..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN MINH

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TẦNG ĐIỆN LY
ĐẾN ĐỊNH VỊ CHÍNH XÁC GNSS

Chun ngành: Cơng nghệ thơng tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. HOÀNG VĂN HIỆP

Hà Nội – 2018


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Minh
Đề tài luận văn: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tầng điện ly đến định vị chính xác
GNSS
Chun ngành: Cơng nghệ thông tin
Mã số SV: CB150304

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác
giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 19/10/2018 với
các nội dung sau:
•

Bổ sung danh mục từ viết tắt.

•

Thống nhất trình bầy các thuật ngữ, tên Tiếng Anh, tài liệu tham khảo.

•

Căn chỉnh lại trang bìa luận văn.
Ngày
Giáo viên hướng dẫn

tháng

năm 2018

Tác giả luận văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CAM ĐOAN
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô Viện Công nghệ
thông tin và Truyền thông Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các cán bộ Trung tâm
NAVIS đã trang bị những kiến thức bổ ích, cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho q

trình học tập và nghiên cứu của tơi. Và đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.
Hồng Văn Hiệp, thầy đã tận tình định hướng, hướng dẫn tơi hồn thành luận văn
này.
Tơi xin cam đoan nội dung luận văn này là do tơi tìm hiểu, nghiên cứu và viết
ra dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn; các tài liệu tham khảo, trích dẫn có
ghi rõ nguồn gốc.
Ngày

tháng

năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Minh

i


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ...................................................................................................................ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................. vi
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................... 3
1.1. Sơ lược lịch sử xác định vị trí...................................................................................... 3
1.2. Một số hệ thống định vị vệ tinh hiện nay .................................................................... 3
1.3. Nguồn gây lỗi trong các hệ thống định vị sử dụng vệ tinh .......................................... 4
1.4. Mục tiêu của luận văn.................................................................................................. 7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 8
2.1. Các phương pháp dẫn đường ....................................................................................... 8
2.2. Tổng quan về GPS ....................................................................................................... 8
2.2.1. Các thành phần của GPS ................................................................................................... 8
2.2.2. Tín hiệu GPS..................................................................................................................... 9
2.2.3. Độ dịch tần số Doppler ................................................................................................... 11
2.2.4. Nguyên lý định vị GPS ................................................................................................... 12
2.2.4.1. Phương pháp xác định khoảng cách dựa trên mã trải phổ ................................................... 14
2.2.4.2. Phương pháp xác định giả khoảng cách dựa trên pha sóng mang ....................................... 15
2.2.4.3. Phương pháp định vị sử dụng trạm tham chiếu ................................................................... 16

2.2.5. Kiến trúc bộ thu GPS ...................................................................................................... 16
2.2.5.1. Front-End ............................................................................................................................ 16
2.2.5.2. Khối đồng bộ tín hiệu .......................................................................................................... 17
2.2.5.3. Khối giải mã bản tin định vị ................................................................................................ 28
2.2.5.4. Khối tính tốn định vị .......................................................................................................... 28

2.3. Cơng nghệ bộ thu mềm-SDR .................................................................................... 29
2.3.1. Tổng quan về bộ thu mềm .............................................................................................. 29
2.3.2. Kiến trúc của một bộ thu SDR cơ bản ............................................................................ 31

CHƯƠNG 3. CÁC THAM SỐ GIÁM SÁT TẦNG ĐIỆN LY ................................ 33
3.1. Tầng điện ly ............................................................................................................... 33

ii


3.1.1. Tổng quan về tầng điện ly............................................................................................... 33
3.1.2. Nhấp nháy tầng điện ly ................................................................................................... 34

3.1.3. Tác động của hiện tượng nhấp nháy tầng điện ly ........................................................... 34
3.1.4. Nguyên nhân nhấp nháy tầng điện ly.............................................................................. 36
3.1.5. Đặc điểm nhấp nháy điện ly toàn cầu ............................................................................. 36
3.1.6. Đặc trưng xuất hiện theo thời gian của nhấp nháy điện ly Việt Nam ............................. 36

3.2. Chỉ số nhấp nháy điện ly S4 ...................................................................................... 38
3.3. Chỉ số nhấp nháy điện ly σφ ....................................................................................... 41
3.4. Thử nghiệm và so sánh kết quả ................................................................................. 42

CHƯƠNG 4. ẢNH HƯỞNG CỦA TẦNG ĐIỆN LY ĐẾN ĐỊNH VỊ CHÍNH XÁC
................................................................................................................................... 52
4.1. Các chế độ định vị ..................................................................................................... 52
4.1.1. Định vị điểm ................................................................................................................... 52
4.1.2. Định vị tương đối ............................................................................................................ 52
4.1.2.1. GNSS sai phân..................................................................................................................... 53
4.1.2.2. Hệ thống tăng cường dựa trên vệ tinh ................................................................................. 53
4.1.2.3. Định vị điểm chính xác........................................................................................................ 54
4.1.2.4. Phương pháp RTK ............................................................................................................... 55

4.1.3. Tuyến liên kết thông tin .................................................................................................. 57
4.1.4. Xử lý dữ liệu sau ............................................................................................................. 57

4.2. Công cụ RTKLIB ...................................................................................................... 58
4.3. Ảnh hưởng của tầng điện ly đến định vị chính xác RTK .......................................... 58
4.3.1. Trường hợp khơng có nhấp nháy tầng điện ly ................................................................ 60
4.3.2. Trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly ........................................................................... 62

KẾT LUẬN ............................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 70


iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
ADC
ASIC
BPF
BPSK
C/A
CDMA
DFT
DLL
EKF
FFT
FLL
FPGA
GLONASS
GNSS
GPS
IF
IRNSS
ISMR
NCO
PLL
PPP

Giải nghĩa
Analog to Digital Converter
Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự-số

Application Specific Integrated Circuit
Mạch tích hợp ứng dụng
Bandpass Filter
Bộ lọc băng thơng
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân
Coarse/Acquisition
Mã trải phổ CA
Code Division Multiple Access
Đa truy cập theo mã
Discrete Fourier Transform
Biến đổi Fourier rời rạc
Delay Locked Loop
Lặp khóa trễ
Extended Kalman Filter
Bộ lọc Kalman mở rộng
Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh
Frequency Locked Loop
Lặp khóa tần số
Field-Programmable Gate Array
Mạch tích hợp dùng cấu trúc mảng có thể lập trình được
Global Orbiting Navigation Setellite System
Hệ thống vệ tinh dẫn đường quỹ đạo toàn cầu của Nga
Global Navigation Satellite System
Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu
Global Positioning System
Hệ thống định vị toàn cầu
Intermediate Frequency
Tần số trung gian

Indian Regional Navigation Satellite System
Hệ thống vệ tinh dẫn đường khu vực Ấn Độ
Ionospheric Scintillation Monitoring Receivers
Bộ giám sát nhấp nháy tầng điện ly
Numerically Controlled Oscillator
Bộ dao động điều khiển số
Phase Locked Loop
Lặp khóa pha
Precise Point Positioning
iv


PRN
PVT
QZSS
RF
RTK
SA
SBAS
SDR
TCXO

TEC
TOW

Định vị điểm chính xác
Pseudo-Random Noise/Number
Mã giả ngẫu nhiên-Mã trải phổ cho mỗi vệ tinh
Position-Velocity-Time
Vị trí-Vận tốc-Thời gian

Quasi-Zenith Setellite System
Hệ thống vệ tinh của Nhật
Radio Frequency
Tần số vô tuyến
Real Time Kinematic
Đo động thời gian thực
Selective Availability
Nhiễu chọn lọc SA
Satellite Based Augmentation Systems
Hệ thống tăng cường dựa trên vệ tinh
Software Defined Radio
Công nghệ vô tuyến xác định bằng phần mềm
Temperature-compensated Crystal Oscillator
Bộ dao động tinh thể bù nhiệt độ (“XO” là từ viết tắt cũ
cho “Crystal Oscillator”)
Total Electron Content
Hàm lượng điện tử tổng cộng
Time of Week
Thời gian trong tuần (theo giây)

v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Phổ tín hiệu của các hệ thống vệ tinh định vị .............................................4
Hình 1.2. Nguồn gây lỗi trong q trình truyền tín hiệu .............................................5
Hình 2.1. Kiến trúc hệ thống định vị sử dụng vệ tinh .................................................9
Hình 2.2. Tạo tín hiệu vệ tinh GPS ...........................................................................10
Hình 2.3. Phương pháp tính tốn định vị ..................................................................13
Hình 2.4. Thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh tới bộ thu dựa trên mã trải phổ ........14

Hình 2.5. Xác định khoảng cách dựa trên pha sóng mang ........................................15
Hình 2.6. Kiến trúc tổng quan bộ thu định vị vệ tinh ...............................................16
Hình 2.7. Front-End ..................................................................................................17
Hình 2.8. Sơ đồ khối thuật tốn tìm kiếm tuần tự .....................................................19
Hình 2.9. Sơ đồ khối thuật tốn tìm kiếm khơng gian tần số song song ..................20
Hình 2.10. Sơ đồ khối thuật tốn tìm kiếm độ trễ mã trải phổ song song ................21
Hình 2.11. Sơ đồ khối vịng lặp khóa pha .................................................................23
Hình 2.12. Sơ đồ khối vịng lặp Costas .....................................................................24
Hình 2.13. Sơ đồ khối bám mã trải phổ ....................................................................26
Hình 2.14. Mối quan hệ giữa các giá trị tương quan của 3 bản mã trải phổ .............27
Hình 2.15. Sơ đồ khối kết hợp vịng lặp bám DLL và PLL ......................................27
Hình 2.16. Sơ đồ khối bám tín hiệu hồn chỉnh trên bộ thu GPS .............................29
Hình 2.17. Kiến trúc bộ thu cứng-bộ thu mềm .........................................................30
Hình 2.18. Sơ đồ khối bộ thu SDR nói chung ..........................................................32
Hình 3.1. Cấu tạo tầng điện ly theo ngày và đêm .....................................................33
Hình 3.2. Nhấp nháy tầng điện ly .............................................................................35
Hình 3.3. Tần suất hoạt động của Mặt Trời-vết đen Mặt Trời năm 2009-2012 .......37
Hình 3.4. Đặc trưng xuất hiện theo mùa và theo mức độ hoạt động Mặt Trời .........37
Hình 3.5. Đặc trưng xuất hiện theo vĩ độ của nhấp nháy điện ly..............................38
Hình 3.6. Bộ thu nhấp nháy tại Việt Nam .................................................................42
Hình 3.7. Những vệ tinh nhìn thấy được...................................................................43
Hình 3.8. SI của vệ tinh 1 (SDR) ..............................................................................44
Hình 3.9. SItrend của vệ tinh 1 (SDR) .........................................................................44
Hình 3.10. Phi của vệ tinh 1 (SDR) ..........................................................................45
Hình 3.11. Phidetrend của vệ tinh 1 (SDR)...................................................................45
Hình 3.12. Chỉ số S4 của vệ tinh 1 tính bởi JRC và SDR .........................................46
Hình 3.13. Chỉ số S4 của vệ tinh 1 tính bởi Septentrio và SDR ...............................46
Hình 3.14. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 1 tính bởi JRC và SDR ...................................47
Hình 3.15. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 1 tính bởi Septentrio và SDR ..........................47
Hình 3.16. Chỉ số S4 của vệ tinh 7 tính bởi JRC và SDR .........................................48

