo C/A code s  mc
100m nu tính theo nh hng ca điu kin lan truyn tín hiu. ó là m
c có th chp
nhn đc đ cho khách hàng dân s đc khai thác. Song k thut x lý tín hiu code
này đã đc phát trin đn mc có th đm bo đ chính xác đo khong cách c 3m, và
hu nh không thua kém so vi trng hp s dng P-code vn không dành cho khách
hàng đi trà.
ii. o pha sóng ti
Các sóng ti L1,L2 đc s dng cho vic đnh v vi đ chính xác cao. Vi mc
đ
ích này ngi ta tin hành đo hiu s gia pha ca sóng ti do máy thu nhn đc t
v tinh và pha ca tín hiu do chính máy thu to ra. Hiu s pha do máy thu đo đc ký
hiu là  (0<  <2 ).
Khi đó ta có th vit:

trong đó: R là khong cách gia v tinh và máy thu.
 là bc sóng ca sóng ti.
N là s nguyên ln b c sóng  cha trong R.

Ất là sai s đng b gia đng h ca v tinh và máy thu.
N còn đc gi là s nguyên đa tr, thng không bit truc mà cn phi xác
đnh trong thi gian đo.
Trong trng hp đo pha theo sóng ti L1 có th xác đnh khong cách gia v
tinh và máy thu vi đ chính xác c cm hoc có th nh hn. Sóng ti L2 cho đ chính
xác thp hn nhiu, nhng tác d
ng ca nó là cùng vi L1 to ra kh nng làm gim
đáng k tng đin ly và vic xác đnh s nguyên đa tr đc đn gin hn.
b. nh v tuyt đi (point positioning)
ây là trng hp s dng máy thu GPS đ xác đnh ngay to đ ca đim quan
sát trong h to đ WGS84. ó có th là các thành phn to đ vuông góc không gian
(X,Y,Z) hoc các thành phn to đ
mt cu (B,L,H). H thng to đ WGS 84 là h
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
13

thng to đ c s ca GPS, to đ ca v tinh và đim quan sát đu ly theo h thng
to đ này. Nó đc thit lp gn vi elipxoid có kích thc nh sau:
a= 6378137
1/ = 298,2572
Vic đo GPS tuyt đi đc thc hin trên c s s dng đi lng đo là khong
cách gi t v tinh đn máy thu theo nguyên tc giao hi c
nh không gian t các đim
đã bit to đ là các v tinh.
Nu bit chính xác khong thi gian lan truyn tín hiu code ta ngu nhiên t v
tinh đn máy thu, ta s tính đc khong cách chính xác gia v tinh và máy thu. Khi
đó 3 khong cách đc xác đnh đng thi t 3 v tinh đn máy thu s cho ta v trí
không gian đn tr ca máy thu. Song trên thc t c đng h trên v tinh và đng h
trong máy thu đu có sai s, nên
đ tng cng đ chính xác ta cn s dng thêm mt

đi lng đo na, đó là khong cách t v tinh th 4, ta có h phng trình:

Vi 4 phng trình 4 n s (x, y, z, Ất) ta s tìm đc nghim là to đ tuyt đi
ca máy thu, ngoài ra còn xác đnh thêm đc s hiu chnh ca đng h (thch anh)
ca máy thu.
c. nh v tng đi (Relative Positioning)
o GPS tng đi là trng hp s dng hai máy thu GPS đt  hai đim quan
sát khác nhau đ xác đnh ra hiu to đ vuông góc không gian (ẤX, ẤY, ẤZ) hay hi
u
to đ mt cu (ẤB, ẤL, ẤH) gia chúng trong h to đ WGS 84. Nguyên tc đo GPS
tng đi đc thc hin trên c s s dng đi lng đo là pha ca sóng ti.  đt
đc đ chính xác cao cho kt qu xác đnh hiu to đ gia hai đim xét, ngi ta đã
to ra và s dng các sai phân khác nhau cho pha sóng ti nhm làm gi
m nh hng
đn các ngun sai s khác nhau nh: Sai s ca đng h v tinh cng nh ca máy thu,
sai s to đ v tinh, sai s s nguyên đa tr Ta ký hiu  (ti) là hiu pha ca sóng ti
t v tinh j đo đc ti trm r vào thi đim ti, khi đó nu hai trm đo 1 và 2 ta quan sát
đng thi v tinh j vào thi đim ti, ta s có sai phân bc mt
đc biu din nh sau:

 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
14

Trong sai phân này hu nh không còn nh hng ca sai s đng h v tinh.
Nu hai trm cùng tin hành quan sát đng thi hai v tinh j và k vào thi đim ti, ta có
phân sai bc hai:

Trong công thc này ta thy không còn nh hng ca sai s đng h v tinh và
máy thu. Nu xét hai trm cùng tin hành quan sát đng thi hai v tinh j và k vào thi
đim ti và t

i+1
, ta s có phân sai bc ba:

sai phân này cho phép loi tr sai s s nguyên đa tr.
2.1.2.4. Các phng pháp đo GPS
Hin nay, tu tng tính cht công vic, đ chính xác các đi lng cn tìm mà
ngi ta s dng phng pháp đo cho phù hp. Hin nay trong thc t có mt s k
thut đo nh sau:
a. o ci chính phân sai DGPS (Code-based Differential GPS)
Hin nay do nhu cu đnh v vi đ chính xác cao t vài mét đn vài dm, chính vì
vy các nhà s
n xut đã đa ra phng pháp đo sai phân. Trong phng pháp này cn
mt máy thu GPS đc kt ni vi mt b điu bin đ phát tín hiu đt ti đim gc,
mt s máy khác (máy di đng) đt ti v trí các đim cn xác đnh to đ. C máy c
đnh và máy thu cùng thu tín hiu v tinh nh nhau. Nu thông tin t v tinh b nhiu thì
kt qu
 xác đnh to đ ca máy c đnh và máy thu cùng b sai lch nh nhau.  sai
lch này đc xác đnh trên c s so sánh to đ tính theo tín hiu và to đ ca máy c
đnh đã bit trc. Sai lch đó đc máy c đnh phát qua sóng vô tuyn đ máy di
đng nhn đc và hiu chnh kt qu cho các đim đo.
Ngoài cách hiu chnh to đ thì ngi ta còn ti
n hành hiu chnh khong cách
t v tinh ti máy thu. Cách hiu chnh này đòi hi máy thu c đnh có cu to phc tp
và tn kém hn, nhng cho phép ngi s dng, x lý ch đng và linh hot hn.
Phng pháp này có hai cách x lý s hiu chnh ti đim di đng:
- Phng pháp x lý tc thi (Real time);
- Phng pháp x lý sau (post processing).
 đm bo đ chính xác cn thi
t, các s hiu chnh cn đc xác đnh và phát
chuyn nhanh vi tn sut cao, chng hn đ cho khong cách t v tinh đn máy thu

đc hiu chnh đt đ chính xác c 5m thì s hiu chnh phi đc phát chuyn đi vi
tn sut 15 giây mt ln. Ngi ta đã xây dng h thng GPS vi phân din rng cng
nh mng li GPS vi phân gm mt s
trm c đnh đ phc v nhu cu đnh v cho c
 tài : Xây Dng H Thng Qun Lý L Trình Xe Buýt
15

mt lc đa hay đi dng vi đ chính xác c 10m. Phng pháp đnh v GPS vi phân
có th bo đm đ chính xác ph bin c vài ba mét đn dm.
b. o tnh (Static)
o tnh (Static) hay đo tnh nhanh (Fast-Static) là phng pháp đo tng đi, s
dng 2 hoc nhiu máy thu đng thi tín hiu trong mt thi gian dài đ xác đnh ra
hiu to đ gia các máy thu. Các trm đo đng th
i s to thành các đon đo (session).
o tnh là phng pháp đo có đ chính xác cao nht,  khong cách dài t vài
chc đn vài trm km thì ngi ta thng s dng máy đo hai tn s L1, L2 đ khc
phc sai s do tng đin ly.
c. o đng (Kinematic)
C s ca đnh v đng là da trên s khác nhau ca tr đo gia hai chu k đo
(epoch),
đc nhn bi mt máy thu tín hiu ca chính v tinh nào đó chuyn đn. S
thay đi đó tng đng vi s thay đi khong cách đa din đn v tinh.
Kt qu ca đnh v đng là xác đnh đc các đim trên đng đi ca máy thu di
đng so vi máy thu c đnh. Trm máy c đnh đc gi là trm tham kho (reference)
hay còn gi là trm BASE. Máy thu
đt ti trm này phi đm bo c đnh trong sut
thi gian đo đng. Máy thu di đng gi là trm ROVER, đc di đng trên các đim đo
cn xác đnh to đ (trên đt lin, trên không trung, trên bin). Trong thi gian đo, c
hai máy cn phi thu đc liên tc ít nht 4 v tinh. nh v đng có th s dng đi vi
tr đo khong cách gi ho

c tr đo pha sóng ti hoc phi hp c hai loi trên. Mt thit
b khác đi cùng vi ch đ đo đng là b điu khin đo (Survey Controller).
Phng pháp đo đng cng đc thc hin theo hai ch đ là đo đng x lý sau
(Post Processing Kinematic- vit tt là PPK) và đo đng thi gian thc (Real Time
Kinematic- vit tt là RTK). Trong phng pháp PPK, to đ s đc tính toán x lý
trong phòng do vy không cn đn Radio Link, nhng vi RTK thì thit b đó không th
thiu đc, nó đóng vai trò trong vic truyn đi tín hiu cha các s hiu chnh v to
đ t trm máy base.
d. o gi đng (Pseudo-Kinematic)
Phng pháp đo gi đng cho đ chính xác không cao bng phng pháp đo
đng. Phng pháp này cho phép xác đnh v trí tng đi ca hàng lot đim so vi
đi
m đã bit trong khong thi gian đo khá nhanh.
Máy c đnh cng phi tin hành thu tín hiu trong sut chu k đo, máy di đng
đc chuyn ti các đim cn xác đnh và mi đim thu tín hiu 5-10 phút. Sau khi đo
ht lt máy di đng quay tr v đim xut phát và đo lp li tt c các đim theo đúng
trình t nh trc, nhng phi
đm bo khong thi gian dãn cách gia hai ln đo ti
mi đim không ít hn 1 ting đng h. Yêu cu nht thit ca phng pháp này là phi
có ít nht 3 v tinh chung cho c hai ln đo ti mi đim quan sát.