Định vị GNSS trên biển sai lệch là vấn đề kỹ thuật đáng lưu ý, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của các hoạt động hàng hải, khảo sát đáy biển và vận hành thiết bị ngoài khơi. Trong môi trường biển đặc thù, tín hiệu vệ tinh dễ bị suy giảm do sai số quỹ đạo, đồng hồ vệ tinh, nhiễu tín hiệu và điều kiện khí quyển phức tạp. Để đảm bảo độ chính xác cao, việc sử dụng máy GNSS RTK kết hợp với các giải pháp hiệu chỉnh và chống nhiễu là điều cần thiết. Bài viết này sẽ phân tích nguyên nhân sai lệch định vị và đề xuất các phương pháp tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả định vị GNSS trong môi trường biển.
Nguyên nhân làm định vị định vị GNSS trên biển sai lệch
Định vị GNSS (Global Navigation Satellite System) trên biển là công nghệ quan trọng trong hàng hải và khảo sát, nhưng độ chính xác có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Dưới đây là các nguyên nhân chính gây sai lệch khi sử dụng máy GNSS RTK Hi-Target trong môi trường biển:
Sai lệch từ đồng hồ vệ tinh
Các vệ tinh GNSS từ máy GNSS RTK Hi-Target vRTK được trang bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác rất cao, nhưng theo thời gian, đồng hồ của vệ tinh có thể xảy ra sai lệch nhỏ. Mặc dù các sai lệch này thường không đáng kể, nhưng vẫn có thể gây ra sự sai lệch trong kết quả định vị, với mức độ sai số ước tính lên đến ±2 mét. Những sai lệch này được hiệu chỉnh thường xuyên qua các tín hiệu từ trung tâm điều khiển vệ tinh, nhưng đôi khi không đủ chính xác để đáp ứng yêu cầu trong các ứng dụng cần độ chính xác cực cao.
Sai lệch quỹ đạo vệ tinh
Quỹ đạo của các vệ tinh GNSS, mặc dù được tính toán và xác định trước với độ chính xác rất cao, vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên như lực hấp dẫn, bức xạ mặt trời, và khí quyển. Những thay đổi nhỏ trong quỹ đạo này có thể tạo ra sai số trong định vị, dao động khoảng ±2.5 mét. Mặc dù các sai số này thường xuyên được điều chỉnh và cập nhật từ các trạm điều khiển mặt đất, nhưng sự thay đổi không thể hoàn toàn loại bỏ.
Độ trễ do tầng điện ly
Tầng điện ly, nằm ở độ cao từ 50 đến 1000 km, chứa các ion tích điện có khả năng làm lệch và chậm tín hiệu GNSS khi tín hiệu đi qua. Độ trễ này phụ thuộc vào mật độ ion, tần số tín hiệu và vị trí của vệ tinh. Các mô hình đánh giá hoặc bộ thu GNSS đa tần có thể giúp đo và điều chỉnh sai lệch này, tuy nhiên, nó vẫn là một nguồn sai số cần được tính đến.
Độ trễ do tầng đối lưu
Tầng đối lưu, bao gồm khí quyển từ mặt đất đến 50 km, chứa hơi nước và các thành phần khí khác, cũng có ảnh hưởng đến tín hiệu GNSS. Độ ẩm, áp suất và nhiệt độ trong tầng đối lưu có thể làm thay đổi tốc độ truyền tín hiệu, gây ra độ trễ và sai lệch trong kết quả định vị. Mức sai lệch có thể lên đến ±0.5 mét, và việc hiệu chỉnh thông qua các mô hình khí quyển hoặc dữ liệu thực tế có thể giảm thiểu được ảnh hưởng này.
Nhiễu từ thiết bị thu
Thiết bị thu GNSS như máy GNSS RTK Hi-Target V200 là các thiết bị điện tử rất nhạy cảm, có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu nội tại như nhiễu nhiệt, dao động điện tử hoặc các lỗi trong quá trình xử lý tín hiệu. Những yếu tố này có thể làm sai lệch kết quả định vị, gây ra sai số khoảng ±0.3 mét. Để giảm thiểu nhiễu, việc sử dụng các thiết bị thu chất lượng cao và thường xuyên hiệu chỉnh là rất cần thiết.
Hiện tượng đa đường (Multipath)
Hiện tượng đa đường xảy ra khi tín hiệu GNSS bị phản xạ từ các bề mặt như mặt nước biển, thân tàu hoặc các vật thể khác trước khi đến được anten thu tín hiệu. Điều này gây ra sự nhiễu loạn và biến dạng tín hiệu, làm cho kết quả đo đạc trở nên không chính xác. Sai số có thể lên tới ±1 mét, đặc biệt trong môi trường có nhiều vật thể phản xạ gần anten thu.
>>> Xem thêm: Sai số đồng hồ vệ tinh và những ảnh hưởng đến tín hiệu GNSS
Cách khắc phục định vị GNSS trên biển sai lệch
Định vị GNSS (Global Navigation Satellite System) trên biển đóng vai trò quan trọng trong hàng hải, khảo sát và các ứng dụng xa bờ. Tuy nhiên, sai lệch từ nhiều nguồn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác. Dưới đây là các phương pháp hiệu quả giúp bạn khắc phục sai lệch định vị GNSS trên biển:
Sử dụng dữ liệu hiệu chỉnh quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh
Sai số quỹ đạo và đồng hồ vệ tinh là hai yếu tố cơ bản gây ra sai lệch định vị GNSS. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào dữ liệu tiêu chuẩn từ hệ thống GNSS, các giải pháp hiệu chỉnh bên ngoài như: SBAS (Satellite-Based Augmentation Systems, bao gồm: WAAS, EGNOS, GAGAN) hoặc dịch vụ PPP (Precise Point Positioning) như ATLAS, IGS hay Trimble RTX cung cấp thông tin hiệu chỉnh có độ chính xác cao hơn.
Những hệ thống này cho phép bộ thu GNSS cập nhật thông số đồng hồ và quỹ đạo một cách chính xác, từ đó giảm thiểu đáng kể sai số định vị. Trong môi trường biển, khi cơ sở hạ tầng hỗ trợ bị hạn chế thì việc tích hợp các nguồn dữ liệu hiệu chỉnh này giúp nâng cao độ chính xác định vị và ổn định trong thời gian dài.
Áp dụng công nghệ DGPS/DGNSS và RTK
Các kỹ thuật hiệu chỉnh vi sai như DGPS (Differential GPS), DGNSS (Differential GNSS) và RTK (Real-Time Kinematic) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác định vị. Những phương pháp này dựa trên nguyên lý sử dụng trạm tham chiếu đặt tại các vị trí đã biết để đo lường sai số tín hiệu GNSS, sau đó truyền dữ liệu hiệu chỉnh đến các máy thu trong khu vực hoạt động.
Trong đó, DGPS/DGNSS chủ yếu hiệu chỉnh sai số do thời gian truyền tín hiệu, sai số quỹ đạo và ảnh hưởng của tầng điện ly, tầng đối lưu. RTK nâng cấp khả năng hiệu chỉnh bằng cách xử lý pha sóng mang GNSS và khắc phục hiện tượng đa đường, từ đó đạt được độ chính xác ở mức centimet. Việc ứng dụng RTK giúp các hệ thống của các thiết bị như Hi-Target iRTK 5 hoạt động hiệu quả hơn trong các nhiệm vụ khảo sát biển yêu cầu độ chính xác cao.
Tăng cường khả năng chống nhiễu và giả mạo tín hiệu
Tín hiệu GNSS trên biển có thể bị nhiễu bởi các nguồn vô tuyến, thiết bị điện tử hoặc bị tấn công giả mạo (spoofing). Trong trường hợp bị nhiễu (jamming), thiết bị sẽ mất tín hiệu hoặc thu sai tín hiệu. Khi bị giả mạo, vị trí tính toán sẽ bị điều hướng sai lệch, gây ra rủi ro nghiêm trọng trong hàng hải.
Để bảo vệ tín hiệu GNSS, các công nghệ tiên tiến như anten định hướng, anten tự thích nghi, chứng thực tín hiệu và theo dõi chất lượng tín hiệu cần được triển khai. Những công nghệ này cho phép hệ thống phát hiện bất thường, lọc bỏ tín hiệu không hợp lệ và duy trì khả năng định vị chính xác trong môi trường nhiễu động.
>>> Xem thêm: Định vị tọa độ ranh thửa đất bằng máy RTK Hi-target – Giải pháp đo đạc địa chính
Định vị GNSS trên biển sai lệch không chỉ ảnh hưởng đến độ chính xác trong điều hướng mà còn tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn hàng hải. Việc nhận diện và khắc phục các nguyên nhân gây sai lệch sẽ giúp các hoạt động vận tải biển của bạn diễn ra an toàn, chính xác và hiệu quả hơn. Việt Thanh Group hy vọng những thông tin trên hữu ích và giúp được công tác định vị GNSS trên biển thuận lợi và hiệu quả hơn.
Be the first to review “Định vị GNSS trên biển sai lệch: Nguyên nhân, cách khắc phục”