Công nghệ GNSS & RTK đạt được vị trí chính xác cao như thế nào?

GNSS kết hợp với RTK là một giải pháp có thể thực hiện định vị chính xác theo thời gian thực và độ chính xác định vị đạt đến mức centimet. Nó được sử dụng rộng rãi trong các tình huống ứng dụng yêu cầu định vị chính xác cao. GPS là một loại GNSS, người ta thường dùng công nghệ RTK GPS để chỉ công nghệ RTK GNSS.

GNSS là gì?

GNSS, viết tắt của Global Navigation Satellite System, là một hệ thống định vị vô tuyến dựa trên không gian bao gồm một hoặc nhiều chòm sao vệ tinh. Nó đề cập rộng rãi đến tất cả các hệ thống định vị vệ tinh bao gồm toàn cầu, khu vực và tăng cường.

GNSS cung cấp tín hiệu thông tin Định vị, Điều hướng và Định thời (PNT) từ không gian cho người dùng toàn cầu hoặc khu vực. Các vệ tinh trong không gian truyền thông tin đến máy thu GNSS trên Trái đất. Thông tin này sau đó được sử dụng để xác định vị trí.

Sự khác biệt giữa GNSS và GPS là gì?

GPS là một loại GNSS. Có 4 loại GNSS hoạt động đầy đủ trên thế giới: GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou.

 

Hệ thống	GPS	BeiDou / BDS	Galileo	KÍNH
Người sở hữu	Hoa Kỳ	Trung Quốc	Liên minh Châu Âu	Nga
Mã hóa	CDMA	CDMA	CDMA	FDMA & CDMA
Độ chính xác	0,3–5 m	3,6 m	1 m	2–4 m

Ngoài ra, còn có các hệ thống định vị khu vực như NavIC (IRNSS) ở Ấn Độ và QZSS ở Nhật Bản.

Hệ thống GNSS hoạt động như thế nào?

GNSS bao gồm ba phân đoạn chính – phân đoạn không gian (vệ tinh), phân đoạn điều khiển và phân đoạn người dùng (bộ thu GNSS hoặc GPS).

Phân đoạn không gian

Phân đoạn không gian bao gồm các vệ tinh. Mỗi vệ tinh trong chòm sao GNSS phát đi một tín hiệu cung cấp thông tin về thời gian, quỹ đạo và trạng thái của nó. Các chức năng cụ thể là:

1. Tiếp nhận và lưu trữ thông tin dẫn đường do trạm quan trắc mặt đất gửi về; tiếp nhận và thực hiện các chỉ thị điều khiển của trạm quan trắc;

2. Cung cấp các tiêu chuẩn thời gian chính xác thông qua đồng hồ cesium và đồng hồ rubidi có độ chính xác cao trong không gian;

3. Gửi thông tin vị trí cho người dùng trong thời gian thực;

4. Dưới sự chỉ huy của trạm quan trắc mặt đất, điều chỉnh thái độ của vệ tinh và kích hoạt vệ tinh dự phòng thông qua máy đẩy;

5. Có bộ vi xử lý trên vệ tinh để thực hiện một số công việc xử lý thông tin cần thiết.

Phân đoạn kiểm soát

Phân đoạn điều khiển là một mạng mặt đất bao gồm một trạm điều khiển chính, trạm tải lên thông tin, trạm giám sát. Các chức năng cụ thể là:

1. Theo dõi, quan sát, thu thập thông tin, tính toán các thông số quỹ đạo, thông số đồng hồ của từng vệ tinh và các thông số hiệu chỉnh, thông số đồng hồ của khí quyển.

2. Điều chỉnh vệ tinh lệch quỹ đạo và kích hoạt vệ tinh dự phòng khi cần thiết.

3. Điều phối và quản lý công việc của tất cả các hệ thống giám sát mặt đất; cung cấp thời gian tham khảo.

Phân khúc người dùng

Phân đoạn người dùng đề cập đến bộ thu GNSS. Máy thu GNSS có hai phần: ăng-ten và bộ xử lý. Ăng-ten được sử dụng để nhận tín hiệu vệ tinh và bộ xử lý được sử dụng để giải mã thông tin vệ tinh thành các phép đo thường được sử dụng như vĩ độ và kinh độ.

GNSS được sử dụng để làm gì?

Hiện nay, GNSS được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đòi hỏi thông tin chính xác, liên tục có sẵn về vị trí và thời gian. Các lĩnh vực này bao gồm nông nghiệp, giao thông vận tải, điều khiển máy móc, điều hướng tàu, điều hướng phương tiện, thông tin liên lạc di động và thể thao.

Công nghệ GNSS cho phép các doanh nghiệp trên toàn thị trường của chúng tôi tối ưu hóa hiệu quả của vật liệu và chi phí vận hành, đồng thời cung cấp một loạt các lợi ích bổ sung từ các mối quan tâm về môi trường đến an toàn của lực lượng lao động.

RTK là gì?

RTK (Định vị động học thời gian thực) là một công nghệ được sử dụng để cải thiện độ chính xác của định vị GNSS. Máy thu GNSS đo thời gian để một tín hiệu truyền từ vệ tinh đến máy thu. Tín hiệu được truyền đi xuyên qua tầng điện ly và khí quyển, chậm lại và biến thiên trên đường đi. Do đó, máy thu GNSS chỉ có thể tính toán và xác định vị trí với độ chính xác thấp từ 2-4 mét.

RTK giải quyết vấn đề này. Nó có thể cung cấp cho người dùng độ chính xác từng centimet lên đến 2cm cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao hơn.

Loại RTK

Tín hiệu hiệu chỉnh RTK được chia thành hai loại, tín hiệu RTK vô tuyến từ các trạm gốc cố định và tín hiệu RTK mạng từ internet.

Trạm gốc cố định

Trạm gốc được đặt tại một điểm có tọa độ đã biết trước (mốc hoặc điểm đo trước). Nó gửi tín hiệu hiệu chỉnh đến bộ thu GNSS. Hơn nữa, nó sử dụng các phương pháp thống kê phức tạp để điều chỉnh pha của các tín hiệu này và cải thiện độ chính xác của vị trí lên ≤2 cm.

NTRIP

Cách tiếp cận này yêu cầu kết nối Internet ổn định và đăng ký với nhà cung cấp dịch vụ NTRIP địa phương có cơ sở hạ tầng trạm gốc cố định cho mạng quốc gia hoặc khu vực. Nhà cung cấp dịch vụ NTRIP có thể tính toán thông tin hiệu chỉnh dựa trên thông tin từ trạm gốc gần đó và gửi lại cho bộ thu GNSS.

Một trong những ưu điểm chính của NTRIP là nó sử dụng mạng lưới các trạm gốc RTK đã được triển khai rất tốt và do đó không có giới hạn về phạm vi. Điều này lý tưởng để thử nghiệm trên đường mở, nơi có một trạm gốc cố định duy nhất cách xa hơn 10 km. Nhưng nếu tín hiệu mạng kém hoặc không có sẵn nhà cung cấp dịch vụ NTRIP, thì các trạm gốc cố định là điều cần thiết.

RTK được sử dụng để làm gì?

Bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu độ chính xác đến từng centimet đều có thể được hưởng lợi từ công nghệ RTK, bao gồm lập bản đồ, nông nghiệp chính xác , robot và tự động hóa, khai thác mỏ, ô tô, hàng hải, đường sắt và các ngành hàng không vũ trụ (UAS).