Chất lượng tín hiệu của hệ thống GALILEO và BEIDOU (Phần cuối)

10:46 08/12/2014

Việc nghiên cứu và xem xét chất lượng của các phép đo trên vệ tinh hiện thời, các phân tích tín hiệu, và xác định những điều chỉnh đã thực thi đối với các vệ tinh GNSS mới sử dụng bộ ăng ten độ lợi cao đường kính 30 mét mang đến những kết quả chính xác.

 6. Các kết quả đo.

Phần dưới đây chúng tôi sẽ phân tích chọn lọc các kết quả đo tính thu được từ hai hệ thống GNSS mới là Galileo của Cộng đồng Châu Âu và BeiDou của Trung Quốc.

Galileo FM3 và FM4 - Tháng 10/2012 các vệ tinh Galileo thứ ba và thứ tư FM3 và FM4 đã được phóng và đưa vào quỹ đạo thiết kế. Tín hiệu bắt đầu được phát truyền tháng 11 và chính thức công bố vào tháng 12/2012. Cả hai vệ tinh cung cấp tín hiệu hoạt động hoàn chỉnh trên cả 3 dải tần là E1, E5 và E6. Số liệu đo từ hai vệ tinh này được thu nhận vào tháng 12/2012, ngay sau khi vệ tinh phát truyền tín hiệu. Hình 8 thể hiện số liệu phổ trên các dải tần E1, E5 và E6 của cả 2 vệ tinh. Chất lượng các tín hiệu phát truyền nhìn chung đều tốt, nhưng riêng tín hiệu E1 của vệ tinh FM4, có thể nhận thấy suy hao âm của vùng phổ quan sát.

 

Hình 8 – Các kết quả đo phổ tần số của vệ tinh Galileo IOV FM3 & FM4: E1, E5 và E6

Hình 9 thể hiện các kết quả của trùm IQ cho cả 2 vệ tinh FM3 và FM4 liên quan tới mỗi dải tần tín hiệu được phát truyền đi. Các trùm IQ và hiệu quả của chất lượng điều biến cho từng tín hiệu gần như hoàn hảo đối với vệ tinh FM3. Đồ hình trùm IQ của vệ tinh FM4 thể hiện biến dạng âm cho từng dải tần. Những ảnh hưởng gây ra bởi sự không hoàn chỉnh này trong tương lai vẫn chưa được phân tích một cách kỹ lưỡng. Khi chúng tôi tiến hành thu tín hiệu là lúc cả 2 vệ tinh vẫn trong giai đoạn kiểm tra chất lượng trên quỹ đạo chứ chưa chính thức phát truyền tín hiệu CBOC cuối cùng theo chuẩn đã thiết kế trên dải tần E1. Có thể hy vọng rằng các tín hiệu đặc biệt của vệ tinh FM4 sẽ được điều chỉnh để trở nên hoàn thiện hơn.

 

Hình 9 – Các kết quả đo trùm IQ của vệ tinh IOV FM3 & FM4, và E6

BeiDou M6 - Các vệ tinh BeiDou phát truyền tín hiệu dẫn đường trên 3 dải tần khác nhau, tất cả được định vị bên cạnh hoặc thậm chí bên trong của các dải tần đang được sử dụng bởi GPS hoặc Galileo. Tâm của các tần số như sau: dải B1 là 1561.1 MHz, dải B3 là 1268.52 MHz và dải B2 là 1207.14 MHz.Trong năm 2012, Trung Quốc phóng 6 vệ tinh: 2 vệ tinh địa tĩnh và 4 vệ tinh quỹ đạo trung bình, kết thúc vào tháng 9/2012 bằng các vệ tinh M5 và M6 và tháng 10/2012 vệ tinh IGSO6. Trong năm 2013 đã có thêm các vệ tinh BeiDou được phóng lên quỹ đạo, nhưng tín hiệu của những vệ tinh mới phóng này không tham dự vào kết quả của các phép đo và phân tích công bố trong bài báo này.

Hình 10 thể hiện kết quả của các phép đo định chuẩn thu được từ vệ tinh BeiDou M6. Phổ của các dải tần B2 và B3 của vệ tinh BeiDou M6 không nhiễu và không thể hiện bất kỳ biến dạng nào. Trong phổ của B1, xuất hiện một số kết quả không xác thực, đặc biệt rõ ở phần búp sóng. Sự bất thường này đã được điều tra kỹ lưỡng hơn để xác định gốc gác của vấn đề. Trong đồ hình IQ, thể hiện rõ chất lượng điều biến tín hiệu, ở đây cũng không phát hiện ra bất kỳ biến dạng bất thường nào. Chỉ có trong tín hiệu dải B3, ở phần nén biên duyên của các điểm trùm có thể nhìn thấy bất thường, chính xác điểm này làm cho hoạt động của tín hiệu bị lớn hơn ngay trong chu kỳ đầu tiên của bộ khuếch đại tín hiệu trong vệ tinh.

 

Hình 10 – Phổ tín hiệu vệ tinh BeiDou M6 và trùm IQ dải tần B1, B2 và B3

7. Kết luận.

Việc nghiên cứu và xem xét chất lượng của các phép đo trên vệ tinh hiện thời, các phân tích tín hiệu, và xác định những điều chỉnh đã thực thi đối với các vệ tinh GNSS mới sử dụng bộ ăng ten độ lợi cao đường kính 30 mét mang đến những kết quả chính xác. Liên quan tới các phép đo định chuẩn cho độ lợi của ăng ten cũng như các phép đo định chuẩn hệ thống, các sai số hệ thống đều năm trong khoảng cho phép và thể hiện rõ chất lượng rất cao của hệ thống ăng ten cũng như thiết bị thu đo mà chúng tôi sử dụng.Các yếu tố có khả năng ảnh hưởng tới chất lượng tín hiệu cũng như độ chính xác của các kết quả đo cũng được tính toán một cách chi tiết ví dụ biên độ giao động nhiệt gây ra tình trạng trượt độ lợi khá rõ. Cũng trên kết quả nghiên cứu các ảnh hưởng này mà chúng tôi đã tìm ra giải pháp giữ ổn định nhiệt độ cho hệ thống thu xử ý tín hiệu trong quá trình nghiên cứu để duy trì tính đồng nhất. Ngoài ra các yếu tố ảnh hưởng khá cũng được chúng tôi nghiên cứu theo chu kỳ để có thể hiệu chỉnh một cách chính xác nhất.

Với một hệ thống thu nhận tín hiệu tốt như hệ thống của DLR, chúng tôi đã có được các kết quả ấn tượng liên quan tới chất lượng tín hiệu của các vệ tinh Galileo FM3, FM4 và vệ tinh BeiDou M6 thể hiện thông qua các đồ thị phổ và biểu đồ IQ. Chúng tôi đã  phát hiện ra một số biến dạng âm rất nhỏ trong chuỗi tín hiệu của vệ tinh Galileo FM4 và BeiDou M6, cả 2 vệ tinh này đều đang trong giai đoạn kiểm tra hoạt động trên quỹ đạo trong suốt thời gian chúng tôi tiến hành thu ghi, tính toán phân tích. Chất lượng của các tín hiệu có thể đã được các tổ chức quản lý của Galileo và BeiDou điều chỉnh trong qua trình xử lý ổn định vệ tinh trên quỹ đạo, hoặc các tín hiệu đã được điều chỉnh theo thời gian và thiết kế. Theo đó, sẽ rất tốt nếu chúng tôi có điều kiện để thực hiện quá trình thu ghi, tính toán phân tích như trên một lần nữa nhằm phân tích chất lượng tín hiệu cuối cùng của các vệ tinh để từ đó có những khuyến nghị cho người sử dụng trong tương lai.


TẬP ĐOÀN ĐẤT VIỆT - VIETLAND GROUP
All rights reserved
Tầng 3, Tòa nhà 88 Tô Vĩnh Diện, phường Khương Trung, quận Thanh Xuân, tp. Hà Nội
Tel/Fax: 04 35680418 - Email: davico@davico.com.vn