Giải pháp định vị GPS/GNSS chính xác cao của Navistar

Thứ ba, 17/11/2015 - 08:50

(Dân trí) - Đây là một giải pháp giúp cho người dùng có thể tận dụng tối đa những lợi ích thiết thực mà định vị sử dụng vệ tinh GPS nói riêng hay GNSS nói chung vào nhiều lĩnh vực, ứng dụng rộng rãi, phục vụ cho nhiều ngành nghề cũng như đời sống của người dân.

Định vị GPS đang là nhu cầu không thể thiếu của người dùng hiện nay

Với sự bùng nổ của các thiết bị cá nhân di động thông minh (máy tính bảng, điện thoại, đồng hồ thông minh...), định vị sử dụng vệ tinh GPS nói riêng hay GNSS nói chung không còn xa lạ với người sử dụng tại Việt Nam và là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày.

Tuy nhiên, trong thực tế, GPS/GNSS còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực đặc thù mà dù được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, nhưng người dùng thông thường chưa biết đến nhiều, như: định vị chính xác; cung cấp thời gian chuẩn (GPS time) dùng để đồng bộ các hệ thống năng lượng, viễn thông, internet, cũng như các giao dịch điện tử trên toàn thế giới; viễn thám sử dụng tín hiệu định vị; giám sát môi trường...

Trong đó, công nghệ định vị chính xác (cỡ cm) có vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực chuyên biệt thiết yếu, như: trắc địa, bản đồ, giám sát môi trường, dẫn đường phương tiện tự hành, giao thông thông minh, nông nghiệp chính xác... tuy nhiên, các thiết bị ngoại nhập của các hãng như: Trimble, Leica, Topcon, JAVAD... có giá thành rất đắt (từ vài nghìn USD cho các bộ thu 1 tần số, như R3 của Trimble – hãng thiết bị GPS/GNSS phục vụ trắc địa phổ biến nhất tại Việt Nam và trên thế giới – đến vài chục nghìn USD cho các bộ thu 2 tần số, như Trimble NetR9), và điều này đã cản trở sự phát triển của ứng dụng định vị chính xác tại Việt Nam.

Ngoài ra, đặt trong bối cảnh GPS/GNSS đang trở nên không thể thiếu với nhiều lĩnh vực của đời sống, trong đó có nhiều lĩnh vực ảnh hưởng đến sinh mạng (Safety of Life – SoL), như: dẫn đường hàng không, hàng hải, đường bộ; cũng như có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, như: đồng bộ hệ thống trong mạng điện thoại di động, hệ thống truyền tải năng lượng, hệ thống giao dịch điện tử; dẫn đường trong các trang thiết bị quân sự. Các lĩnh vực vừa liệt kê đặt ra những yêu cầu ngặt nghèo không những về độ chính xác mà đặc biệt còn về độ tin cậy, độ an toàn/an ninh trong các dịch vụ định vị GPS/GNSS. Tuy nhiên, về bản chất GPS/GNSS (trừ Galileo) đều là các hệ thống có nguồn gốc quân sự, do đó, với người sử dụng dân dụng và không thuộc các quốc gia phát triển và vận hành hệ thống, các dịch vụ định vị mà các hệ thống này cung cấp đều không đi kèm bất kỳ cơ chế đảm bảo độ tin cậy cũng như độ an toàn/an ninh định vị nào.

Trong thực tế tín hiệu GPS/GNSS được truyền từ các vệ tinh ở độ cao từ 20.000 km đến 35.000 km đến Trái Đất, vì vậy, khi đến ăng-ten bộ thu, năng lượng tín hiệu còn lại rất yếu (cỡ –158 dBW), vì vậy, tín hiệu GPS/GNSS dễ bị gây nhiễu bởi các hiện tượng tự nhiên (ví dụ: sự biến động bất thường của tầng điện ly, tầng đối lưu), cũng như các hệ thống vô tuyến mặt đất, và đặc biệt nguy cơ về phá sóng (jamming). Ở Việt Nam, trên thị trường đã xuất hiện các thiết bị phá sóng GPS giá rẻ, các thiết bị này hết sức nguy hiểm vì khi lắp trên các phương tiện di chuyển qua các khu vực thiết yếu như sân bay, bến cảng, hay các trạm phát sóng di động, trạm điều độ lưới điện... chúng sẽ phá sóng và vô hiệu hoá các thiết bị định vị cũng như định thời chuẩn sử dụng GPS tại các địa điểm đó. Sự kiện nổi tiếng ở sân bay Newak (bang New Jersey, Mỹ) năm 2013, khi một xe tải gắn thiết bị phá sóng định kỳ

Nhận thấy được tầm quan trọng ngày càng cao của GPS/GNSS trong phát triển kinh tế – xã hội và đảm bảo an ninh – quốc phòng, ngay từ năm 2004, Trường Đại học Bách Khoa (ĐHBK) Hà Nội đã khởi động các dự án nghiên cứu về công nghệ GPS/GNSS với các đối tác thuộc Liên minh Châu Âu (EU). Vào tháng 10/2010, trong khuôn khổ Dự án SEAGAL (tài trợ bởi Chương trình khung về phát triển khoa học và công nghệ thứ 7 – FP7 – của EU), Trung tâm Quốc tế Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ định vị sử dụng vệ tinh (NAVIS) đã được thành lập với định hướng trở thành đơn vị nghiên cứu mũi nhọn, “hub” nghiên cứu về công nghệ GNSS nói chung, và công nghệ định vị Galileo của Châu Âu nói riêng, tại khu vực Đông Nam Á.

Giải pháp định vị GPS/GNSS chính xác cao của Navistar - 2

Qua các phân tích, nhận định về tình hình thực tế, nhu cầu sử dụng, và căn cứ vào khả năng của đơn vị có được qua nhiều năm thực hiện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, Trung tâm NAVIS tự nghiên cứu và phát triển Giải pháp định vị GPS/GNSS Navistar - là một giải pháp toàn diện (gồm: phần cứng, phần mềm, và mạng lưới cung cấp dịch vụ) kết hợp hai cụm chức năng chính: (i) định vị chính xác cỡ cm; và (ii) nâng cao độ tin cậy và độ an toàn/an ninh định vị sử dụng vệ tinh GPS/GNSS.

Mục tiêu chính của giải pháp định vi của Navistar là làm chủ các công nghệ lõi (core technologies) trong lĩnh vực định vị GNSS chính xác, giám sát chất lượng tín hiệu, và bảo đảm độ tin cậy, độ an toàn/an ninh trong định vị; Cung cấp một giải pháp định vị GNSS chính xác (cỡ cm) toàn diện, bao gồm: phần cứng, phần mềm, và đặc biệt là dịch vụ mạng lưới trạm tham chiếu;Cung cấp một giải pháp nâng cao độ tin cậy và độ an toàn/an ninh trong định vị (một lĩnh vực mới nhưng chưa được đầu tư đúng mức như an ninh mạng tại Việt Nam) thông qua việc phát triển các module giám sát và cảnh báo chất lượng tín hiệu định vị mỗi khi phát hiện phá sóng, và giả mạo tín hiệu; cũng như phát triển các module định vị có khả năng chống phá sóng (anti-jamming)...

Giải pháp định vị GPS/GNSS chính xác cao của Navistar - 3

Với giải pháp định vị chính xác toàn diện mang tính mạng lưới, tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như đo đạc, trắc địa, xây dựng bản đồ, giao thông thông minh, dẫn đường phương tiện tự hành, giám sát môi trường, giám sát và mô hình hóa tầng điện ly và hơn hết là cảnh báo thảm họa thiên nhiên hay lĩnh vực an ninh, quốc phòng.

Đơn cử như việc cảnh báo thảm họa thiên nhiên: với khả năng định vị chính xác cm, và lên tới mm khi gắn vào các lưới toạ độ khống chế, các bộ thu GPS/GNSS độ chính xác cao, với cột ăng-ten được đặt cố định được sử dụng phổ biến để đo độ dịch chuyển các lớp đất đá, qua đó đưa ra các dự báo về lở đất, và các chấn động địa chất. Nếu được đặt trên các phao nổi (buoy) và đặt ở dọc bờ biển, thông qua việc đo độ cao mực nước biển, GPS/GNSS độ chính xác cao có thể được dùng để cảnh báo sóng thần, cũng như sự xâm thực nước biển theo thời gian...

Hiện tại, Việt Nam chưa có các sản phẩm trong nước nghiên cứu và phát triển tương tự như Navistar. Người sử dụng định vị chính xác (chủ yếu trong lĩnh vực đo đạc, trắc địa, bản đồ) vẫn phải dùng các thiết bị ngoại nhập của các hãng như: Trimble, Leica, Topcon... và gần đây là các hãng Trung Quốc như South, CHC HuaCe... Giá thành các thiết bị này, kể cả từ các nhà sản xuất Trung Quốc cũng rất đắt so với khả năng của người dùng (chủ yếu phải thuê theo ngày từ các công ty kinh doanh dịch vụ). Thêm vào đó, việc chưa có mạng lưới các trạm phát thông tin cải chính quảng bá đã dẫn tới việc tăng chi phí đầu tư (luôn phải có tối thiểu 3 máy thu cho mỗi ca đo).

Do đó, để làm bài toán so sánh ngắn, 2 sản phẩm của Giải pháp Navistar: là Bộ thu 1 tần NAVISA-1, và Bộ thu 2 tần NAVISA-2, kèm phần mềm xử lý dữ liệu NAVISAP- Android và NAVISAP-BS (trong trường hợp bộ thu làm trạm tham chiếu). Thiết bị của Việt Nam sản xuất vượt hơn ở nhiều tính năng quan trọng; So sánh dòng sản phẩm cao cấp, giá thành cao, giữa NAVISA-2 và NetR9: NAVISA có gần đủ các tính năng quan trọng của NetR9 (thiếu 1 số chức năng như truyền thông UHF, giao tiếp tín hiệu băng L6), đặc biệt NAVISA-2 cũng có khả năng làm trạm tham chiếu (đã được sử dụng trong NAVINET), trong khi có khả năng tương tác với máy tính bảng là tính năng mà NetR9 không có.

Hơn nữa, phải nói thêm rằng, bên cạnh tính năng, và giá thành, việc làm chủ công nghệ lõi Nhóm tác giả đã đem lại cho NAVISA-1 và NAVISA-2 những khả năng tuỳ biến đa dạng theo nhu cầu đặc thù của người sử dụng, điều mà họ không thể có được khi sử dụng X20 hay NetR9.

Chính những ưu điểm và tính thiết thực đã giúp giải pháp của Navistar trở thành một trong những sản phẩm "Công nghệ thông tin triển vọng được ứng dụng" lọt vào vòng Chung khảo của Giải thưởng Nhân tài Đất Việt năm nay, để cùng các sản phẩm khác tranh tài vào ngày 18/11 tới đây.

Lễ trao giải Giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2015 sẽ được truyền hình trực tiếp trên kênh VTV2 - Đài THVN vào 20h00 ngày 20/11/2015 và được truyền hình trực tuyến trên báo Điện tử Dân trí và Báo Điện tử VnMedia.

Thông tin chi tiết về Giải thưởng Nhân tài Đất Việt được đăng tải đầy đủ trên Website chính thức của Giải thưởng www.nhantaidatviet.vnn.vn; trên Báo điện tử Dân trí (www.dantri.com.vn) và trên trang tin VNMedia (http://vnmedia.vn).

Phan Tuấn