SBAS – Hệ thống nâng cao độ chính xác của GNSS

Trong ngành trắc địa dẫn hướng chính xác và đáng tin cậy đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, từ hàng không và hàng hải đến giao thông vận tải và khảo sát trên bộ, khảo sát công trình… Hệ thống tăng cường dựa trên vệ tinh (SBAS) xuất hiện đã giúp nâng cao độ chính xác, tính toàn vẹn và tính khả dụng của Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GNSS) , ví dụ như GPS, GLONASS và Galileo, bằng cách cung cấp dữ liệu hiệu chỉnh bổ sung.

1. 1. SBAS là gì?

SBAS (Satellite-Based Augmentation System) là một hệ thống hỗ trợ dựa trên vệ tinh nhằm nâng cao độ chính xác và đáng tin cậy của hệ thống định vị toàn cầu (GNSS – Global Navigation Satellite System), chẳng hạn như GPS (Hệ thống định vị toàn cầu) hoặc Galileo. Mục tiêu chính của SBAS là cung cấp các dịch vụ bổ sung để khắc phục nhược điểm của GNSS, bao gồm độ chính xác không đáng tin cậy, thời gian phục hồi chậm và sự ảnh hưởng của nhiễu và nhiễm xạ trong môi trường địa lý khác nhau.

2. Cách thức hoạt động của SBAS

SBAS hoạt động bằng cách sử dụng mạng các trạm cơ sở trên mặt đất, các vệ tinh chuyên dụng và trung tâm điều khiển. Các trạm cơ sở thu thập dữ liệu GNSS từ các vệ tinh và gửi lại cho trung tâm điều khiển SBAS. Trung tâm điều khiển sẽ xử lý dữ liệu và tính toán các thông số sửa đổi để cải thiện độ chính xác và đáng tin cậy của GNSS. Các thông số này được gửi lại đến người dùng thông qua vệ tinh SBAS để được sử dụng trong quá trình định vị.

Các thông số sửa đổi bao gồm các thông tin về sự sai lệch ionosfer và troposfer, độ trễ của tín hiệu và sự lệch thời gian giữa hệ thống SBAS và GNSS. Người dùng GNSS có thể sử dụng thông tin này để cải thiện độ chính xác của định vị, giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và tăng tính đáng tin cậy của hệ thống.

SBAS đã được triển khai trên toàn thế giới và có nhiều hệ thống SBAS khác nhau, bao gồm WAAS (Wide Area Augmentation System) ở Bắc Mỹ, EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) ở châu Âu và MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) ở Nhật Bản. Mỗi hệ thống SBAS cung cấp các dịch vụ và phạm vi địa lý riêng, nhưng mục tiêu chung là nâng cao độ chính xác và đáng tin cậy của GNSS.

3. Các tính năng chính của SBAS

– Vùng phủ sóng: SBAS hỗ trợ cung cấp phạm vi phủ sóng trên diện rộng, thông  thường phạm vi bao gồm một số quốc gia hoặc khu vực. SBAS có giá trị đối với các ứng dụng yêu cầu điều hướng liền mạch trên các khu vực rộng lớn, chẳng hạn như các hoạt động hàng hải và hàng không quốc tế.

– Nâng cao độ chính xác: Bằng cách cung cấp thông tin hiệu chỉnh chính xác, SBAS nâng cao đáng kể độ chính xác của định vị GNSS. Việc hiệu chỉnh giải quyết các nguồn lỗi khác nhau, bao gồm hiệu ứng khí quyển và lỗi đồng hồ vệ tinh, dẫn đến độ chính xác của vị trí được cải thiện.

– Giám sát toàn vẹn: SBAS kết hợp khả năng giám sát toàn vẹn, liên tục đánh giá độ tin cậy của tín hiệu GNSS. Trong trường hợp phát hiện thấy sự bất thường hoặc lỗi, hệ thống có thể cảnh báo người dùng và đưa ra hướng dẫn về độ tin cậy của các tín hiệu nhận được.

– Sẵn có và liên tục: SBAS cố gắng đảm bảo tính sẵn sàng cao và tính liên tục của dịch vụ. Bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng mặt đất và không gian dự phòng, nó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và giảm nguy cơ gián đoạn dịch vụ.

4. Vai trò của SBAS

– Tăng cường an toàn: SBAS đóng một vai trò quan trọng trong các ứng dụng quan trọng, nơi an toàn là tối quan trọng, chẳng hạn như hàng không. Bằng cách cung cấp dữ liệu điều hướng chính xác và đáng tin cậy, nó cho phép phi công đưa ra quyết định sáng suốt, nâng cao xử lý tình huống và giảm nguy cơ tai nạn.

– Tăng hiệu quả: Các ngành công nghiệp phụ thuộc vào định vị chính xác, chẳng hạn như khảo sát (đất đai) , xây dựng và nông nghiệp, được hưởng lợi từ hiệu quả được cải thiện do SBAS mang lại. Định vị chính xác giúp giảm thiểu lỗi, tối ưu hóa phân bổ nguồn lực và hợp lý hóa các hoạt động, giúp tiết kiệm chi phí và tăng năng suất.

– Điều hướng được cải thiện trong môi trường đầy thách thức: SBAS đặc biệt có giá trị trong các môi trường nơi tín hiệu GNSS có thể bị cản trở hoặc suy giảm, chẳng hạn như hẻm núi đô thị hoặc rừng rậm. Dữ liệu hiệu chỉnh do SBAS cung cấp sẽ bù đắp cho những chướng ngại vật này, cho phép điều hướng đáng tin cậy ngay cả trong những điều kiện khó khăn.

Khả năng tương thích toàn cầu: SBAS được thiết kế để tương thích với nhiều chòm sao GNSS , đảm bảo phạm vi phủ sóng toàn cầu và khả năng tương tác. Khả năng tương thích này nâng cao tính linh hoạt cho người dùng và thúc đẩy hợp tác quốc tế trong lĩnh vực điều hướng.