Simon Banville và Frank Van Diggelen, ANTHI Việt Nam tổng hợp dịch và biên soạn  

Để biến máy điện thoại di động thành công cụ định vị có độ chính xác, chúng ta buộc phải sử dụng được các phép đo sóng mang mà theo đó độ chính xác các phép đo này mang lại lớn hơn ít nhất 100 lần so với các phép đo chuỗi giả. Khi các máy thu GNSS chỉ có khả năng dò tìm và thu nhận được những thay đổi trong tần số sóng mang, thì các phép đo này bao hàm cả các giá trị chuyển dịch không xác định so với các phép đo khoảng cách thực, tham chiếu với các giá trị không rõ ràng ở pha sóng mang. Giá trị chuyển dịch này duy trì dưới dạng hằng số khi nào máy thu còn tiếp tục dò tìm được vệ tinh. Khi gặp các đối tượng gây cản trở tầm quan sát từ ăng ten máy thu GNSS tới vệ tinh như nhà cao tầng, tán cây, đường hầm … khả năng bị ngắt quãng tín hiệu sẽ xuất hiện. Trong trường hợp này, giá trị chuyển dịch ban đầu sẽ bị thay đổi và như vậy các giá trị không rõ ràng ở pha sóng mang cũng cần phải được xác lập lại trong bộ lọc vị trí. Trong những điều kiện mà ở đó khả năng dò tìm vệ tinh và thu nhận tín hiệu bị cản trở bởi các đối tượng xung quanh như trong khu vực đô thị hay dưới tán cây, các phép đo sóng mang thường phải vượt qua rất nhiều đoạn ngắt quãng tín hiệu và cũng chính từ đây gây ra những bất lợi nhất định đối với lời giải vị trí. Tuy vậy nếu duy trì liên tục khả năng dò tìm thu tín hiệu từ các vệ tinh, chắc chắn chúng ta sẽ thu được những lời giải có độ chính xác cao.

Hình 6 thể hiện số lượng trị không rõ ràng được xác lập lại trong tập hợp số liệu đã thu nhận được trong điều kiện không tốt, trong đó có một số epoch với ba hoặc bốn vệ tinh bị ngắt quãng liên tục. Trong trường hợp này, dường như lời giải vị trí sẽ không được ổn định như khi nhận được tín hiệu liên tục từ tất cả các vệ tinh.

Để có thể khám phá một cách đầy đủ tiềm năng của các phép đo sóng mang, các chuyên gia đã rất cẩn thận trong việc xây dựng mô hình của tất cả các nguồn gây lỗi có thể xác định được. Bổ sung thêm vào những nguồn gây lỗi đã nêu trong phần trước, đó là nguồn lỗi ảnh hưởng tới sóng mang có tên gọi “Carier-phase Wind-up Effect”, nguyên nhân gây ra lỗi này chính là việc xoay các ăng ten vệ tinh khi chúng bay vòng quanh trái đất và buộc phải được điều chỉnh lại hướng. Các phương thức xử lý số liệu GNSS độ chính xác cao cũng thường bao hàm cả mô hình biến tâm pha ăng ten của người sử dụng trong quá trình tính toán, tuy vậy thông tin quan trọng này cũng chưa được nghiên cứu và công bố đối với ăng ten GNSS của máy điện thoại di động thông minh.

Như thể hiện trong Hình 7, bao gồm các phép đo sóng mang trong chế độ lọc vị trí đã cải thiện được một cách đáng kể độ chính xác trong ước định vị trí. Cần lưu ý rằng tỷ lệ trên trục y đã được giảm từ ±15 mét trong Hình 5 về ±1 mét trong Hình 7. Ở điểm này chúng ta có thể tin rằng lời giải vị trí đã chính xác hơn, nhưng không có nghĩa là chính xác thật. Với các phép đo chuỗi giả bị nhiễu và chỉ có ba phút thu ghi số liệu phục vụ cho xử lý phân tích, nên chỉ có thể hy vọng độ chính xác đạt được nằm trong khoảng một vài mét đã là tốt. Nhưng cũng phải thừa nhận một điều rằng, các chuyển dịch phép đo từ số liệu GPS đã tiệm cận với giá trị độ chính xác mà các nhà nghiên cứu đặt ra ngay từ lúc bắt đầu.

Tuy nhiên vẫn còn một điểm nữa chưa được rõ ràng tới thời điểm hiện tại, đó là một số vị trí quan trắc có sự dao động mạnh trong Hình 7 có nguyên nhân đến từ việc các phép đo sóng mang chất lượng thấp hay do những ảnh hưởng cản trở của tầng điện ly khi tín hiệu di chuyển qua. Để trả lời cho câu hỏi này, các nhà nghiên cứu đã trích mô hình trễ tầng điện ly chính xác từ trạm tham chiếu hoạt động liên tục ở gần vị trí thu số liệu do UNAVCO quản lý và vận hành (tên gọi cũ là trạm tham chiếu University Navstar Consortium). Trạm tham chiếu này có mã hiệu SLAC, nằm cách Googleplex khoảng 10km về hướng tây. Sau khi sử dụng số liệu từ trạm tham chiếu SLAC việc ước định vị trí trên số liệu thu của máy điện thoại đã ổn định hơn và thể hiện rõ trong Hình 8, điều này cũng xác nhận rằng các sai số liên quan tới tầng điện ly ảnh hưởng khá lớn tới lời giải vị trí thể hiện trong Hình 7.

 (Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn