Introducing 

Prezi AI.

Your new presentation assistant.

Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.

Loading…
Transcript

ỨNG DỤNG GPS GIAO THÔNG

#GIS #NHOM3

THÀNH VIÊN

Trần Công Danh

Đinh Quang Dũng

Nguyễn Hoàng Thiên Khải

Trần Khoa Lộc

Phạm Vĩnh Lộc

Nguyễn Thành Trung

Ngô Quang Trường

Phạm Thế Vui

GIỚI THIỆU

CẤU TẠO

TỔNG QUAN

1

KHÁI NIỆM

1/ GPS ?

  • GPS (Viết tắt bởi Global Positioning System) - Hệ thống định vị toàn cầu là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của 24 vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian
  • Là một mạng lưới bao gồm 27 vệ tinh quay xung quanh trái đất. Trong số 27 vệ tinh này, 24 vệ tinh đang hoạt động, 3 vệ tinh còn lại đóng vai trò dự phòng trong trường hợp 1 trong số 24 vệ tinh chính bị hư hỏng.
  • GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơi trên Trái Đất, và hoạt động 24/7.
  • Hệ thống GPS cung cấp nhiều dịch vụ thông tin trong các lĩnh vực khác bao gồm: Khoa học, quân sự, hàng không, dự báo thời tiết,…

CẤU TẠO CỦA GPS

PHẦN SỬ DỤNG

PHẦN ĐIỀU KHIỂN

PHẦN KHÔNG GIAN

Là thiết bị thu nhận và sử dụng tín hiệu GPS có mục đích

Là các trung tâm mặt đất đặt cố định và rải rác khắp thế giới

Bao gồm 1 tổ hợp vài chục vệ tinh bay quanh trái đất ở những quỹ đạo nhất định ở chiều cao 20.000km

Thiết bị này bao gồm phần cứng để thu nhận sóng, phần mềm để giải mã sóng, tính toán, và phần giao diện.

Theo dõi và điều khiển hoạt động của các vệ tinh trên.

Bất cứ điểm nào trên trái đất cũng đều có thể “ nhìn thấy” tối thiểu 4 vệ tinh

NGUYÊN LÝ

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA GPS

  • 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.
  • Máy thu phải nhận được tín hiệu của ít nhất ba vệ tinh để tính ra vị trí hai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động, sau đó 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 nhau.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA GPS

Vị trí của 1 điểm trên mặt đất sẽ tham chiếu so với vị trí của các vệ tinh và trung tâm tín hiệu trung gian trên mặt đất: Khoảng cách này sẽ được đo bằng phương pháp theo công thức như sau:

Quãng đường = vận tốc x thời gian

Vận tốc truyền tín hiệu, thời gian đo bằng đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cực cao

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, GPS vẫn có thể tính toán sai vị trí, nhưng sai số này khá ít , bởi các vệ tinh, trái đất, và cả chúng ta đều di chuyển liên tục đồng thời trong thời gian thực

  • Cơ chế hoạt động của GPS rất đơn giản, chúng ta có thể hình dung như sau. Trên bản đồ có 3 điểm cố định A, B, C.
  • Dữ liệu GPS cho chúng ta biết khoảng cách lần lượt từ điểm A, B, C đến nơi chúng ta đứng là 1km, 3km, 2km.

  • Sau đó vẽ 3 vòng tròn có tâm là A, B, C với bán kính lần lượt là 1km, 3km và 2km.
  • Vị trí giao nhau của ba vòng tròn chính là vị trí của chúng ta.

KHẢ NĂNG CỦA GPS

  • GPS ra đời đã có ảnh hưởng to lớn đối với thế giới.
  • Nó có vai trò trong nhiều lĩnh vực như giao thông vân tải, hàng không, thám hiểm, quân sự, môi trường,… Cụ thể nó được sử dụng trong các ứng dụng tìm đường, chống trộm,…

KHẢ NĂNG

ỨNG DỤNG CỦA GPS TRONG GTVT

2

CÁ NHÂN

ĐƯỜNG BỘ

ĐƯỜNG THỦY

HÀNG KHÔNG

ỨNG DỤNG

  • Tạo ra hệ thống dẫn đường bay. ICAO – Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế đã quy định sử dụng hệ thống GPS trong dẫn đường cất và hạ cánh.
  • Hệ thống định vị vệ tinh đã trở thành một công cụ dẫn đường hàng hải lý tưởng trên biển. Định vị vị trí cho tàu thuyền, công trình biển…
  • Ứng dụng quan trọng cho công tác cứu hộ cứu nạn và an ninh trên biển…

  • Sử dụng định vị vệ tinh cho các phương tiện giao thông như ô tô, xe gắn máy cho biết vị trí chính xác của các phương tiện này
  • Cho biết lộ trình, kiểm soát được tốc độ, cảnh báo khi bạn vượt quá tốc độ hoặc đi vào vùng giới hạn....
  • Thiết bị cũng có thể xác định được vận tốc (sai số khoảng 5km/giờ) và thời gian xe dừng hay đang chạy, biết được lộ trình hiện tại xe đang đi theo thời gian thực;
  • Ứng dụng này vô cùng hữu ích trong việc giám sát quản lý vận tải, theo dõi vị trí, tốc độ, hướng di chuyển, theo dõi định vị cho các ứng dụng giao hàng GPS...

  • Các phần mềm ứng dụng sử dụng hệ thống định vị vệ tinh được tích hợp trên điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop đã không còn xa lạ với mọi người. Những ứng dụng này cung cấp cho người dùng các thông tin hữu ích về định vị vị trí, chỉ dẫn đường đi…
  • Những phần mềm ứng dụng tiêu biểu như là Google Maps, Locale, Places Directory….

MÔ HÌNH

MÔ HÌNH VÀ CHỨC NĂNG HỆ THỐNG TRACKING CỦA OTO

  • GPS module trong hộp đen nhận tín hiệu GPS phát ra từ các vệ tinh và tính toán các tham số liên quan đến vị trí, tốc độ, hướng di chuyển….
  • GSM module (Có gắn SIM điên thoại) chuyển tải các thông số của xe và các thông số toạ độ về hệ thống servers thông qua hạ tầng viễn thông: GPRS,3G,4G, SMS. Hoặc sóng vô tuyến VHF/UHF thông qua mạng dữ liệu vô tuyến dùng riêng của hệ thống giao thông (G.Link Radio)
  • Hệ thống server có cài đặt hệ thống phần mềm GPS Tracking Service dùng để cập nhật, xử lý và lưu trữ dữ liệu liên quan đến các thông số của xe và các thông số tọa độ…, cung cấp các dịch vụ cho người dùng.
  • Máy tính ở văn phòng hay ở nhà có cài đặt phần mềm GPS Tracking (Phần mềm được tích hợp với bản đồ chi tiết dạng vectơ đầy đủ tỉnh thành Việt Nam) để kết nối tới hệ thống server thông qua internet, người quản lý có thể theo dõi và giám sát lộ trình của xe.
  • Bản đồ số chi tiết của hệ thống dữ liệu GIS hoặc bản đồ số Google Map cung cấp cho hệ thống server hoặc máy tính văn phòng và người sử dụng.
  • Người dùng có thể dùng điện thoại di động có kết nối 3G hoặc hoặc kết nối qua G.Link Radio để xem thông tin, vị trí của xe đồng thời có thể ra lệnh điều khiển thiết bị bằng SMS.

- Giám sát tất cả các xe trên một màn hình bản đồ lớn với bản đồ điện

tử chi tiết của tất cả 64 tỉnh/thành Việt Nam.

- Tự động cảnh báo về trung tâm khi: thiết bị cắt dây nguồn điện, lái

xe vượt quá tốc độ cho phép, vượt ra khỏi vùng giới hạn, báo động tình trạng khẩn cấp khi gặp sự cố…

- Lưu giữ lộ trình từng xe trong thời gian 40 ngày gần nhất. Tìm kiếm

và mô phỏng lại lộ trình đã đi của từng xe

- Cho phép điều khiển từ xa bằng SMS: cấm không cho khởi động

máy từ xa.

- Nhắn tin SMS hay nháy máy để biết vị trí ô tô

- Hỗ trợ xem trên điện thoại di động.

....

PHƯƠNG THỨC

CÁC PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GPS

GPS TRACKING

OFFLINE

ONLINE

Máy thu GPS và sóng radio VHF/UHF :

  • Hệ thống kết hợp giữa công nghệ định vị vệ tinh GPS với kỹ thuật truyền dẫn số liệu Vô tuyến Đa truy nhập Băng hẹp ở băng tần VHF hoặc UHF
  • GIS hoặc Google Map sẽ giúp cho việc định vị và giàm sát các phương tiện giao thông một cách liên tục trong thời gian thực

Máy thu GPS và vệ tinh:

  • thuật truyền dẫn số liệu qua vệ tinh phương tiện giao thông , giúp cho việc định vị và giám sát chuyển động của phương tiện giao thông .
  • Do hệ thống đòi hỏi phải có vệ tinh đẻ truyền dẫn dữ liệu kết hợp với đài điều khiển mặt đất nên hiện tại chỉ thích hợp cho định vị và giám sát trong hệ thống giao thông hằng hải.

Hoạt động off-line:

  • Hệ thống chỉ gồm máy thu GPS và thiết bị ghi có chức năng như một hộp đen, tự động thu thập các thông tin về vị trí, tốc độ phương tiện giao thông trong suốt hành trình.
  • Sau khi kết thúc hành trình, người quản lý có thể lấy số liệu ra để quản lý và kiểm tra xem xe có chạy, đỗ đúng hành trình với tốc độ quy định hay không

Máy thu GPS và sóng di động GSM

  • Đây là một giải pháp mới trên thế giới (chỉ được thực hiện trong vòng 1, 2 năm trở lại đây)
  • cho phép tận dụng hạ tầng mạng viễn thông sẵn có mà không phải xây dựng hệ thống thông tin riêng có chi phí rất cao
  • Hoạt động của hệ thống là sự kết hợp giữa công nghệ định vị vệ tinh GPS với thông tin di động GSM qua cơ chế SMS hoặc GPRS,3G,4G

GPS và máy thu VHF/UHF

GPS và Thiết Bị Ghi

GPS và sóng GMS

GPS và vệ tinh

MÁY THU ĐỊNH VỊ

MÁY THU ĐỊNH VỊ VỆ TINH GPS

Các máy thu GPS có thể chia làm 2 loại:

- Máy thu 1 tần số và máy thu 2 tần số

- Máy thu 1 tần số chỉ nhận được các mã phát đi với sóng mang L1. Các máy thu 2 tần số nhận được cả hai loại song mang L1 và L2

Phân loại theo chức năng sử dụng gồm :

  • Dùng cho định vị, dẫn đường (độ chính xác thấp):

- Đơn kênh, mã C/A, độ chính xác <100m

  • Dùng cho vẽ bản đồ, dẫn đường độ chính xác cao:

- Đơn tần, đa kênh (từ 4-12 kênh), mã C/A, độ chính xác là <100m (không có hỗ trợ) hoặc 3-5m (DGPS)

- Đơn tần, đa kênh (4-12 kênh), mã C/A, độ chính xác <100m (không

có hỗ trợ) hoặc <1m (DGPS)

  • Dùng cho công tác cứu hộ, lập bản đồ với độ chính xác cao:

- Đơn tần, đa kênh (6-12 kênh), kiểu pha sóng mang, độ chínhxác<30cm (DGPS)

- 2 tần số, đa kênh (8-12 kênh), sóng mang L1/L2, độ chính xác tới cỡ milimet (DGPS).

CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG

Antenna và bộ tiền khuếch đại:

  • Anten dùng cho máy thu GPS có đặc tính tia vì vậy không phải hướng về phía nguồn tín hiệu như anten parabol thu TV vệ tinh.
  • Anten gọn nhẹ và có nhiều loại thiết kế khác nhau.
  • Có khuynh hướng tích hợp anten với các cơ cấu điện tử của máy thu.

  • Giao diện điều khiển: Bộ điều khiển cho phép người vận hành giao tiếp với bộ vi xử lý. Kích thước và kiểu loại khác nhau giữa các máy thu khác nhau.Thường có màn hình LCD để hiển thị các chức năng sử dụng.
  • Bộ nhớ dữ liệu: Trường hợp máy thu GPS dùng cho mục đích chuyên môn như đo đạc dữ liệu thì dữ liệu đo được phải lưu vào bộ nhớ theo cách nào đó để xử lý dữ liệu sau. Trong trường hợp ứng dụng để định vị và dẫn đường thì chỉ cần ghi lại tọa độ và vận tốc đo được từ GPS.
  • Bộ cấp nguồn: Ngày nay các máy thu GPS di động cần nguồn điện áp

thấp. Xu hướng áp dụng sử dụng là sử dụng pin Lithium gắn trong, hoặc ác quy xe ô tô hoặc nguồn điện mới.

Bộ tần số vô tuyến và bộ vi xử lý:

  • Bộ tần số vô tuyến gồm các cơ cấu điện tử xử lý tín hiệu. Các loại máy thu khác nhau về kỹ thuật xử lý tín hiệu.
  • Có một bộ xử lý mạnh không những thục hiện việc tính toán như giải mã mã C/A hoặc cả 2 mã C/A và P; xác định độ cao / phương vị của vệ tinh v.v... mà trong một số trường hợp thực hiện xử lý tín hiệu số

Gồm các khối:

+ Data bit demodulation and Code control - Giải điều chế bit dữ liệu và

mã điều khiển

+ C/A code Generator- Bộ tạo dao động mã C/A

+ Navigation Messaage - Các thông tin đạo hàng

+ C/A Code Measurement - Đại lương đo mã C/A

+ Time Measurement - Thông tin thời gian

+ Data Bit Alignment - Hiệu chỉnh bit dữ liệu

+ Data Parity – Dữ liệu chẵn lẻ

+ Data Decoding – Giải mã dữ liệu

+ Satellite Positions Corrections - Cải chính tọa độ vệ tinh

+ Pseudo-Ranges - Giả định vị

+ Receiver Position,Velocky, and Time Comoutations: Bộ phận định vị

+ Preamplifier and Down Converter: Tiền khuếch đại và đổi tần

KẾT LUẬN

  • Việc ứng dụng công nghệ giám sát phương tiện giao thông và Internet là một trong những giải pháp hữu hiệu trong công tác đảm bảo trật tự an toàn giao thông, hạn chế ùn tắc,...Tăng tiện ích trong nhiều lĩnh vực khác
  • Thiết bị giám sát hành trình sắp đặt trên xe máy (Smart Motor) giúp chống trộm và cung cấp nhiều tiện ích cho người đi xe máy, dễ phổ biến rộng rãi, chi phí đầu tư thiết bị thấp hơn rất nhiều so với các thiết bị chuyên dụng dành cho ô tô.

3

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE

4

Learn more about creating dynamic, engaging presentations with Prezi