vi


Hình 3.17. Chỉ số S4 của vệ tinh 7 tính bởi Septentrio và SDR ...............................48
Hình 3.18. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 7 tính bởi JRC và SDR ...................................49
Hình 3.19. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 7 tính bởi Septentrio và SDR ..........................49
Hình 3.20. Chỉ số S4 của vệ tinh 8 tính bởi JRC và SDR .........................................50
Hình 3.21. Chỉ số S4 của vệ tinh 8 tính bởi Septentrio và SDR ...............................50
Hình 3.22. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 8 tính bởi JRC và SDR ...................................51
Hình 3.23. Chỉ số Phi60 của vệ tinh 8 tính bởi Septentrio và SDR ..........................51
Hình 4.1. Nguyên tắc định vị điểm ...........................................................................52
Hình 4.2. Nguyên tắc định vị tương đối ....................................................................53
Hình 4.3. Hệ thống tăng cường dựa trên vệ tinh .......................................................54
Hình 4.4. Hệ thống định vị điểm chính xác ..............................................................55
Hình 4.5. Hệ thống RTK ...........................................................................................56
Hình 4.6. Sử dụng những bộ lặp tăng độ bao phủ tín hiệu vơ tuyến ........................57
Hình 4.7. Các vệ tinh nhìn thấy (trường hợp khơng có nhấp nháy tầng điện ly)......59
Hình 4.8. Số vệ tinh nhìn thấy (trường hợp khơng có nhấp nháy tầng điện ly)........60
Hình 4.9. Khoảng cách 3 chiều đến anten 1 (trường hợp khơng có nhấp nháy tầng
điện ly).......................................................................................................................61
Hình 4.10. Vận tốc 3 chiều (trường hợp khơng có nhấp nháy tầng điện ly).............61
Hình 4.11. Các vệ tinh nhìn thấy (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly)...............62
Hình 4.12. Số vệ tinh nhìn thấy (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc
ngẩng vệ tinh > 10o) ..................................................................................................63
Hình 4.13. Khoảng cách 3 chiều đến anten 1 (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly,
chọn góc ngẩng vệ tinh > 10o)...................................................................................63
Hình 4.14. Vận tốc 3 chiều (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc ngẩng
vệ tinh > 10o) .............................................................................................................64
Hình 4.15. Khoảng cách 3 chiều đến anten 1 (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly,
chọn góc ngẩng vệ tinh > 15o)...................................................................................65

Hình 4.16. Vận tốc 3 chiều (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc ngẩng
vệ tinh > 15o) .............................................................................................................65
Hình 4.17. Số vệ tinh nhìn thấy (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc
ngẩng vệ tinh > 15o) ..................................................................................................66
Hình 4.18. Khoảng cách 3 chiều đến anten 1 (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly,
chọn góc ngẩng vệ tinh > 20o)...................................................................................67
Hình 4.19. Vận tốc 3 chiều (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc ngẩng
vệ tinh > 20o) .............................................................................................................67
Hình 4.20. Số vệ tinh nhìn thấy (trường hợp có nhấp nháy tầng điện ly, chọn góc
ngẩng vệ tinh > 20o) ..................................................................................................68

vii


MỞ ĐẦU
Từ thời tiền sử, con người đã tìm cách để xác định xem mình đang ở đâu và đi
đến một đích nào đó và trở về bằng cách nào. Ngày nay, các hệ thống dẫn đường toàn
cầu sử dụng vệ tinh – Global Navigation Satellite System – GNSS) được phát triển
mạnh mẽ. Ban đầu công nghệ định vị sử dụng vệ tinh chỉ phục vụ mục đích quốc
phịng nhưng nay đã được ứng dụng trong các lĩnh vực lâm nghiệp, thủy lợi, giao
thơng vận tải,…, đóng vai trị ngày càng quan trọng trong đời sống kinh tế xã hội.
Tuy nhiên, cơng nghệ này mang tính tích hợp hệ thống, phụ thuộc vào các điều kiện
địa vật lý của từng khu vực áp dụng nên cần có những điều chỉnh hợp lý để đạt được
độ chính xác và độ ổn định cao.
Trong nhiều nghiên cứu đã chỉ ra, do tính chất sóng của tín hiệu vệ tinh, một
trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến độ tin cậy của dữ liệu định vị từ hệ thống
GNSS là tầng điện ly. Tín hiệu truyền từ vệ tinh qua tầng điện ly bị thay đổi về biên
độ và pha, từ đó làm sai khác đi tính chất của tín hiệu. Hiện tượng này còn được gọi
là nhấp nháy tầng điện ly (Ionospheric Scintillation).
Việt Nam nằm trải dài theo phương kinh tuyến, từ vĩ độ khoảng 8˚30’N tới

23˚30’N vỹ độ địa lý (0˚30’N tới 15˚30’N vĩ độ từ), là khu vực tầng điện ly hoạt động
mạnh và có nhiều hiện tượng bất thường (nhấp nháy tầng điện ly).
Trước đây, để nghiên cứu về tầng điện ly người ta phải sử dụng các thiết bị đặc
biệt phát tín hiệu Ionosonde để nghiên cứu về tầng điện ly, tuy nhiên, khi GPS ra đời,
ta có thể sử dụng tín hiệu GPS cho mục đích này một cách rất hiệu quả. Từ đó dẫn
tới nhu cầu phát triển các bộ thu phát hiện nhấp nháy tầng điện ly ISMR (Ionospheric
Scintillation Monitoring Receivers).
Hiện nay ở Việt Nam, chưa có nhiều nghiên cứu về bộ thu mềm GPS và ảnh
của tầng điện ly. Vì thế tơi chọn tên đề tài là “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tầng
điện ly đến định vị chính xác GNSS”. Thơng qua việc nghiên cứu hệ thống định vị
vệ tinh GPS, công nghệ bộ thu mềm và ảnh hưởng của nhấp nháy tầng điện ly đến
phương pháp định vị chính xác, luận văn tập trung vào việc sử dụng bộ thu mềm để

1


phát hiện nhấp nháy tầng điện ly bằng cách tính các tham số đánh giá hiện tượng nhấp
nháy tầng điện ly S4, 𝜎𝜑 . Sau đó tiến hành khảo sát kết quả định vị chính xác của
phương pháp RTK trong hai kịch bản khác nhau: khơng có nhấp nháy và có nhấp
nháy tầng điện ly. Tơi tin rằng luận văn sẽ đóng góp nhiều thơng tin có ích cho các
nghiên cứu về định vị vệ tinh tại Việt Nam.
Nội dung luận văn chia làm 4 chương:
• Chương 1 - Đặt vấn đề: trình bầy về lịch sử, cơng nghệ, nguồn gây lỗi định vị
vệ tinh và mục tiêu của luận văn.
• Chương 2 - Cơ sở lý thuyết: trình bầy về hệ thống định vị GPS: tín hiệu
GPS,các thành phần của GPS, nguyên lý định vị GPS, kiến trúc bộ thu GPS và cơng
nghệ bộ thu mềm SDR.
• Chương 3 - Các tham số giám sát tầng điện ly: trình bầy về tầng điện ly, nhấp
nháy tầng điện ly, ảnh hưởng của hiện tượng nhấp nháy tầng điện ly, một vài đặc
điểm nhấp nháy tầng điện ly; tính các chỉ số nhấp nháy tầng điên ly S4, σφ; thử nghiệm

tính tốn và so sánh kết quả tính tốn các chỉ số nhấp nháy tầng điện ly.
• Chương 4 - Ảnh hưởng của tầng điện ly đến định vị chính xác: trình bầy về
các chế độ định vị; cơng cụ RTKLIB; và đánh giá ảnh hưởng của tầng điện ly đến
định vị chính xác RTK.
• Kết luận.

2


CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Sơ lược lịch sử xác định vị trí
Lịch sử dẫn đường và xác định vị trí gắn liền với lịch sử dẫn thuyền thám hiểm
trên biển trong nhiều thập kỉ trước khi các phương tiện bay trên không như máy bay
và vũ trụ ra đời. Những hiểu biết về vị trí thường mang tính sống cịn và có sức mạnh
kinh tế trong xã hội
Đầu thế kỉ 20, người ta đã phát minh ra một số hệ thống dẫn đường vô tuyến
điện và sử dụng rộng rãi trong Chiến tranh thế giới thứ 2. Một số hệ thống dẫn đường
vơ tuyến trên mặt đất vẫn cịn đến ngày nay. Một hạn chế của phương pháp sử dụng
sóng vơ tuyến điện được phát trên mặt đất là chỉ có hai lựa chọn: 1) hệ thống rất chính
xác nhưng khơng bao phủ được vùng rộng lớn: Sóng vơ tuyến tần số cao (sóng TV,
vệ tinh…); 2) hệ thống bao phủ được một vùng rộng lớn nhưng lại không chính xác:
Sóng vơ tuyến tần số thấp (sóng đài phát thanh…). Cách duy nhất bao phủ sóng chính
xác trên tồn thế giới là đặt những trạm phát sóng vơ tuyến điện cao tần trong khơng
gian và phát sóng xuống Trái Đất. Đây là ý tưởng ban đầu của hệ thống định vị toàn
cầu.
1.2. Một số hệ thống định vị vệ tinh hiện nay
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, có nhiều sản phẩm kỹ thuật cao ứng
dụng trong thực tế. Một trong những sản phẩm đó là máy định vị. Các hệ thống dẫn
đường toàn cầu sử dụng vệ tinh (GNSS) được phát triển mạnh mẽ. Cùng với sự thành
công của hệ thống GPS (Global Positioning System) của Mỹ, quốc gia đi đầu trong

nghiên cứu hệ thống định vị, đã và đang thúc đẩy sự ra đời của các hệ thống tương tự
ở quy mơ tồn cầu. Nhiều hệ thống định vị mới đã và đang được xây dựng có thể kể
đến:
• GPS [5]: hệ thống định vị vệ tinh của Hoa Kỳ, thành phần không gian gồm 30
vệ tinh (24 vệ tinh hoat đông, 6 vệ tinh dự phịng). Vệ tinh đầu tiên được phóng vào
năm 1978, hệ thống hoàn chỉnh với vệ tinh số 24 được phóng vào năm 1994. GPS đã
trải qua nhiều thế hệ vệ tinh.

3


• Galileo [2]: hệ thống định vị vệ tinh của liên minh Châu Âu-EU, hệ thống
Galileo đang được xây dựng và theo dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2020 với 30 vệ
tinh (24 vệ tinh hoạt động và 6 vệ tinh dự phịng).
• GLONASS: hệ thống định vị vệ tinh của Nga, bắt đầu xây dựng năm 1976.
Với việc khởi động lại chương trình khơng gian của Nga, hệ thống tiếp tục được phát
triển và nâng cấp. Kết thúc quá trình phục hồi và nâng cấp, tháng 2, 2016 hệ thống
GLONASS với 24 vệ tinh có khả năng bao phủ tồn cầu.
• Beidu (Bắc Đẩu): hệ thống định vị vệ tinh của Trung Quốc. Theo kế hoạch hệ
thống sẽ hoàn thành vào năm 2020, sau khi sở hữu 35 vệ tinh.

Hình 1.1. Phổ tín hiệu của các hệ thống vệ tinh định vị
Bên cạnh đó cịn có nhiều hệ thống vệ tinh định vị cấp vùng (QZSS của Nhật,
IRNSS của Ấn Độ,…) cung cấp dịch vụ cục bộ cũng như hỗ trợ các hệ thống lớn.
1.3. Nguồn gây lỗi trong các hệ thống định vị sử dụng vệ tinh
• Sai số quĩ đạo vệ tinh
Vị trí của các vệ tinh coi như đã được xác định chính xác từ trước, và được tính
làm mốc để xác định vị trí vật thể dưới mặt đất. Tuy nhiên trong thực tế, khi vận hành
sẽ có sự sai lệch giữa tọa độ vệ tinh tính tốn theo lịch thiên văn - Ephemeris và tọa


4


độ thực tế của nó. Đây là nguyên nhân trực tiếp và cũng có ảnh hưởng rất lớn đến kết
quả định vị.
• Sai số đồng hồ vệ tinh
Đồng hồ được sử dụng trong các vệ tinh là đồng hồ nguyên tử. Tuy nhiên, nó
vẫn bị ảnh hưởng từ nhiễu và lỗi trượt thời gian. Sóng điện từ truyền đi trong không
gian xấp xỉ vận tốc ánh sáng nên chỉ cần một sai số cỡ ns sẽ gây ra sai số cm trên
khoảng cách. Để giải quyết vấn đề này các đồng hồ vệ tinh sẽ được theo dõi liên tục
từ các trạm mặt đất và được so sánh với đồng hồ trung tâm điều khiển. Sai số và độ
trôi đồng hồ vệ tinh được kèm vào bản tin định vị do vệ tinh phát.
• Sai số đồng hồ bộ thu
Ảnh hưởng của đồng hồ bộ thu cũng tương tự như đồng hồ vệ tinh. Tuy nhiên,
bộ thu không thể trang bị đồng hồ nguyên tử do khối lượng lớn và giá thành rất cao
và chịu ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ.

Hình 1.2. Nguồn gây lỗi trong q trình truyền tín hiệu
5


• Sai số trong q trình truyền tín hiệu
Với các hệ thống truyền thông khác, nguồn gây sai số phổ biến là nhiễu, thường
rất nhỏ so với tín hiệu hữu ích, nên việc xử lý không đặt ra phức tạp như trong hệ
thống định vị vệ tinh. Việc các vệ tinh ở quá xa mặt đất ( lên đến 36.000 km) và tín
hiệu phải vượt qua rất nhiều mơi trường khác nhau, làm cho năng lượng và chất lượng
tín hiệu truyền về bị suy hao đi rất nhiều.
• Sai số tầng đối lưu
Lớp thấp hơn của khí quyển chứa phần lớn hơi nước được gọi là tầng đối lưu
gây ra trễ trên cả tín hiệu mã trải phổ lẫn tín hiệu sóng mang. Các chất trong khí quyển

hấp thụ năng lượng sóng điện từ có tần số xấp xỉ bằng tần số dao động của chúng khi
sóng điện từ truyền qua nó, chính sự hấp thụ này làm cho sóng điện từ bị suy yếu và
sinh ra nhiễu. Điều kiện thời tiết cũng là nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu.
Trong điều kiện có mưa, sóng điện từ khơng chỉ bị suy hao mà cịn cộng thêm nhiễu
sinh ra do các bức xa siêu cao của mưa, thêm vào đó nhiệt độ nước mưa cũng là nguồn
gây nhiễu nhiệt.
• Sai số tầng điện ly
Lớp trên cùng của tầng khí quyển là tầng điện ly bao gồm các hạt mang điện
gây ra hiện tượng chậm tín hiệu mã trải phổ và tín hiệu sóng mang. Tác động của tầng
điện ly đối với tín hiệu điện tử phụ thuộc vào tần số của nó. Tần số càng cao thì ảnh
hưởng càng ít. Do đó ta có thể sử dụng hai tần số sóng mang khác nhau thu đồng thời
để đo độ sai lệch giữa hai tín hiệu và từ đó có thể loại bỏ được ảnh hưởng của tầng
điện ly. Bộ thu GPS hai tần có độ chính xác cao sử dụng cả hai tín hiệu L1 và L2 để
loại bỏ ảnh hưởng của tần điện ly.
• Hiện tượng đa đường-Multipath
Trong điều kiện lí tưởng, tín hiệu được truyền thẳng từ vệ tinh tới bộ thu. Tuy
nhiên trong thực tế, ngồi tín hiệu chính là tín hiệu truyền thẳng, anten bộ thu cịn
nhận được nhiều tín hiệu phản xạ của tín hiệu chính qua mặt đất và các bề mặt các

6


vật thể xung quanh anten như như xe cộ, nhà cửa,… gây ra các hiện tượng như phản
xạ, nhiễu xạ hay tán xạ. Hiện tượng đa đường dẫn tới suy giảm cường độ tín hiệu.
• Sự giảm tín hiệu vệ tinh một cách cố ý – Selective Availability (SA)
Là một sự suy giảm tín hiệu có chủ ý đã từng được áp đặt bởi Bộ Quốc phòng
Mỹ. SA dự định ngăn chặn kẻ thù quân sự từ việc sử dụng tín hiệu GPS có độ chính
xác cao. Chính phủ Mỹ đã dừng SA vào tháng 5 năm 2000, cải thiện đáng kể tính
chính xác của các máy thu GPS dân sự.
1.4. Mục tiêu của luận văn

Ngày nay, định vị chính xác đóng vai trị ngày càng quan trọng trong đời sống
kinh tế xã hội trên tồn thế giới trong đó có Việt Nam.
Như trình bầy ở trên, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả định vị vệ tinh.
Một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến độ tin cậy của dữ liệu định vị vệ tinh
là tầng điện ly. Đối với các lĩnh vực đòi hỏi độ chính xác định vị cao như trắc địa bản
đồ, việc loại bỏ được các nhiễu do tầng điện ly gây ra là hết sức quan trọng. Việt Nam
nằm ở khu vực vĩ độ thấp, cận xích đạo, là khu vực tầng điện ly hoạt động mạnh.
Việc nghiên cứu về ảnh hưởng tầng điện ly đến định vị vệ tinh phải dùng các bộ thu
chuyên dụng, rất tốn kém. Hiện Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng
của tầng điện ly đến định vị chính xác.
Với cơng nghệ bộ thu mềm và sức mạnh tính tốn ngày càng tăng, với giá thành
ngày càng giảm của các bộ xử lý là tiền đề thuận lợi cho việc ứng dụng bộ thu mềm
vào sử dụng vào các bài toán định vị từ đó dễ dàng nghiên cứu về ảnh hưởng của tầng
điện ly.
Mục tiêu của luận văn là sử dụng công nghệ bộ thu mềm tính các tham số nhấp
nháy tầng điện ly. Trên cơ sở phát hiện có nhấp nháy tầng điện ly trong dữ liệu định
vị, tiến hành các thử nghiệm kết quả định vị chính xác RTK khi có nhấp nháy tầng
điện ly và so sánh kết quả với trường hợp khơng có nhấp nháy tầng điện ly.

7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Các phương pháp dẫn đường
•

Phương pháp dẫn đường bằng mục tiêu: dẫn đường và xác định vị trí bằng

những mục tiêu nhìn thấy (đỉnh ngọn núi, hải đăng, cọc tiêu v.v…)
•


Phương pháp dẫn đường dự đốn: dựa vào vị trí xuất phát ban đầu, tốc độ di

chuyển và hướng di chuyển để dự đoán vị trí của phương tiện.
•

Phương pháp dẫn đường thiên văn học: dựa vào việc quan sát các thiên thể đã

biết trên bầu trời như Mặt Trời, Mặt Trăng và các vì sao, sử dụng sextant để đo độ
cao và góc độ giữa các thiên thể, dùng đồng hồ (thời kế) để đo thời gian và dùng lịch
thiên văn để tính tốn vị trí.
•

Phương pháp dẫn đường vơ tuyến điện: sử dụng thiết bị phát sóng vơ tuyến

điện từ một trạm phát cố định có vị trí đã biết, tại điểm thu sóng máy thu sẽ tính tốn
thời gian, khoảng cách và kết quả thu được vị trí máy thu sóng vô tuyến điện. Phương
pháp sử dụng GPS/GNSS cũng được coi là phương pháp vô tuyến điện, các vệ tinh
hệ thống định vị toàn cầu được coi là các trạm phát vơ tuyến điện.
•

Phương pháp dẫn đường qn tính: dựa trên vị trí, vận tốc và động thái ban

đầu, từ đó đo tốc độ động thái và gia tốc rồi dùng phương pháp tích phân để tính tốn
ra vị trí.
2.2. Tổng quan về GPS
2.2.1. Các thành phần của GPS
Hệ thống định vị sử dụng vệ tinh thường gồm các thành phần như sau [4]:
•


Phân đoạn khơng gian - Hệ thống các vệ tinh trên quỹ đạo (Space segment):

nhiệm vụ phát tín hiệu định vị cho người dùng toàn cầu. Các vệ tinh này quay hết một
vòng Trái Đất trên mặt phẳng quỹ đạo trong khoảng 12 tiếng (4 vệ tinh nằm trong
một mặt phẳng). Có 6 mặt phẳng quỹ đạo với góc nghiêng tương đối so với đường
xích đạo Trái Đất là 55 độ. Cấu trúc như vậy là để đảm bảo rằng đối tượng được định
vị ở bất kì đâu trên Trái Đất cũng có tầm nhìn thẳng trực tiếp đến ít nhất 4 vệ tinh ở
bất kì thời điểm nào.
8


Hình 2.1. Kiến trúc hệ thống định vị sử dụng vệ tinh
•

Phân đoạn điều khiển - Hệ thống các trạm mặt đất (Control segment): có chức

năng giám sát, điều khiển vệ tinh, và đảm bảo các vệ tinh hoạt động chính xác, ổn
định. Phân đoạn điều khiển bao gồm hệ thống các trạm điều chỉnh đặt khắp nơi trên
thế giới, 6 trạm giám sát, 4 trạm anten và một trung tâm điều khiển. Trạm giám sát
nhận các dữ liệu từ vệ tinh và gửi chúng về trạm chủ, tại đây thông tin quỹ đạo, đồng
hồ của vệ tinh (thông tin thiên văn) sẽ được hiệu chỉnh gửi tới vệ tinh thơng qua trạm
anten. Nó tránh cho vệ tinh khơng bị trơi dạt và quỹ đạo được giới hạn.
•

Phân đoạn người dùng - Các bộ thu của người dùng cuối (User segment); bao

gồm các anten và vi xử lý để thu và giải mã các tín hiệu vệ tinh, từ đó tính tốn nhằm
đưa ra các thơng số vị trí, vận tốc và độ chính xác về thời gian.
2.2.2. Tín hiệu GPS
Tín hiệu GPS được truyền đi trên hai tần số radio là L1 và L2 có nguồn gốc từ

một tần số chung là f0=10.23MHz [1]:
fL1=154f0=1575.42MHz
fL2=120f0=1227.60MHz
Các tín hiệu được tạo thành từ 3 thành phần sau:
9


Sóng mang: sóng mang có tần số fL1 hoặc fL2
Dữ liệu dẫn đường: dữ liệu dẫn đường chứa các thông tin về quỹ đạo của vệ
tinh. Thông tin này được tải lên tất cả các vệ tinh từ trạm mặt đất. Các dữ liệu dẫn
đường có tốc độ bit là 50bps, một bit dẫn đường là 20ms.
Mã truyền đi: Mỗi vệ tinh có hai mã truyền tải (code) đặc trưng là mã P(Y) và
mã C/A. Mã C/A là một chuỗi 1023 chip (một chip tương ứng với 1 bit, nó thường
được gọi là chip để nhấn mạnh rằng nó khơng chứa bất kỳ thông tin nào). Mã này
được lặp đi lặp lại mỗi ms với tốc độ 1.023MHz. Mã P dài hơn (≈2.35*104 chip) với
tốc độ chip là 10.23MHz. Nó tự lặp lại mỗi tuần theo tuần của GPS bắt đầu vào thứ
bảy/nửa đêm chủ nhật. Mã C/A được điều biến trên sóng mang L1 trong khi mã P
được điều biến trên cả hai sóng mang L1 và L2.
Việc tạo ra tín hiệu GPS được mơ tả ở Hình 2.2. Mã C/A và mã P(Y) được kết
hợp với dữ liệu dẫn đường thông qua bộ cộng 2 (phép XOR). Dịch vụ định vị tiêu
chuẩn chỉ dựa trên tín hiệu mã C/A.

Hình 2.2. Tạo tín hiệu vệ tinh GPS
Tín hiệu truyền từ vệ tinh k có thể viết bằng cơng thức sau:
𝒔𝒌 (𝒕) = √𝟐𝑷𝑪 [Ck(t) ⊕ Dk(t)] cos(2πfL1t) + √𝟐𝑷𝑷𝑳𝟏 [Pk(t) ⊕ Dk(t)]
sin(2πfL1t) + √𝟐𝑷𝑷𝑳𝟐 [Pk(t) ⊕ Dk(t)] sin(2πfL2t)
Trong đó :

10


(2.1)


PC, PPL1, và PPL2 là cơng suất của tín hiệu với mã C/A và mã P.
Ck là chuỗi mã C/A đặt cho vệ tinh thứ k.
Pk là chuỗi mã P(Y) đặt cho vệ tinh thứ k.
Dk là chuỗi dữ liệu dẫn đường.
fL1 và fL2 là tần số sóng mang của băng L1 và băng L2.
Hai thuộc tính tương quan quan trọng của các mã C/A là:
•

Gần như khơng có sự tương quan chéo: Tất cả các mã C/A gần như không

tương quan với nhau. Tức là, đối với hai mã Ci và Ck cho vệ tinh i và k, tương quan
chéo có thể được viết như:
1022

𝑟𝑖𝑘(𝑚) = ∑ 𝐶 𝑖 (𝑙)𝐶 𝑘 (𝑙 + 𝑚) ≈ 0

∀𝑚

(2.2)

𝑙=0

•

Tất cả C/A gần như khơng có mối tương quan ngoại trừ độ trễ bằng khơng.

Thuộc tính này giúp dễ dàng tìm ra khi hai mã tương tự được căn chỉnh hồn tồn.

Thuộc tính tự tương quan cho vệ tinh k có thể được viết là:
1022

𝑟𝑘𝑘(𝑚) = ∑ 𝐶 𝑘 (𝑙)𝐶 𝑘 (𝑙 + 𝑚) ≈ 0

|𝑚| ≥ 1

(2.3)

𝑙=0

2.2.3. Độ dịch tần số Doppler
Khi vệ tinh bay ngang qua trên bầu trời, khoảng cách giữa bộ thu và vệ tinh liên
tục thay đổi, sự thay đổi đó được phản ảnh qua sự thay đổi liên tục các tham số (pha,
tần số) của tín hiệu đi đến bộ thu. Khi vệ tinh di chuyển về phía bộ thu, tần số của tín
hiệu nhận được cao hơn tần số của nguồn; và khi vệ tinh di chuyển ra xa bộ thu, tần
số nhận được giảm dần.
Để dị và bám tín hiệu, một bản sao của sóng mang được tạo ra bởi bộ thu GPS.
Sự sai khác của về tần số của tín hiệu nhận được với tần số của bản sao sóng mang
do bộ thu sinh ra chính là độ dịch tần số Doppler.
Độ dịch tần số Doppler 𝑓𝑑 được xác định theo công thức:
11


𝑓𝑑 = 𝑓𝑟 − 𝑓 𝑠

(2.4)

Trong đó: 𝑓𝑟 là tần số của tín hiệu đến bộ thu, 𝑓 𝑠 là tần số sinh ra bởi bộ tạo dao
động cục bộ của bộ thu.

Độ dịch tần số Doppler gây ra bởi chuyển động tương đối của vệ tinh đối với
bộ thu GPS. Đối với bộ thu GPS đứng yên, tần số Doppler tối đa cho tần số L1 khoảng
±5 Hz, đối với bộ thu GPS di chuyển với vận tốc cao thì tần số Doppler tối đa là ±10
Hz.
2.2.4. Nguyên lý định vị GPS
Trong một ngày, các vệ tinh GPS di chuyển 2 vòng Trái Đất theo quỹ đạo và
liên tục phát tín hiệu vơ tuyến cung cấp thơng tin quỹ đạo của vệ tinh.
Cách thức hoạt động của hệ thống định vị sử dụng vệ tinh [6] : anten thu tín hiệu
phát từ vệ tinh. Ở pha xử lý đầu tiên, bộ thu thực hiện đồng bộ tín hiệu nhận được với
tín hiệu do bộ thu sinh ra. Sau đó, bộ thu giải điều chế, giải mã ra các bản tin định vị
từ dữ liệu sau khi giải điều chế. Thơng tin từ bộ đồng bộ tín hiệu và bản tin định vị
được sử dụng để xác định khoảng cách từ bộ thu đến vệ tinh, cũng như vị trí của vệ
tinh trên quỹ đạo; từ đó bộ thu tính tốn xác định vị trí. Về mặt ý tưởng, vị trí của bộ
thu được xác định là giao điểm của các đường tròn với tâm là các vệ tinh, bán kính là
khoảng cách từ các vệ tinh đến bộ thu (Hình 2.3).
Khoảng cách được xác định bằng thời gian truyền tín hiệu:
(2.5)

𝜌 = 𝜏. 𝑐
Trong đó:
•

ρ (m): khoảng cách giữa vệ tinh và bộ thu;

•

τ (s): thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh tới bộ thu;

•


c (m/s): tốc độ ánh sáng.
Để xác định vị trí của bộ thu với toạ độ P(x,y,z), bộ thu phải xác định được

khoảng cách đến tối thiểu 3 vệ tinh. Sau đó, toạ độ P được xác định là điểm giao của
3 hình cầu tương ứng với 3 khoảng cách đo được (thực tế, 3 hình cầu sẽ giao tại 2
điểm, tuy nhiên chỉ có điểm trên bề mặt Trái Đất được chọn).
12


Hình 2.3. Phương pháp tính tốn định vị
Việc xác định  dựa trên đồng hồ của vệ tinh và đồng hồ của bộ thu mà đồng hồ
này có độ chính xác và độ ổn định khơng cao. Chính vì vậy sai số (dt) hai đồng hồ là
không thể tránh khỏi kéo theo sự xuất hiện của ẩn số thứ tư dt, bên cạnh (x,y,z). Do
đó, trong Hình 2.3 xuất hiện vệ tinh thứ tư (bổ sung thêm 1 phương trình cần thiết để
xác định giá trị của ẩn số thứ tư).
Việc đo khoảng cách, hay nói cách khác, đo thời gian lan truyền tín hiệu  được
thực hiện theo hai kỹ thuật: dựa trên mã trải phổ và pha của sóng mang.
Bên cạnh việc xác định vị trí, ta cịn có thể xác định được các thơng tin về thời
gian, vận tốc và hướng chuyển động của bộ thu thông qua việc giải mã bản tin định
vị và xác định độ lệch tần số Doppler [4].
Mặt khác tín hiệu GPS truyền qua các tầng khí quyển nên tồn tại độ trễ do tầng
đối lưu và tầng điện ly gây ra. Nên giả khoảng cách tính theo cơng thức sau:
𝜌 = 𝑃 + 𝑑𝑃 + 𝑐 (𝑑𝑡 − 𝑑𝑇) + 𝑑𝑖𝑜𝑛 + 𝑑𝑡𝑟𝑜𝑝 + 𝜀𝜌
Trong đó:
• : là giả khoảng cách; P: là khoảng cách thật;
• dP: là sai số quỹ đạo của vệ tinh;
13

