Tìm hiểu về: Định vị vệ tinh & Thiết bị định vị vệ tinh

Hiểu về định vị vệ tinh và thiết bị định vị vệ tinh sẽ giúp người dùng dễ dàng lựa chọn thiết bị định vị phù hợp cho nhu cầu sử dụng nhưng vẫn tối ưu về mặc chi phí. Hệ thống định vị vệ tinh là gì? Định vị vệ tinh bao gồm những loại nào? Hãy cùng Đất Hợp theo dõi bài viết dưới đây.

Hệ thống định vị vệ tinh là gì?

Hệ thống định vị vệ tinh là những tín hiệu vệ tinh nhân tạo được phóng lên vũ trụ, có thể bao phủ toàn phần (vệ tinh toàn cầu) hoặc một phần (vệ tinh địa tĩnh) Trái Đất. Các tín hiệu này được sử dụng để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, có cả quân sự (như tên lửa, tàu chiến…) và dân sự (như đời sống, kinh tế, công ích…).

Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu bao gồm: GPS của Mỹ, GLONASS của Nga, GALILEO của Liên Minh Châu Âu EU và BEIDOU của Trung Quốc. Tín hiệu vệ tinh toàn cầu được sử dụng rộng rãi và có thể thu được ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, tùy thuộc vào khả năng thu vệ tinh được cài đặt cho thiết bị.

4 hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu trên thế giới

Ví dụ, đối với thiết bị định vị vệ tinh GNSS-RTK Trimble, Hi-Target… đa phần đều thu được 4 tín hiệu vệ tinh trên, tuy nhiên đối với thiết bị định vị GPS cầm tay thì khả năng thu tín hiệu giới hạn hơn tùy theo model (ví dụ: Garmin Etrex 22X có thể thu tín hiệu GPS và GLONASS; GPSMAP 79s có thể thu tín hiệu GPS, BEIDOU, QZSS, SBAS…).

Thiết bị định vị vệ tinh GNSS Trimble có khả năng thu sóng được nhiều tín hiệu vệ tinh.

Trái ngược với vệ tinh toàn cầu, vệ tinh địa tĩnh chỉ di chuyển trong một phạm vi nhỏ so với Trái Đất và tín hiệu vệ tinh địa tĩnh không được chia sẻ hoặc chỉ được chia sẻ với một số nước lân cận của quốc gia phóng lên. Một số vệ tinh địa tĩnh như: SBAS, QZSS, IRNSS…

>>> Xem thêm: Vệ tinh toàn cầu và Vệ tinh địa tĩnh khác nhau như thế nào?

2 nguyên lý của định vị vệ tinh

Trong định vị bằng các vệ tinh chủ động bao gồm hai nguyên lý chính là: Định vị tuyệt đối và định vị tương đối.

Nguyên lý 1: Định vị tuyệt đối

Định vị tuyệt đối xác định vị trí tuyệt đối của điểm quan sát trong hệ tọa độ Trái Đất. Định vị tuyệt đối được chia ra thành hai loại:

• Định vị tuyệt đối khoảng cách giả: Là loại định vị tuyệt đối có thể sử dụng trị đo khoảng cách giả theo tín hiệu code, trị đo khoảng cách giả theo pha hoặc trị đo Doppler (hiệu khoảng cách).
• Định vị tuyệt đối chính xác: Hay còn gọi là PPP (Precise Point Positioning) là kỹ thuật định vị GPS sử dụng một máy thu để xác định tọa độ không gian của điểm đặt máy trong hệ ITRF hay WGS-84 với độ chính xác cao. Tại Việt Nam, để sử dụng máy thu GPS xác định tọa độ bằng phương pháp định vị tuyệt đối chính xác, máy thu cần được cài đặt thêm hệ tọa độ VN2000, điển hình là các dòng máy định vị GPS cầm tay đến từ thương hiệu Garmin.

Thiết bị định vị GPS cầm tay Garmin sử dụng phương pháp định vị tuyệt đối để thu thập số liệu.

Nguyên lý 2: Định vị tương đối

Định vị tương đối xác định hiệu tọa độ (vị trí tương đối) của các cặp điểm quan sát trong hệ tọa độ Trái Đất. Định vị tương đối có thể thực hiện bằng các trị pha sóng tải và cũng có thể bằng khoảng cách giả. Trên thực tế, để có kết quả đo chính xác, người ta thường kết hợp cả 2 cách trên và đôi khi phải sử dụng cả trị đo Doppler để hỗ trợ giải nhanh số nguyên đa trị.

Định vị tương đối cho kết quả chính xác rất cao, do đó, kết quả thu được từ định vị tương đối được sử dụng trong các công tác trắc địa yêu cầu độ chính xác tỉ mỉ như: Xây dựng lưới khống chế quốc gia, các mạng lưới chuyên dụng (như nghiên cứu địa động, lưới trắc địa công trình…).

Định vị tương đối cũng được chia thành hai loại:

• Định vị tương đối tĩnh (Static Relative Positioning): Cả hai máy thu tín hiệu đều đặt cố định tại các điểm đo trong một thời gian đủ dài và cùng thu tín hiệu (thường phải mất từ 30 phút trở lên, nếu sử dụng 3 máy thu đồng thời thời gian thu tín hiệu sẽ được rút ngắn đi một nửa so với 2 máy). Phương pháp này thường được áp dụng để đo đạc các mạng lưới trắc địa cũng như các mạng lưới chuyên dụng phục vụ công tác đo xác định độ chuyển dịch, quan trắc.
• Định vị tương đối động (Kinematic Relative Positioning): Một máy thu được đặt cố định tại điểm đã biết tọa độ, cao độ, gọi là trạm cơ sở (trạm Base), máy thứ hai có thể di chuyển trong quá trình đo, gọi là trạm động (Rover). Thời gian thu tín hiệu khi sử dụng phương pháp đo này thường chỉ mất một vài giây đến một vài phút. Độ chính xác của kết quả thu được thấp hơn phương pháp định vị tương đối tĩnh.

Bên cạnh hai phương pháp định vị trên, còn có phương pháp định vị vi phân (DGPS) để nâng cao độ chính xác định vị tuyệt đối. Phương pháp này sử dụng máy thu tín hiệu vệ tinh tại trạm tham chiếu để xác định số cải chính vi phân và chuyển các số cải chính này đến các máy định vị tuyệt đối khác qua sóng vô tuyến.

Phân loại thiết bị định vị vệ tinh dựa theo phương pháp đo

Dựa theo phương pháp đo, thiết bị định vị vệ tinh được phân loại thành hai nhóm chính: Thiết bị định vị vệ tinh theo phương pháp tuyệt đối và thiết bị định vị vệ tinh theo phương pháp tương đối.

– Thiết bị định vị vệ tinh theo phương pháp đo tuyệt đối:

Phương pháp định vị tuyệt đối chỉ sử dụng một thiết bị làm máy thu duy nhất trong suốt quá trình đo đạc mà không có trạm hiệu chỉnh đi kèm, do đó những thiết bị được sử dụng trong phương pháp đo này là những thiết bị có khả năng thu tín hiệu vệ tinh và không sử dụng trạm hiệu chỉnh để hiệu chỉnh dữ liệu thu thập được. Có 3 loại thiết bị định vị tuyệt đối điển hình là:

• Thiết bị định vị GPS cầm tay.
• Thiết bị định vị GNSS-RTK không bắt trạm hiệu chỉnh.
• Thiết bị định vị DGPS không bắt trạm hiệu chỉnh.

Kết quả thu được từ các thiết bị định vị tuyệt đối có sai số từ vài mét đến vài chục mét. Do sai số từ các thiết bị này khá lớn, nên nó thường được sử dụng trong các công tác đo đạc không yêu cầu độ chính xác chi tiết, ví dụ như:

• Nông nghiệp: Đo diện tích đất.
• Lâm nghiệp: Đo diện tích rừng.
• Mapping: Tìm mốc tham chiếu.
• Quân đội: Phục vụ quân sự biên giới.
• Khảo sát thủy văn xa bờ: Kết hợp với máy đo sâu nhằm giảm thiểu công tác quan trắc độ cao mực nước tại các trạm nghiệm triều.
• V..v..

Một số máy định vị GPS cầm tay Garmin thường được sử dụng trong đo diện tích đất, rừng.

– Thiết bị định vị vệ tinh theo phương pháp đo tương đối:

Phương pháp định vị tương đối sử dụng từ 2 thiết bị trở lên trong quá trình đo đạc, do đó những thiết bị được sử dụng trong phương pháp này là những thiết bị có khả năng bắt sóng hiệu chỉnh từ trạm hiệu chỉnh (định vị tương đối động) hoặc có khả năng kết nối với thiết bị định vị vệ tinh khác (định vị tương đối tĩnh) để gia tăng độ chính xác cho dữ liệu thu thập được.

Thiết bị định vị vệ tinh theo phương pháp tương đối điển hình là các thiết bị định vị GNSS-RTK đến từ các thương hiệu Trimble, Hi-Target…

Một số thiết bị định vị vệ tinh GNSS đến từ Trimble.

Kết quả thu được từ các thiết bị định vị tương đối có sai số tương đối thấp: Sai số ở mức Centimet (cm) đối với phương pháp đo tương đối động và sai số ở mức Milimet (mm) đối với phương pháp đo tương đối tĩnh. Với kết quả có độ chính xác cao, các thiết bị định vị tương đối thường được sử dụng trong các công tác đo đạc yêu cầu độ chính xác chi tiết, ví dụ như:

• Đo khảo sát thủy đạc gần bờ (cảng biển, nạo vét luồng…).
• Khảo sát địa hình như: Thành lập đường đồng mức….
• Khảo sát địa chính như: Nhà đất, ranh thửa, đất đai…
• Thi công (bố trí tọa độ thiết kế): Máy công trình, điện gió, bờ kè, xe tự lái…
• Dẫn mốc lưới tọa độ khống chế trong thi công xây dựng, quan trắc công trình…

Những thiết bị định vị vệ tinh có khả năng đo tương đối (định vị theo phương pháp tương đối) vẫn có thể được sử dụng để đo tuyệt đối (định vị theo phương pháp tuyệt đối). Tuy nhiên, những thiết bị định vị tuyệt đối có thể sẽ không đo được theo phương pháp tương đối.

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người dùng lựa chọn thiết bị định vị vệ tinh phù hợp. Những thiết bị định vị có nhiều chức năng đo, độ chính xác cao thường sẽ đi đôi với giá thành cao hơn. Để được tư vấn thiết bị định vị vệ tinh phù hợp với nhu cầu công việc, hãy liên hệ HOTLINE 0903 825 125, Đất Hợp luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

“Công ty TNHH Đất Hợp – Địa chỉ phân phối thiết bị định vị vệ tinh và các dòng máy đo đạc uy tín hơn 18 năm.”

>> Xem thêm: Mối tương quan giữa số kênh thu của máy định vị vệ tinh GNSS và số lượng vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo