Một số kết quả thực nghiệm của hệ thống định vị GPS RTK sử dụng mạng lưới viễn thông di động 3G và Internet

SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 48 
Một số kết quả thực nghiệm của hệ thống định 
vị GPS RTK sử dụng mạng lưới viễn thông di 
động 3G và internet 
 Trịnh Đình Vũ 
 Lê Trung Chơn 
Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM 
(Bài nhận ngày 21 tháng 04 năm 2015, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 08 tháng 05 năm 2015) 
TÓM TẮT
Bài báo này giới thiệu các kết quả thực nghiệm 
của hệ thống GPS RTK do nhóm tác giả thiết lập với 
các cự ly khác nhau (từ 2.5km đến 21 km). Với các 
đường đáy 5km, sai số trung phương của lời giải RTK 
là 2.8cm với nghiệm fix đạt tỷ lệ xấp xỉ 90%. Điều 
này cho thấy hệ thống RTK GPS này đáp ứng được 
các yêu cầu về độ chính xác đo vẽ bản đồ địa hình, 
địa chính tỷ lệ lớn, công tác thủy đạc, nhất là công 
tác bố trí công trình và định vị RTK chính xác cao 
trong các hệ thống giao thông thông minh ITS 
(Intelligent Transportation Systems). Thiết bị sử 
dụng trong hệ thống này có chi phí thấp, có sẵn trên 
thị trường, gọn nhẹ, có khả năng đo RTK liên tục 
trong một ngày và cho phép sử dụng nhiều máy Rover 
đồng thời. 
Từ khóa: RTK GPS, mạng viễn thông 3G, thủy đạc, hệ thống giao thông thông minh ITS. 
1. GIỚI THIỆU 
Bài báo [1] đã giới thiệu hệ thống RTK truyền 
dữ liệu qua Internet 3G. Trong quá trình thử nghiệm, 
chúng tôi đã có một số thay đổi nhỏ giúp hệ thống 
linh động và dễ sử dụng hơn. Để thu dữ liệu bản lịch 
vệ tinh từ máy thu U-blox 6T, nhóm tác giả thay thế 
laptop bằng thiết bị chuyển UART sang bluetooth và 
nâng cấp chương trình BluetoothInternet.apk thành 
ManyBluetoothInternet.apk. Điểm khác biệt của 
ManyBluetoothInternet.apk so với phiên bản cũ là có 
thể đồng thời nhận dữ liệu từ nhiều thiết bị bluetooth 
cùng lúc rồi truyền về máy chủ server qua Internet 
3G. Nhằm khắc phục nhược điểm IP động không cố 
định (thường sẽ bị thay đổi vài tuần một lần), chúng 
tôi đăng kí tên miền www.rtk.noip.me trên 
www.noip.com kết hợp phần mềm DUC phiên bản 
4.0.2 thay vì phải nhập địa chỉ IP động trước khi đo, 
giúp hệ thống dễ sử dụng hơn. Bên cạnh đó chung tôi 
cài đặt tọa độ rover xuất ra ở dạng hệ tọa độ địa diện 
ΔE, ΔN, ΔU thay vì cài đặt xuất tọa độ rover ở dạng 
tọa độ trắc địa B, L, H hoặc tọa độ vuông góc không 
gian X, Y, Z. Ưu điểm sự thay đổi này là chỉ cần tọa 
độ gần đúng trạm base (có được nhờ xử lý định vị 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
 Trang 49 
tuyệt đối dữ liệu trạm base gửi về). Dựa vào tọa độ 
gần đúng này, phần mềm RTKLIB xử lý và cung cấp 
số gia tọa độ chính xác trong hệ tọa độ địa diện ΔE, 
ΔN, ΔU. Điều này đòi hỏi điện thoại trạm rover cần 
cài đặt phần mềm hiển thị tọa độ trạm rover. Phần 
mềm hiển thị được xây dựng cho phép lựa chọn 2 
phương án: lưu tọa độ địa diện ΔE, ΔN, ΔU nếu chưa 
biết tọa độ chính xác trạm base hoặc kết hợp tọa độ 
trạm base để tính ra tọa độ rover trong các hệ tọa độ 
khác (tùy theo cài đặt trong phần mềm sẽ quyết định 
định dạng tọa độ rover). Mục đích bài báo này là đo 
thực nghiệm kiểm tra độ chính xác hệ thống RTK tự 
thiết lập, nên phần mềm chuyển đổi tọa độ rover 
không đề cập trong bài báo này. Sơ đồ kết nối hệ 
thống đo RTK truyền dữ liệu qua Internet 3G sau khi 
được tinh giản được thể hiện ở hình 1. Ưu điểm của 
sơ đồ này là thiết bị gọn nhẹ, chi phí thấp và ít tiêu 
tốn năng lượng do đó có khả năng đo RTK liên tục 
trong 12 giờ (điều này là không thể đối với một hệ 
thống RTK sử dụng radio-link UHF) đáp ứng nhu 
cầu đo vẽ bản đồ tỉ lệ lớn, bố trí công trình cũng như 
các giải pháp định vị theo thời gian thực chính xác 
cao trong các hệ thống giao thông thông minh ITS 
(Intelligent Transportation Systems). 
Hình 1. Sơ đồ kết nối hệ thống RTK truyền dữ liệu qua Internet 3G kết hợp máy thu U-blox 6T 
và phần mềm RTKLIB phiên bản 2.4.2 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 50 
Bảng 1. Danh mục thiết bị, phần mềm cho các ca đo thực nghiệm 
TT Tên thiết bị / phần mềm Chức năng 
1 2 máy thu hai tần số Trimble R7 Trị đo pha và mã 2 tần số L1, L2 
2 1 máy thu một tần số U-blox 6 + 1 bộ chuyển 
UART sang bluetooth 
Cung cấp dữ liệu quỹ đạo vệ tinh 
3 2 điện thoại hệ điều hành Android 
Cài phần mềm ManyBluetoothInternet.apk (tự biên soạn), 
trao đổi dữ liệu từ máy thu đến server qua công bluetooth, 
hiển thị tọa độ điểm đo. 
4 1 laptop cài đặt làm server trung tâm 
Cài phần mềm InternetCOM.exe (tự biên soạn), phần mềm 
RTKLIB 2.4.2; phần mềm DUC 4.0.2 
5 RTKLIB phiên bản 2.4.2 Xử lý RTK động thời gian thực 
6 ManyBluetoothInternet.apk(HĐH Android) Truyền dữ liệu từ bluetooth ra Internet qua SIM 3G 
7 InternetCOM.exe (HĐH Windows) Nhận dữ liệu từ Internet cho RTKLIB xử lý 
8 Virtual Serial Port Driver 6.9 Quản lý COM ảo 
9 DUC 4.0.2 Đăng kí tên miền www.rtk.noip.me cho server 
2. THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 
2.1 Đo đạc thực nghiệm: 06 ca đo thực nghiệm 
được tiến hành với chiều dài các đường đáy từ 2.9 
km đến 23 km với phương vị khác nhau. Các điểm 
mốc được bố trí đảm bảo thông thoáng để tín hiệu 
từ vệ tinh đến máy thu là tốt nhất. Thời gian đo 
của mỗi ca đo là xấp xỉ 60 phút. Chi tiết các ca đo 
được thể hiện ở bảng 2. Việc sử dụng kỹ thuật truyền 
dữ liệu từ trạm base đến trạm rover bằng radio-link 
thông qua bằng tần UHF là không thể thực hiện được 
do địa hình, địa vật rất phức tạp, khá nhiều nhà cao tầng 
và khoảng cách giữa các mốc là khá xa. 
Bảng 2. Các đường đáy thực nghiệm
Ca đo Ngày đo 
Khoảng cách 
(km) 
Thời gian đo Vị trí trạm base Vị trí trạm rover 
1 27/12/2014 4.6 17:07 – 18:00 
Đường Đỗ Xuân Hợp, Quận 9 (có 
tọa độ) 
Đường Trương Văn Bang, 
Quận 2 (không tọa độ) 
2 09/01/2015 3.0 11:50 – 13:03 
Cty Long Phúc Kiên Quận 2 (không 
tọa độ) 
Đường Trương Văn Bang, 
Quận 2 (không tọa độ) 
3 
04/02/2015 
2.9 07:23 – 08:25 
Bờ sông Sài Gòn, Quận 2 (có độ 
cao) 
Đường Trần Não, Quận 2 (có 
độ cao) 
4 4.4 09:00 – 10:22 
Bờ sông Sài Gòn 
Quận 2 (có độ cao) 
Cầu Sài Gòn, Quận 2 (có độ 
cao) 
5 
07/02/2015