(2.6)



• c: tốc độ truyền ánh sáng;
• dt: sai số đồng hồ vệ tinh; dT: sai số đồng hồ máy thu;
• 𝑑𝑖𝑜𝑛 : trễ do tầng điện ly;
• 𝑑𝑡𝑟𝑜𝑝 : trễ do tầng đối lưu;
• ngồi ra cịn tồn tại nhiễu đo lường và đa đường… 𝜀𝜌

2.2.4.1. Phương pháp xác định khoảng cách dựa trên mã trải phổ
Khi bộ thu nhận được mã trải phổ (mã cự ly) phát ra từ vệ tinh, so sánh với tín
hiệu tương tự mà bộ thu tự sinh ra nhằm xác định được thời gian lan truyền tín hiệu
từ vệ tinh tới bộ thu theo cơng thức sau:
𝜏 = 𝜃.

1
𝑅

(2.7)

Trong đó:
• θ (chip): là độ lệch pha giữa các mã trải phổ được sinh ra và mã trải phổ nhận
được từ vệ tinh;
• R (chip/s): là tốc độ lan truyền mã trải phổ. Ví dụ: với tín hiệu GPS L1C/A,
R=1.023x106 (chip/s).

Hình 2.4. Thời gian truyền tín hiệu từ vệ tinh tới bộ thu dựa trên mã trải phổ
Sau khi tính được được thời gian lan truyền tín hiệu, khoảng cách từ bộ thu tới
vệ tinh được tính theo cơng thức:
𝜌 = 𝜏. 𝑐 = 𝜃.

1

. 𝑐 = 𝜃. 𝜆𝑅
𝑅

Trong đó:
• 𝜆𝑅 (m/chip): là độ dài của mã trải phổ.

14

(2.8)


Phương pháp xác định khoảng cách dựa trên mã trải phổ sẽ cho ta trực tiếp kết
quả của giả khoảng cách, tuy nhiên do 𝜆𝑅 lớn nên độ chính xác của giả khoảng cách
không cao.

2.2.4.2. Phương pháp xác định giả khoảng cách dựa trên pha sóng mang
Sóng mang được vệ tinh phát ra liên tục và có tần số cao (GPS L1 là 1572.42
MHz), bước sóng ngắn (𝜆L1 = 19 𝑐𝑚). Để xác định khoảng cách theo pha sóng mang,
bộ thu sinh ra một tín hiệu có cùng tần số với tần số của pha sống mang, sau đó tính
được độ lệch pha giữa pha tín hiệu của bộ thu tự sinh và pha của sóng mang mà bộ
thu nhận được.
Khoảng cách giữa vệ tinh và bộ thu được xác định theo công thức:
𝜌 = (𝑁 + 𝜑 ) .

1
. 𝑐 = (𝑁 + 𝜑). 𝜆𝑓𝑐
𝑓𝑐

(2.9)


Trong đó:
• N: là số ngun lần bước sóng;
• 𝜑: là độ lệch giữa pha sóng mang của vệ tinh mà bộ thu nhận được và sóng
mang do bộ thu tự sinh ra;
• 𝑓𝑐 : là tần số sáng mang;
• 𝜆𝑓𝑐 : là bước sóng của sóng mang.

Hình 2.5. Xác định khoảng cách dựa trên pha sóng mang
15


Bộ thu chỉ xác định được phần lẻ , trong khi, số nguyên N không thể xác định
trực tiếp mà phải có phương pháp ước lượng.
Do bước sóng của sóng mang λfc = 0.19 (m) nhỏ hơn nhiều so với độ dài tương
đương của một chip mã trải phổ = 293 (m), nên khoảng cách đo được bởi pha sóng
mang sẽ có độ chính xác cao hơn nhiều so với sử dụng mã trải phổ.
Để giải quyết bài toán xác định N có rất nhiều phương pháp khác nhau, trong
đó, phương pháp hiệu chỉnh giải tương quan đa trị bình phương tối thiểu (LeastSquares AMBiguity Decorrelation Adjustment – LAMBDA [18]) được ứng dụng
rộng rãi trên thực tế. Phương pháp dựa trên lý thuyết về ước lượng bình phương tối
thiểu số nguyên. Tham số được ước lượng theo phương pháp này được thực hiện theo
3 bước: Bước 1: Giải trôi (float solution); Bước 2: Ước lượng số nguyên N; và Bước
3: Giải cố định (fixed solution).

2.2.4.3. Phương pháp định vị sử dụng trạm tham chiếu
Là giải pháp nhằm triệt tiêu các sai số chung giữa trạm tham chiếu và bộ thu
cần định vị, từ đó nâng cao độ chính xác của phép định vị. Để thực hiện được phương
pháp định vị sử dụng trạm tham chiếu, khoảng cách từ trạm tham chiếu đến bộ thu
phải đủ ngắn (<15 km); tại một thời điểm bộ thu và trạm tham chiếu phải cùng nhìn
thấy một vài vệ tinh. Khi đó, một số sai số tích lũy có thể khử hoặc ít nhất cũng giảm
đi một cách đáng kể nhờ cách tính các sai phân [8].

2.2.5. Kiến trúc bộ thu GPS
Quy trình xử lý tín hiệu trong bộ thu được mơ tả trên Hình 2.6.

Hình 2.6. Kiến trúc tổng quan bộ thu định vị vệ tinh

2.2.5.1. Front-End
16