Luận văn ThS: Nghiên cứu kỹ thuật dự báo thời tiết tại một khu vực có phạm vi nhỏ dựa trên cường độ tín hiệu GPS qua các thiết bị thu thông minh
Luận văn Nghiên cứu kỹ thuật dự báo thời tiết tại một khu vực có phạm vi nhỏ dựa trên cường độ tín hiệu GPS qua các thiết bị thu thông minh giới thiệu về hệ thống GPS và các hệ thống định vị khác; phân tích các nguyên nhân sai số và SNR; đánh giá cường độ tín hiệu GPS bằng smartphone chạy Android và thực nghiệm.
Mục lục nội dung
1. Mở đầu
Trong suốt thập kỷ vừa qua đã có sự phát triển vượt bậc của hệ thống vi điện tử, máy tính và các thiết bị di động với các tính năng hiện đại. Chúng có khả năng tính toán cao, kích thước nhỏ và chi phí thấp, cho phép con người tương tác với các thiết bị như một phần của cuộc sống hàng ngày và đặc biệt con người ta có thể dễ dàng xác định vị trí của mình trên thế giới thông qua phần mềm sử dụng công nghệ GPS. Có một thống kê cho thấy một kết quả đáng kinh ngạc, dân số thế giới ước tính khoảng 7.3 tỷ người, thì 7 tỷ điện thoại di động năm 2015. Sự bùng nổ của người sử dụng điện thoại thông minh trong những năm gần đây (2007-2015) đã dẫn đến sự bùng nổ của các ứng dụng cho điện thoại thông minh và số lượng đáng kinh ngạc của các ứng dụng smartphone đã được bổ sung không ngừng. Vì vậy, nhu cầu sử dụng thiết bị di động gắn liền với ứng dụng trên điện thoại di động là xu hướng nóng hiện nay.
2. Nội dung
2.1 Giới thiệu chung
Sơ lược về bài toán dự báo thời tiết
- Các thành phần thời tiết cần dự báo
- Các phương pháp dự báo thời tiết
Khả năng ứng dụng các thiết bị thu GPS vào việc dự báo thời tiết
- Nguyên tắc đo thời gian truyền tín hiệu GPS
- Xác định vị trí trong không gian trong điều kiện lý tưởng
- Ảnh hưởng của thời gian không chính xác và phương pháp hiệu chỉnh
- Ảnh hưởng của môi trường tới khả năng định vị trong không gian 3 chiều
Đề xuất việc kết nối các thiết bị có chức năng thu tín hiệu GPS để hỗ trợ cho việc dự báo thời tiết
- Ứng dụng GPS vào dự báo thời tiết trên thế giới
- Đề xuất mô hình kết nối các thiết bị thu GPS hỗ trợ dự báo thời tiết
2.2 Hệ thống GPS và các hệ thống định vị khác
Các hệ thống định vị toàn cầu khác (ngoài GPS) dựa trên vệ tinh
- Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu của Nga (GLONASS)
- Hệ thống định vị vệ tinh Bắc Đẩu của Trung Quốc
- Chương trình QZSS Nhật Bản
- Hệ thống định vị GALILEO của Châu Âu
Hệ thống GPS
Tính toán vị trí người sử dụng
- Đánh giá phạm vi giả
- Phương trình tuyến tính
- Đo lường độ chính xác
- Xem xét sai số và tín hiệu vệ tinh
2.3 Phân tích các nguyên nhân sai số và SNR
Sai số đo lường:
Sai số đồng hồ vệ tinh
Sai số quỹ đạo vệ tinh
Hiệu ứng tương đối
Hiệu ứng khí quyển
Hiệu ứng tầng điện ly:
Độ trễ tầng đốil ưu
Sai số dạng hình học
SNR của tín hiệu GPS và các yếu tố ảnh hưởng đến SNR
- Nhiễu tần số radio
- Yếu tố đa đường
- Sự nhấp nhánh tầng điện ly
- Sự ảnh hưởng của tầng đối lưu
- Yếu tố hình học của vệ tinh
2.4 Đánh giá cường độ tín hiệu GPS bằng smartphone chạy Android
Giới thiệu về ANDROID
Đặt vấn đề
Mô hình và kịch bản
Phần mềm
- Phân tích yêu cầu
- Biểu đồ chức năng
- Thiết kế giao diện
Kết quả thực nghiệm và phân tích
3. Kết luận
Để đo sự ảnh hưởng của tầng đối lưu (nơi diễn ra các hiên tượng thời tiết) tới thông số SNR, ta sẽ tìm cách cố định sự ảnh hưởng các yếu tố còn lại thông qua điều kiện đo lường trong phần 4.2. Qua các kết quả đo, ta thấy được rõ ràng các trạng thái thời tiết xảy cùng một thời điểm (khác ngày) cùng một vị trí có sự ảnh hưởng khác nhau rõ rệt tới đồ thị SNR (cường độ) của tín hiệu GPS. Như vậy việc sử dụng thông số SNR này làm một thông số hỗ trợ cho việc dự báo thời tiết tổng thể là khả quan. Bằng phương pháp thực nghiệm ta dựa vào sự biến đổi SNR có thể suy ra các trạng thái thời tiết sẽ có chứa các yếu tố như có nắng, có mây, có mưa… Với sự phổ dụng và phát triển của Smartphone chạy Android hiện nay, ta sẽ dễ dàng lập một hệ thống ghi nhận, theo dõi và đánh giá mức độ ảnh hưởng của thời tiết tới thông số SNR của tín hiệu vệ tinh tại nhiều điểm trên Việt Nam (mỗi điểm này ở phạm vi gần trong khoảng 50m đổ lại) và rộng hơn là toàn thế giới. Qua đó, ta sẽ lập được một bản đồ ảnh hưởng theo cả thời gian lẫn cả không gian (chú thích ngày giờ, vị trí khi đo rồi truyền lên hệ thống) của sự ảnh hưởng tới thông số SNR, chuyển giao tới tay các chuyên gia thời tiết và hỗ trợ họ trong việc dự báo thời tiết chuyên sâu.
4. Tài liệu tham khảo
Jean-Marie Zogg (2002), GPS-Basics-Intro-to-the-System-App-Overview
Elliott D. Kaplan, Christopher J. Hegarty (2006), Understanding GPS: Principles and Applications (2nd version)
Department of Defense, GPS Navstar Global Positioning System (February 2007), Global Positioning System- Precise Positioning Service -Performance Standard
https://www.quora.com/Is-there-any-difference-between-military-GPS-dataand-civilians-in-terms-of-accuracy
http://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/....
--- Nhấn nút TẢI VỀ hoặc XEM ONLINE để tham khảo đầy đủ nội dung Luận văn Thạc sĩ trên ---
Tham khảo thêm
- pdf Luận văn: Tìm hiểu và so sánh các kỹ thuật mã hóa trong kết nối VPN
- pdf Luận văn ThS: Phát triển tính năng loại bỏ dữ liệu trùng lặp - Data Deduplication cho dữ liệu đính kèm trong hệ thống thư điện tử sử dụng phần mềm hMailServer
- pdf Luận văn ThS: Nghiên cứu kỹ thuật chuyển đổi Dual stack 6VPE từ IPv4 sang IPv6 và mô phỏng cấu hình chuyển đổi trên môi trường mạng IP MPLS
- pdf Luận văn ThS: Phân tích tự động các Website để phát hiện lỗ hổng tiêm nhiễm SQL và XSS
- pdf Luận văn ThS: Các lừa đảo trên mạng máy tính và cách phòng tránh
- pdf Luận văn ThS: Chống tấn công tiêm nhiễm SQL sử dụng các khuôn mẫu hợp lệ theo bối cảnh
- pdf Luận văn ThS: Nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật khai phá dữ liệu trên bộ dữ liệu sinh viên đại học phục vụ công tác cố vấn học tập
- pdf Luận văn ThS: Phát hiện tranh chấp trong mạng nội bộ không dây
- pdf Luận văn ThS: Phát hiện tình trạng giao thông dựa trên cơ sở dữ liệu hành vi người dùng điện thoại thông minh
- pdf Luận văn ThS: Xây dựng hệ thống phát hiện những xu hướng nổi lên trên mạng xã hội sử dụng tiếng Việt
- pdf Luận văn ThS: Nghiên cứu mạng phân phối nội dung (CDN) trên nền giao thức truyền đa đường
- pdf Luận văn ThS: Phát triển một hệ thống hỗ trợ chẩn đoán bệnh và đề xuất các hướng điều trị
- pdf Luận văn ThS: Nghiên cứu xây dựng mạng cảm biến không dây dựa trên giao thức LEACH và ZigBee
- pdf Luận văn ThS: Kỹ thuật điều khiển lưu lượng mạng trên hệ thống IP sử dụng công nghệ MPLS