Home / ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP / Ứng dụng công nghệ GPS vào giám sát phương tiện giao thông

Ứng dụng công nghệ GPS vào giám sát phương tiện giao thông

Mã tài liệu: D190204004
Tên đầy đủ: Ứng dụng công nghệ GPS vào giám sát phương tiện giao thông
Mô tả: Gồm file báo cáo word, file source code pic, file nguyên lý, file mạch in, file thuyết trình ppt
Gía: 100.000 VNĐ
Tải xuống

MỤC LỤC

Chương 1: Giới thiệu về công nghệ GPS…………………………1

 1.1: Giới thiệu về công nghệ GPS…………………………1

1.2: Những thành phần trong hệ thống GPS ………………1

1.2.1: Vệ tinh ………………………………………1

1.2.2: Phần điều khiển ……………………………..2

1.2.3: Phần người dung…………………………….3

1.3: Cách thức hoạt động………………………………….3

1.3.1: Cách thức giao tiếp………………………….4

1.3.2: Tần số sử dụng ………………………………4

1.3.3: Đồng bộ thời gian cho vệ tinh ………………4

1.4:  Ưu điểm và nhược điểm ……………………………..5

Chương 2: Thiết kế, thi công hệ thống……………………………7

Phần cứng………………………………………………….7

Phần mềm…………………………………………………13

Thu hoạch và hướng phát triển đề tài…………………….20

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS

1. Giới thiệu về công nghệ GPS

GPS trước tiên là một hệ thống hàng hải phục vụ cho mục đích quân sự. Nó được thiết kế, hỗ trợ tài chính, khai thác và điều khiển bởi Bộ quốc phòng Mỹ. Tuy nhiên GPS được cung cấp miễn phí cho người sử dụng dân sự ở một mức độ giới hạn.GPS được thiết kế để thay thế cho hệ thống vệ tinh Doppler TRANSIT đã phục vụ tốt cho cộng đồng trắc địa và hàng hải trên 20 năm. Việc xây dựng thành công GPS là nhờ vào những thành tựu khoa học và kỹ thuật sau.

2. Những thành phần trong hệ thống GPS

  • Vệ tinh

Gồm 27 vệ tinh (kể cả 3 cái sơ cua) chuyển động trên các quĩ đạo chung quanh trái đất. Quân đội Mỹ phát triển hệ thống này với mục đích quân sự nhưng nay nó đã được mở rộng cho các mục đích dân sự.
Mỗi vệ tinh nặng khoảng 2 tấn, sử dụng năng lượng mặt trời, chuyển động cách mặt đất khoảng 19300km. Mỗi vệ tinh quay quanh trái đất 2 vòng một ngày đêm. Quỹ đạo của các vệ tinh được tính toán sao cho ở bất kỳ nơi nào trên trái đất, vào bất kỳ thời điểm nào, cũng có thể “nhìn thấy” tối thiểu 4 vệ tinh

1.1: Hình ảnh minh hoạ các vệ tinh GPS.

  • Phần điều khiển.

Phần điều khiểu bao gồm:

  1. Một trạm điều khiển chính.
  2. Một trạm điều khiển dự phòng.
  3. Bốn anten mặt đất.
  4. 6 trạm giám sát.

Trạm điều khiển có thể kết nối đến mạng lưới Điều Khiển Vệ Tinh Không Lực Mỹ thông qua các anten và các trạm giám sát NGA (National Geospatial-Intelligence Agency).

Hình 1.2: Trạm giám sát mặt đất được sự dung từ 1984 đến 2007, triễn lãm tại Air Force Space & Missile Museum.

Đường bay của các vệ tinh được giám sát bởi cơ quan Không Lực Hoa Kỳ thông qua các trạm đặt tại Hawaii, Kwajalein Atoll, Ascension Island, Diego Garcia, Colorado Springs, Colorado, và Cape Canaveral.

  • Phần người dùng

Là những thiết bị thu, định vị GPS sử dụng các vệ tinh GPS do quân đội hoặc các tập đoàn, công ty tư nhân sản xuất

3. Cách thức hoạt động.

Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Các máy thu GPS nhận thông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng. Về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời gian nhận được chúng. Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao xa. Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trí của người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy.

1.3: Hình minh hoạ cách tương tác giữa vệ tinh và thiết bị.

Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động. Với bốn hay nhiều hơn số quả vệ tinh trong tầm nhìn thì máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa.

  • Cách thức giao tiếp.

Tín hiệu điều khiển được truyền bởi vệ tinh mã hoá nhiều thông tin, bao gồm: vị trí hiện tại của vệ tinh, trạng thái đồng hồ bên trong vệ tinh, độ mạnh/yếu của mạng. Những tín hiệu đó được truyền riêng biệt bởi hai tần số phổ biến với tất cả vệ tinh trong mạng. Hai dạng giải mã khác nhau được dung: loại dân dụng và mã hoá được sử dụng bởi quân đội.

  • Tần số sử dụng.

Tất cả vệ tinh đều xử dụng chung hai tần số là, 1,57542 GHz (L1) và 1,2276 GHz(L2). Mã hoá C/A được dung cho mục đích dân sự, truyền dữ liệu với 1,024 triệu chip trong một giây, trong khi mã hoá P được dùnng cho mục đích quân sự truyền dữ liệu với 10,23 triệu chip trong một giây. Tần số L1 được mã bởi cả hai kiểu C/A và P trong khi L2 chỉ được mã hoá bởi P. Cả hai kiểu mã hoá đều truyền theo thời gian thực đến người dung.

  • Đồng bộ thời gian cho vệ tinh.

Đồng hồ thông thường được điều chỉnh theo UTC, đồng hồ nguyên tử trong vệ tinh được điều chỉnh theo Đồng Hồ GPS. Đồng Hồ GPS không đồng bộ với sự tự quay của trái đất cho nên không bao gồm sự nhảy thời gian hay những chỉnh sửa khác được thêm vào UTC. Đồng Hồ GPS được đặt trùng với Đồng Hồ UTC vào năm 1980. Lệch với đồng hồ nguyên tử thế giới 19 giây (TAI – GPS = 19) và được điều chỉnh để đồng bộ với thời gian ở mặt đất.

Độ chính xác khoảng 14ns tuy nhiên hầu hết thiết bị nhận chỉ đạt độ chính xác 100ns do sai lệc khi xử lý tín hiệu.

Không sử dụng dương lịch, Đồng Hồ GPS sử dụng lịch tuần với trường 10 bit trong bản tin điều khiển  và có chu kỳ 1024 tuần, quay trở về 0 sau khoảng 19,6 năm.

4. Ưu điểm và nhược điểm

Hình 1.4: Minh hoạ cho tính tực tiễn của hệ thống GPS, A-GPS

Là một hệ thống định vị tiên tiến, GPS mang đến cho chúng ta những lợi ích cực kỳ to lớn từ dân sự đến quân sự, xác định vị trí phương tiện, con người, giám sát thiết bị. Đến cả dẫn đường cho thiết bị phòng không, tên lửa.

Hình 1.5: Minh hoạ cho tính thực tiễn trong định vị bản đồ.

            Việc gì cũng có lợi và hại. Hệ thống GPS cũng có những hạn chế như: dễ bị can nhiễu từ những thiết bị khác, phụ thuộc vào thời tiết, độ chính xác chưa cao, xuất hiện những điểm mù, khó hoặc không thể sử dụng trong những khu vực có cấu trúc dày đặc như tầng hầm…

Xem thêm

[ĐATN] MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ THÔNG MINH

Mã tài liệu: TNS2021041611 Tên đầy đủ: MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT NHÀ …

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *