What's new

[Chia sẻ] Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

VietGaz

Phượt thủ
Hồi trước lâu lâu rồi em các bác có đọc, dịch và viết linh tinh cái bài như dưới đây. Giờ em tìm lại đăng lên đây để phục vụ cho các Phượt Gia nào quan tâm tìm hiểu.
Bài này hơi thiên về kỹ thuật, các phần tiếp theo em sẽ cập nhật thêm thông tin về các hệ thống dẫn đường vệ tinh GNSS đang phát triển như Galileo (Cộng đồng Châu Âu), Compass (Trung Cộng), GLONASS (Nga), GPS (Hoa Kỳ) ...

Công nghệ Định vị Dẫn đường Vệ tinh GNSS – Hiện tại và Tương lai

Kể từ ngày đầu khai thác đến nay, công nghệ định vị vệ tinh đã được sử dụng tại Việt Nam gần 20 năm. Hầu hết người sử dụng Việt Nam đều đã quen với cụm từ Hệ thống định vị vệ tinh GPS. Trên thực tế, đến thời điểm này thế giới của công nghệ định vị vệ tinh đã và đang có những thay đổi to lớn. Thuật ngữ Hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu – GNSS (Global Navigation Satellite System) đang dần thay thế cho thuật ngữ Hệ thống định vị vệ tinh GPS khi các chuyên gia đề cập hay thảo luận về công nghệ dẫn đường vệ tinh. Hội nghị GPS thường niên do Viện Đạo Hàng ION (Institute of Navigation) tổ chức, nay đã được biết đến với tên gọi mới Hội nghị thường niên ION GNSS. Tổ chức Dịch vụ GPS quốc tế (The International GPS Service) bây giờ được gọi bằng tên mới Tổ chức Dịch vụ GNSS quốc tế (International GNSS Service).

Trong suốt thời gian dài vừa qua, GPS vẫn là lựa chọn chính yếu cho tất cả mọi ứng dụng. Mặc dù vậy, với chương trình nâng cấp và đổi mới hệ thống GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) và chương trình xây dựng hệ thống Galileo của Cộng đồng Châu Âu hay hệ thống vệ tinh định vị đầy tham vọng COMPASS của Trung Quốc chắc chắn sẽ tạo ra những thay đổi lớn trong bức tranh toàn cảnh về tương lai của công nghệ định vị vệ tinh. Thêm vào đó, bản thân GPS cũng đang có các chương trình nâng cấp ấn tượng trong thập kỷ tới nhằm cải thiện và nâng cao khả năng tích hợp cũng như độ chính xác của số liệu mà hệ thống này đang cung cấp. Ví dụ như sự kết hợp của GPS và Galileo, khi hai hệ thống đi vào hoạt động sẽ cung cấp số lượng vệ tinh gấp đôi số lượng vệ tinh hiện có của GPS, nâng cao độ chính xác tín hiệu và khả năng quan sát vệ tinh của các máy thu mặt đất.

Những đổi thay mang tính chiến lược này có ảnh hưởng gì tới các ứng dụng trong lĩnh vực đo đạc và bản đồ? Dự án nâng cấp hệ thống đã có cùng với dự án xây dựng mới hệ thống Galileo làm nảy sinh rất nhiều câu hỏi của người sử dụng liên quan tới các vấn đề như độ chính xác, khả năng dò tìm vệ tinh, chi phí khai thác sử dụng, khả năng nâng cấp thiết bị và rất nhiều các vấn đề khác, người sử dụng hiện đang phải cân nhắc: “Tôi có nên đợi trùm các vệ tinh tần số L2C chính thức hoạt động trước khi nâng cấp các máy thu hay không? Tôi có nên đưa ra quyết định mua các thiết bị GPS tại thời điểm này hay đợi cho tới khi hệ thống Galileo đi vào hoạt động?” … Bài báo này được đưa ra nhằm mục đích cung cấp cho bạn đọc tại Việt Nam cái nhìn tổng quan về tương lai của công nghệ GNSS, hỗ trợ việc ra quyết định đầu tư mua sắm trang thiết bị tại thời điểm hiện tại và trong tương lai.

Dự đoán cho tương lai
Trước hết phải nhìn nhận rằng cả Galileo và GPS với các tần số L2C, L5, và GPS III (L1C) vẫn còn cần thêm vài năm xây dựng nữa mới có thể hoàn chỉnh hệ thống để tạo nên sự khác biệt. Có thể nói rằng còn rất nhiều biến động trong công nghệ sản xuất máy thu trước thời điểm các hệ thống chính thức đi vào hoạt động, do vậy việc các nhà sản xuất tạo ấn tượng cho sản phẩm của mình bằng các tính năng kết hợp như “Sẵn sàng – L2C/L5/Galileo” tại thời điểm này không mang nhiều ý nghĩa thực tiễn. Thêm vào đó, cạnh tranh toàn cảnh có thể sẽ có những thay đổi lớn. L2C sẽ mở ra thị trường hứa hẹn cho những nhà sản xuất thiết kế máy thu hai tần số (Dual-frequency) không cần phải phát triển các kỹ thuật giải mã L2 hiện đang được sử dụng. Chắc chắn một điều rằng, chỉ phần cứng của máy thu thôi sẽ không đủ để tạo ra giải pháp đo đạc bản đồ theo công nghệ GPS, L2C sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho tất cả những công ty quan tâm tới tính cạnh tranh trong phân khúc thị trường đo đạc bản đồ. Để hoàn chỉnh các tín hiệu GPS như L2C, L5, GPSIII và L1C các chuyên gia sẽ còn phải tiến hành rất nhiều bước khác nhau trong chương trình thiết kế nâng cấp và hiện đại hoá hệ thống GPS.

Tương phản với việc rất nhiều nhà sản xuất đã nhanh chóng quảng bá và giới thiệu thế hệ máy GPS sử dụng trong đo đạc được trang bị các tính năng sẵn sàng cho L2C/Galileo/GLONASS, thì các nhà sản xuất máy thu dùng cho bản đồ và GIS (có độ chính xác thấp hơn so với máy thu dùng trong đo đạc, thường là nhỏ hơn 1 mét) và máy thu cá nhân sử dụng cho các ứng dụng dẫn đường đơn giản (máy thu độc lập) lại không mấy quan tâm tới những đổi thay của GNSS. Tại sao vậy? Câu trả lời cũng rất đơn giản, bởi cả nhà sản xuất lẫn người sử dụng các dòng máy này không quan tâm nhiều tới độ chính xác. Đối với họ, hỗ trợ cho phát triển GNSS là các chiến dịch và kế hoạch tiếp thị sản phẩm. Thêm vào đó, phần lớn các sản phẩm trong lĩnh vực này đều sử dụng bộ xử lý của hãng SiRF Technology và tới thời điểm hiện tại SiRF cũng chưa công bố bất kỳ giải pháp mới nào cho bộ xử lý GNSS, như vậy rất dễ nhận thấy các nhà sản xuất những dòng máy dân dụng đơn thuần không đề cập nhiều tới những thay đổi và sự xuất hiện của hệ thống GPS hay Galileo.

Đối với những dòng thiết bị phục vụ cho bản đồ và GIS, giá trị của việc sử dụng trùm vệ tinh GNSS là giá trị kỹ thuật, ví dụ như tăng khả năng làm việc và ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh một cách hiệu quả và tin cậy ở các khu vực nhiều nhà cao tầng, dưới các tán cây rậm … nơi mà trước đây thực sự là khó khăn đối với ứng dụng GPS tách riêng. Nhưng điều đó không phải đã tạo ra khả năng thay thế hoàn toàn, chính lợi ích mà nó mang lại cho những nhà sản xuất chưa thực sự thuyết phục, dẫn đến chưa đủ mạnh để tạo ra áp lực buộc các nhà sản xuất thiết bị thuộc dòng này đưa công nghệ GNSS vào sản phẩm của mình. Điều này hoàn toàn không phải là sự nhầm lẫn hay phỏng đoán vô căn cứ, các máy thu phục vụ cho bản đồ và GIS cũng sẽ dần khám phá và tiếp cận GNSS, nhưng những nhu cầu ban đầu vẫn sẽ không phải là nhu cầu thực sự cấp bách. Có thể lấy ngay một ví dụ, hệ GLONASS đã xuất hiện trên thế giới khá nhiều năm và đã làm nên những ảnh hưởng khá ấn tượng đối với phân khúc thị trường định vị độ chính xác cao (đo khống chế, đo RTK, xây dựng công trình …), nhưng trên thực tế thì GLONASS lại chẳng gây ra ấn tượng hay sự thay đổi nào đối với phân khúc thị trường máy thu dùng cho bản đồ và các máy thu dẫn đường đơn thuần.

Ứng dụng nào sẽ bị thu hẹp bởi GNSS – và lý do nào khiến người sử dụng từ chối mua các thiết bị GNSS tại thời điểm hiện tại. Chúng tôi muốn nói đến máy thu độ chính xác tới cm, máy thu cho đo đạc thời gian thực (hay đo RTK, đo động thời gian thực). Các máy thu kết hợp tín hiệu GPS/GLONASS đã xuất hiện trong phân khúc thị trường máy đo đạc độ chính xác cao từ nhiều năm, nhưng thực tế đã được kiểm chứng bởi nhiều hạn chế của hệ thống GLONASS. Khi chỉ sử dụng GPS, phương pháp đo đạc RTK gặp phải khá nhiều khoảng thời gian tín hiệu không tốt trong ngày, đặc biệt khi đo đạc trong điều kiện môi trường khó khăn cho GPS nơi mà khả năng quan sát vệ tinh bị giới hạn bởi nhà cao tầng, cây xanh …Để đơn giản, có thể kết luận rằng, hiện tại số lượng vệ tinh đang hoạt động không đủ để đáp ứng đòi hỏi của phương pháp đo đạc GPS thời gian thực có độ chính xác cỡ cm trong rất nhiều trường hợp và nhiều khu vực.
 

VietGaz

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Những hệ thống nền tảng
Hệ thống GLONASS – Đối tác cho RTK: GLONASS là phiên bản GPS của Liên bang Nga. Bạn đọc có thể ngạc nhiên khi biết rằng vệ tinh đầu tiên của GLANASS được phóng lên quỹ đạo từ năm 1982, nhưng do các biến động về chính trị và kinh tế ở Nga, mà hệ thống chưa vươn tới được đích cuối cùng để trở thành một hệ thống độc lập. Mặc dù vậy, những năm gần đây, GLONASS đã dần chiếm được lòng tin của người sử dụng và trở thành đối tác khá hữu hiệu cho GPS trong các ứng dụng đo đạc thời gian thực RTK. Ngoài các ứng dụng đo đạc thời gian thực RTK ra, GLONASS chưa thể hiện được khả năng bổ sung giá trị gia tăng cho GPS. Các phân khúc thị trường khác như, đo đạc xử lý sau, bản đồ và GIS, máy thu dân dụng không thu lợi được từ sự kết hợp tín hiệu GPS/GLANASS như các máy thu RTK có. Vì thế, gần như không có các máy thu kết hợp thu tín hiệu GPS/GLONASS được thiết kế và đưa vào thương mại trong phân khúc thị trường này ngoại trừ các máy thu thuộc phân khúc thị trường RTK.

Trong suốt thời gian dài, khi xem xét trên khía cạnh của một sản phẩm ứng dụng được thị trường chấp nhận GLONASS đã gần như bị lãng quên. Không xét nhiều đến các yếu tố mang tính lịch sử, thì lợi ích của GLONASS được phát triển và được thị trường biết đến trong ứng dụng đo đạc RTK chính nhờ các sản phẩm thương mại của Javad Navigation Systems thông qua Topcon Positioning Systems trong vòng 6 năm. Sự kết hợp đầy đủ tín hiệu của GSP/GLONASS trên toàn thế giới đã mang lại cho các giải pháp đo đạc RTK GPS/GLONASS hiệu quả và độ tin cậy cao hơn khi chỉ dùng GPS.

Trong tháng 12 năm 2005, Nga đã tiến hành phóng tiếp ba vệ tinh GLONASS lên quỹ đạo; một vệ tinh hiện đã hoạt động và hai vệ tinh còn lại vẫn đang trong thời gian hoạt động thử nghiệm kiểm tra. Ngay sau thời điểm phóng các vệ tinh mới, Tổng thống Nga Vladimir Putin đã đưa ra tuyên bố rằng nước Nga đang làm tất cả để đưa toàn bộ hệ thống GLONASS đi vào hoạt động chính thức (với 24 vệ tinh) vào năm 2008. Nhưng mục tiêu này đang gặp phải rất nhiều thách thức. Đầu tháng 12 năm 2005, có tất cả 14 vệ tinh GLONASS đang hoạt động trên quỹ đạo – thêm ba vệ tinh mới phóng trong tháng đã nâng tổng số vệ tinh trên quỹ đạo lên con số 17. Đến ngày 23 tháng 3 năm 2006, hai vệ tinh cũ trên quỹ đạo đã không sử dụng được, trong khi mới chỉ có một trong ba vệ tinh mới phóng lên chính thức hoạt động, như vậy tổng số vệ tinh GLONASS đang hoạt động trên quỹ đạo chỉ là 13 vệ tinh. Cũng cần phải lưu ý rằng Ấn Độ một trong số các quốc gia có liên quan khá mật thiết với Nga trong lĩnh vực khí tài quân sự, cũng đã cam kết hỗ trợ về tài chính và kỹ thuật cho GLONASS, động thái mới đây là việc Ấn Độ cam kết sử dụng tên lửa của mình để phóng các vệ tinh GLONASS mới lên quỹ đạo.

Một trong những vấn đề kỹ thuật quan trọng cần cân nhắc liên quan tới hệ thống GLONASS. Đó là, không giống như GPS và Galileo, trong khi cấu trúc tín hiệu của hai hệ thống này sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple Access), thì cấu trúc tín hiệu của GLONASS lại sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia theo tần số FDMA (Frequency Division Multiple Access). Như vậy, ngay sau khi hoàn tất. Cả GPS và Galileo sẽ có 57 vệ tinh cùng sử dụng công nghệ CDMA, liệu rằng có cần thiết phải phức tạp hoá các máy thu để xử lý tín hiệu FDMA của GLONASS nữa hay không? Sự khác biệt trong cấu trúc tín hiệu FDMA của GLONASS liệu có trở thành một lý do nữa để các nhà sản xuất thiết bị bỏ qua GLONASS trong tương lai hay không? Đây thực sự là một câu hỏi lớn và hiển hiện nguy cơ đối với GLONASS.

Galileo và sự hiện diện của Châu Âu: Galileo là câu trả lời của Cộng đồng Châu Âu đối với GPS. Không giống như GPS và GLONASS, trong khi hai hệ thống này được đầu tư, quản lý và điều hành bởi các tổ chức quân sự theo yêu cầu của mỗi quốc gia, thì Galileo lại được quản lý và điều hành bởi các tổ chức dân sự; kinh phí đầu tư để phát triển các hợp phần chính của hệ thống cũng như chi phí duy trì hệ thống được kêu gọi từ nguồn vốn thương mại. Đây là hệ thống GNSS được thiết kế hướng tới mục tiêu phục vụ ứng dụng thương mại ngay từ bước khởi đầu. Galileo được thiết kế với một trùm gồm 30 vệ tinh (27 hoạt động cùng với ba vệ tinh dự phòng) và toàn bộ các hợp phần mặt đất cần thiết phục vụ cho hệ thống. Quỹ đạo bay của các vệ tinh Galileo cao hơn một chút so với GPS, nhưng các nguyên lý hoạt động hoàn toàn giống như GPS. Theo công bố thì trùm vệ tinh của Galileo được thiết kế để tại bất kỳ thời điểm nào trong ngày tại mọi vị trí trên trái đất đều có thể quan sát được ít nhất tám vệ tinh.

Có rất nhiều điểm giống nhau giữa các tín hiệu đã được Galileo dự kiến sử dụng (L1, E5a, và E5b) và các tín hiệu của hệ thống GPS sau khi hiện đại hoá (L2C, L5, và dự kiến tương lai là L1C). Khả năng hoạt động của Galileo được hy vọng tối thiểu cũng phải tốt bằng GPS dân sự, và trong một vài khía cạnh khác sẽ vượt trội hơn so với GPS (bao gồm cả các đồng hồ nguyên tử gắn trực tiếp trên bo mạch). Galileo cũng đưa ra nhận định rằng chức năng kiểm tra tính toàn vẹn (Integrity) chắc chắn sẽ hoàn thiện hơn GPS hiện tại rất nhiều (mặc dù theo thiết kế đã công bố thì GPSIII đặc biệt quan tâm tới việc cải tiến và nâng cao chức năng này). Galileo được thiết kế để cung cấp cho người sử dụng năm mức dịch vụ khác nhau: Dịch vụ mở – Open (định vị đơn thuần phục vụ cho tất cả mọi người), Thương mại – Commercial (mã hoá, độ chính xác cao, được đảm bảo), An toàn Sinh mạng– Safety of Life (không mã hoá, kiểm tra tính toàn vẹn, phân quyền sử dụng), Tìm kiếm và Cứu nạn – Search and Rescue (gần với chế độ thời gian thực, chính xác, tương tác hai chiều), và Phục vụ công – Public Regulated (mã hoá, kiểm tra tính toàn vẹn, không gián đoạn).

Có lẽ điểm vượt trội tạo ra khác biệt của Galileo chính là khả năng hoạt động tương tác với GPS và GLONASS. Việc cải thiện đồ hình vệ tinh hiện tại và tương lai cho phép chúng ta luôn có được 20 vệ tinh trong tầm quan sát (nhiều hơn gấp hai lần những gì hiện nay chúng ta đang có) và chắc chắn sẽ cải thiện được đáng kể độ chính xác, mức độ tin cậy, và khả năng sẵn sàng mà các nhà đo đạc và bản đồ luôn mong ước. Theo kinh nghiệm của cá nhân, khi sử dụng hệ thống GPS-RTK ngoài thực địa, trung bình mỗi ngày làm việc phải bỏ ra khoảng 90 phút để đợi cho đủ số lượng vệ tinh cần thiết, bởi máy thu chỉ có thể dò tìm được năm vệ tinh mà không phải đồ hình của năm vệ tinh này lúc nào cũng tốt cho đo RTK.
Tháng 12 năm 2005, vệ tinh thử nghiệm đầu tiên của Galileo (GIOVE-A) đã được phóng lên quỹ đạo. Mặc dù vậy, đây không phải là vệ tinh hoạt động và nó cũng không được sử dụng trong trùm vệ tinh của Galileo. Dự kiến cuối năm 2006 sẽ tiếp tục phóng tiếp vệ tinh Galileo thử nghiệm (GIOVE-B). Trong quý một năm 2006, hợp đồng phát triển và xây dựng bốn trong số các vệ tinh Galileo đầu tiên, một phần của cơ sở hạ tầng các trạm mặt đất, và thử nghiệm hoạt động của tất cả các hệ thống thứ cấp trong Galileo đã được trao cho Công ty Galileo Industries GmbH. Thời hạn bàn giao và hoàn tất của hợp đồng vào năm 2008. Mặc dù lịch phóng vệ tinh cập nhật mới nhất chưa được công bố, nhưng theo báo cáo tháng 10 năm 2005 của đại diện Cơ quan Vũ trụ Châu Âu – ESA (European Space Agency) trong cuộc họp với Ủy ban Giao thức Dịch vụ GPS Dân sự (Civil GPS Service Interface Committee) đã chỉ ra rằng toàn bộ hệ thống sẽ đi vào hoạt động trong khoảng thời gian từ năm 2007 đến năm 2010. Như vậy việc chậm tiến độ hoạt động chính thức của Galileo vào khoảng sau năm 2010 là chắc chắn sẽ xảy ra. Theo thông tin mới nhất chúng tôi có được, GIOVE-B vừa mới được phóng lên quỹ đạo vào cuối tháng 4 năm 2008 và hiện mới chỉ có GIOVE-A và GIOVE-B đang hoạt động thử nghiệm. Như vậy chỉ với riêng kế hoạch cho GIOVE-B đã bị chậm tới hai năm.
 

VietGaz

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Công cuộc Đổi mới của GPS – Giữa tất cả những phát triển và thay đổi trong thế giới GNSS, thì tâm điểm của sự quan tâm đang tập chung vào những thay đổi lớn mang tính chiến lược của hệ thống GPS trong những thập kỷ tới. L2C, L5, GPSIII, và L1C là tất cả các bước nằm trong kế hoạch thiết kế và triển khai nhằm mục đích đổi mới hoàn toàn hệ thống GPS. Sự hiểu biết tường tận những khả năng và tính thực tiễn của các chương trình triển khai đổi mới của GPS là vô cùng quan trọng đối với việc lập kế hoạch mua sắm và lựa chọn đầu tư thiết bị GPS sử dụng cho đo đạc và bản đồ trong tương lai. Nhiều nhà lãnh đạo và các chuyên gia trong lĩnh vực này đã đưa ra những cảnh báo rằng các thiết bị hiện thời sẽ mất tác dụng một khi các kỹ thuật và công nghệ của hệ thống GNSS chính thức đi vào hoạt động, trên thực tế điều này sẽ không thể xảy ra. Các thiết bị hiện thời vẫn sẽ tiếp tục hoạt động bình thường, chỉ có điều người sử dụng sẽ không được thừa hưởng và sử dụng một cách có hiệu quả những tiến bộ mà hệ thống và công nghệ mới mang lại mà thôi.
Hầu hết người sử dụng trên thế giới đều đã nghe nhiều tới thuật ngữ L2C trong thời gian gần đây. Vệ tinh đầu nằm trong Khối IIR-M đã được phóng lên quỹ đạo tháng 10 năm 2005 ngay lập tức đã tạo ra nhiều luồng thông tin trong giới khai thác sử dụng công nghệ GPS. Giữa rất nhiều ý kiến trái ngược, người sử dụng cần nắm được rằng vệ tinh thuộc Khối IIR-M được thiết kế để phát truyền tín hiệu GPS dân dụng mới được biết đến với tên gọi L2C.

Trong thiết kế ban đầu của hệ thống GPS, L1 là tần số duy nhất được tạo ra để phục vụ cho các mục đích sử dụng trong dân sự, trong khi L2 là tần số riêng sử dụng cho quân sự. Trong thực tế, vài năm gần đây những chuyên gia thực thụ đã tìm cách khai thác sử dụng được một phần trong tín hiệu quân sự L2 (tín hiệu sóng mang – carrier signal, chứ không phải tín hiệu mã – code signal). Các loại máy thu GPS “hai tần số – dual frequency” hiện đang khai thác sử dụng chính kỹ thuật này. Trong tương lai gần, L2C sẽ thay thế cho việc dân sự chỉ sử dụng được một phần trong tín hiệu L2 và kể từ bây giờ toàn bộ các vệ tinh GPS mới được phóng lên quỹ đạo đều sẵn sàng mã trên tần số L2C sử dụng cho mục đích dân sự.

Những lợi ích chính của L2C:
Mô hình tầng điện ly (Ionospheric modeling) – Với việc các máy thu chỉ thu được tín hiệu L1, dẫn đến khả năng tính toán loại trừ độ trễ thời gian khi tín hiệu đi qua tầng điện ly không chính xác và đây là nguồn sai số lớn nhất khi định vị bằng công nghệ GPS. Với việc sử dụng cùng lúc hai tần số L1-L2C cho phép các máy thu có thể tính toán để hiệu chỉnh chính xác hơn lỗi phát sinh khi tín hiệu GPS đi qua tầng điện ly. Các tín hiệu yếu sẽ có hiệu năng hoạt động tốt hơn. Có thể tóm lược như sau, tín hiệu L2C sẽ không khoẻ bằng tín hiệu L1 C/A hiện tại. Trên thực tế, tín hiệu yếu hơn tín hiệu L1 C/A. Điểm lợi có tính thực tiễn nhất của L2C đó chính là những nâng cấp rất ấn tượng trong cấu trúc mã (code structure) chuỗi mã dài hơn kết hợp với các phương pháp hiệu chỉnh lỗi được nâng cấp, điều này cho phép tín hiệu trở nên dễ tìm và dễ thu nhận hơn trong điều kiện khó khăn đối với GPS (ví dụ như dưới tán cây hay ở khu vực che khuất bởi nhà cao tầng).
Kể từ tháng 9 năm 2005 vẫn chưa có bất kỳ lần phóng vệ tinh IIR-M nào. Trên thực tế kế hoạch phóng vệ tinh năm 2006 đã bị trì hoãn. Bảy vệ tinh IIR-Ms đã được lên kế hoạch chế tạo và phóng trước IIFs. Mục tiêu đặt ra là 18 vệ tinh phát tín hiệu L2C (trùm vệ tinh tối thiểu) sẽ hoạt động vào năm 2010 tại thời điểm này không mang tính thực tiễn bởi những trì hoãn trong việc phóng vệ tinh do các vấn đề phát sinh trong việc phát triển vệ tinh IIF, và những khó khăn trong việc phát triển phần mềm cho các trạm điều khiển. Cũng không khó khăn lắm để nhận thấy rằng, cản trở để đạt được mục tiêu cuối cùng không chỉ là nhiệm vụ phóng các vệ tinh lên quỹ đạo mà còn là đòi hỏi bắt buộc phải phát triển hệ thống thiết bị đài trạm mặt đất (hợp phần điều khiển GPS dưới mặt đất) để chúng tương thích hoàn toàn với các kiểu tín hiệu mới. Đây được xem là mặt mang tính kỹ thuật phức tạp của dự án và đang có nhiều vấn đề về hợp đồng phát triển, để đạt được điểm tương thích và hoạt động với L2C và L5 có lẽ sẽ cần thêm thời gian và có thể sẽ chậm hơn so với kế hoạch phóng vệ tinh IIR-M và IIF.

L5 sẽ là tần số thứ 3 của GPS (1,176 Mhz). Tần số này được lựa chọn phục vụ cho liên kết trong hàng không dân dụng và nằm trong giải tần Dịch vụ dẫn đường hàng hải hàng không (Aeronautical Radio Navigation Services). Thực chất nó được tách thêm ra từ tần số L1 (1,575 Mhz) và L2 (1,227 Mhz). Trong khi L2C là một phần của Khối vệ tinh IIR-M, thì L5 (và cả L2C) sẽ được sử dụng trên Khối vệ tinh IIF. L5 được thiết kế phục vụ cho nhiều ứng dụng nhưng đặc biệt vẫn là các ứng dụng an toàn và tìm kiếm. Dưới đây là những đặc điểm vượt trội mà L5 mang lại:
1. Tín hiệu L5 được phát truyền mạnh hơn gần gấp bốn lần so với tần số L2C.
2. Với tần số dân dụng thứ ba, L5 sẽ hỗ trợ tốt hơn cho việc hiệu chỉnh lỗi tầng điện ly.
3. Các mã của tần số L5 dài hơn tần số L1 C/A và mang những thuật toán hiệu chỉnh lỗi giống như L2C. Kết quả là tín hiệu vệ tinh có khả năng hoạt động tốt hơn trong những điều kiện trước đây khá khó khăn cho GPS, nơi tổng hợp của các tín hiệu khỏe và yếu từ vệ tinh GPS.

Sẽ có ít nhất trùm 18 vệ tinh phát tín hiệu L5. GPS III là sự kết hợp của rất nhiều thay đổi và hiện đại hoá GPS để mang đến nhiều lợi ích hơn nữa cho cả người sử dụng dân sự lẫn quân sự. Nhưng để đạt được những mục tiêu đã đặt ra và đáp ứng được những đòi hỏi ngày càng khắt khe của người sử dụng dân sự và quân sự, chương trình hiện đại hoá sẽ phải tiếp tục đến khoảng năm 2030.

Lợi ích đầu tiên và lớn nhất đối với cộng đồng người sử dụng thiết bị GPS trong lĩnh vực đo đạc bản đồ và GIS là việc giới thiệu một tần số dân sự khác, được biết đến với tên gọi L2C. Vẫn chưa có công bố cuối cùng về công suất phát và cấu trúc tín hiệu của L2C, nhưng những thoả thuận đã đạt được với cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu dường như đã khẳng định được rằng tín hiệu L2C sẽ giống như tín hiệu L1 của Galileo. Các đơn vị ứng dụng trong dân sự hiện đang tham dự trong quá trình xử lý và thiết kế tín hiệu L2C. Lời mời chính thức đã được đăng tải trên tạp chí GPS World số tháng Mười một 2005. Trong bảng giới thiệu tóm lược, L1C sẽ không thay thế ngay lập tức cho L1 C/A hiện thời. Hơn thế, L1C sẽ hoạt động song song với L1 và chắc chắn tín hiệu GPS sẽ tốt hơn. L1C sẽ cùng chia sẻ nhiều điểm lợi như những điểm lợi của L2C và L5, tín hiệu có độ nhạy cao hơn khả năng dò tìm và thu tín hiệu vệ tinh tốt hơn, tăng cường khả năng hoạt động cho GPS ở những khu vực khó khăn như khu nhà cao tầng và những nâng cấp cải tiến cho tần số L1 C/A. GPS III sẽ cải thiện được tình trạng nghẽn tín hiệu, tăng cường độ mạnh cho tín hiệu L1 và L2 cho các ứng dụng quân sự, đường truyền kết nối cũng được nâng cấp để tạo hiệu năng tốt hơn cho các lệnh kiểm soát và điều khiển các vệ tinh, GPS III cũng là bước nâng cấp toàn diện của hệ thống GPS hiện thời.
 

VietGaz

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

GNSS sản xuất tại Trung Quốc: Cũng cần phải nhắc tới tham vọng của Trung Quốc trong việc phát triển hệ thống vệ tinh dẫn đường có tên gọi quốc tế CNSS (Compass Navigation Satellite System) hoặc tên tiếng Trung Quốc “BeiDou”. Theo kế hoạch, CNSS bắt đầu cung cấp dịch vụ trên lãnh thổ Trung Quốc và các quốc gia lân cận vào năm 2008. Hệ thống hoàn chỉnh sẽ bao gồm 5 vệ tinh địa tĩnh GEO và 30 vệ tinh quỹ đạo trung bình MEO, có khả năng cung cấp tín hiệu định vị dẫn đường cho người sử dụng trên toàn thế giới dưới hai dạng dịch vụ: Dịch vụ tự do miễn phí cho mục đích dân sự có độ chính xác vị trí 10 mét, độ chính xác tốc độ 0.2 mét / giây và độ chính xác thời gian là 50 nano giây và Dịch vụ đăng ký khi sử dụng có độ chính xác cao hơn chỉ ứng dụng cho quân sự và các ứng dụng khác được cấp phép.
Tháng tư năm 2007, Trung Quốc đã phóng thành công vệ tinh Compass-M1 MEO đầu tiên lên quỹ đạo, như vậy cũng dễ nhận ra rằng mục tiêu hoạt động của hệ thống vào năm 2008 là hoàn toàn không khả thi.

Kết luận – Thời gian là tất cả
Có một điểm luôn được khẳng định chắc chắn đó là: “Công nghệ định vị vệ tinh ngày càng tốt hơn”. Sau 10 năm nữa, chúng ta có thể nhìn lại và thấy thật lạ lùng với những gì chúng ta không có ngày hôm nay, cũng như bây giờ chúng ta nhìn lại 20 năm trước để so sánh với những gì chúng ta đang được hưởng lợi từ GPS.

Với những phân tích trên đây, chúng tôi tin tưởng rằng bạn đọc và người sử dụng thiết bị định vị dẫn đường vệ tinh ở các cấp độ khác nhau đã có được một bức tranh toàn cảnh về tương lai của công nghệ GNSS. Dựa trên các kế hoạch chuẩn bị, nâng cấp, phát triển và phóng vệ tinh của các quốc gia đã đề cập ở trên, có thể khẳng định rằng tại thời đểm hiện tại chúng ta không nhất thiết phải vội vàng để mua các thiết bị có khả năng hoạt động với tất cả các hệ thống vệ tinh mới. Ngay tại thời điểm các hệ thống GNSS đi vào hoạt động, không có gì phải tranh luận về một làn sóng thiết bị mới được trang bị tất cả các tính năng mới mà chúng ta đã biết – và cả những đặc điểm mà chúng ta chưa từng được biết. Có thể chúng ta sẽ trở thành những khách hàng đầu tiên sở hữu các thiết bị GNSS mới từ những nhà cung cấp mà chúng ta chưa từng nghe tên từ trước đến nay. Sự gia tăng số lượng nhà sản xuất và sự đa dạng các chủng loại thiết bị mới cũng có nghĩa sẽ có sự gia tăng cạnh tranh giữa những nhà sản xuất, và chúng ta – những người sử dụng, chính là những người được hưởng lợi cuối cùng.

Với mong muốn tiết kiệm tối đa các khoản đầu tư đồng thời đảm bảo thông tin định hướng cho các đơn vị hay cá nhân hiện đang phân vân trong việc mua sắm thiết bị, chúng tôi rất muốn nhận được thông tin phản hồi và thảo luận từ phía bạn đọc về các nội dung có liên quan đến công nghệ GNSS trong tương lai vì một cộng đồng ứng dụng GNSS Việt Nam. Vui lòng gửi thư điện tử cho chúng tôi đến địa chỉ info@anthi.com.vn hoặc số điện thoại 090. 420. 1111

Tài liệu dịch và tham khảo:
Eric Gakstatter, John Flick – Chuyên gia các giải pháp không gian – GNSS trong tương lai.
Bryn Fosburgh, Bruce Peetz – Trimble Nivigation Limited – Hiện đại hoá GPS.
Richard D. Fontana, Tom Stansell, Wai Cheung – GPS World – Hiện đại hoá tần số dân sự L2.
Javad Ashjaee – GPS World – Galileo, GLONASS, và GPS.
www.sinodefence.com – Hệ thống dẫn đường vệ tinh Compas BeiDou 1, 2.
www.gpsworld.com – GLONASS có thể phát tín hiệu CDMA từ các vệ tinh tương lai.
 

phet lac

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Các bác cho em hỏi, em nghe bên 4r hoangtuden kể chuyện đi chơi cuối năm, họ chia 3 đoàn đi thì 2 đoàn mắc mưa, 1 đoàn không bị vì có cái GPS dự báo thời tiết nên đi đường khác tránh mưa. Hehe, có bác nào biết về cái GPS dự báo thời tiết đấy không ạ?
 

nguyenhoangha

Độp độc hành
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Vụ này giờ mới nghe nà !
 

trantin84

Chấm tử
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Vụ này giờ mới nghe nà !
Nếu GPS thì không có đâu bác.

Nếu "máy GPS có thêm chức năng này" thì có thể. Mà em nghĩ rằng là một điện thoại, có GPS, có 3G, online và kiểm tra weather thôi. Một cái bộ máy khí tượng đồ chơi trẻ con cũng cần chong chóng, máy đo này nọ rồi, không "tích hợp" vào một thiết bị được. Để em tìm link đọc thêm.
 

nguyenhoangha

Độp độc hành
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Mình cũng nghĩ như bạn Tín , không quá khó để biết thông tin về thời tiết chứ cần gì GPS nên chắc chẳng tích hợp vào làm gì.
 

VietGaz

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Các bác cho em hỏi, em nghe bên 4r hoangtuden kể chuyện đi chơi cuối năm, họ chia 3 đoàn đi thì 2 đoàn mắc mưa, 1 đoàn không bị vì có cái GPS dự báo thời tiết nên đi đường khác tránh mưa. Hehe, có bác nào biết về cái GPS dự báo thời tiết đấy không ạ?
Nó có, nhưng mà để báo được mưa mà lượn đi chỗ khác thì tiền nhiều lắm ạ.
Bản thân GPS thì không biết dự báo thời tiết, tuy nhiên với các trạm GPS quan trắc liên tục ngày đêm (thu số liệu nữa).
Bằng cách sử dụng phần mềm chuyên dụng, người ta có thể tính được một số thông tin liên quan khi tín hiệu đi qua các loại tầng (khí quyển, điện ly etc. này nọ) rồi đến ăng ten máy thu. Từ đó người ta có thể lấy ra được thông tin để dự báo mưa, bốc hơi ....
Tất nhiên quy trình là phức tạp và đòi hỏi phải có hệ thống trạm thu mặt đất đảm bảo mật độ cần thiết nữa
Đại để thế bác em ạ.
 

phet lac

Phượt thủ
Re: Những hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh (GNSS) tương lai gần

Nó có, nhưng mà để báo được mưa mà lượn đi chỗ khác thì tiền nhiều lắm ạ.
Bản thân GPS thì không biết dự báo thời tiết, tuy nhiên với các trạm GPS quan trắc liên tục ngày đêm (thu số liệu nữa).
Bằng cách sử dụng phần mềm chuyên dụng, người ta có thể tính được một số thông tin liên quan khi tín hiệu đi qua các loại tầng (khí quyển, điện ly etc. này nọ) rồi đến ăng ten máy thu. Từ đó người ta có thể lấy ra được thông tin để dự báo mưa, bốc hơi ....
Tất nhiên quy trình là phức tạp và đòi hỏi phải có hệ thống trạm thu mặt đất đảm bảo mật độ cần thiết nữa
Đại để thế bác em ạ.
Vậy đại khái nó là 1 cái GPS chuyên dụng hả bác?