GLONASS Là Gì? Vai Trò Của GLONASS Trong Máy GNSS RTK Và Đo Đạc Trắc Địa

GLONASS là một trong những hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu được sử dụng phổ biến trên các thiết bị GNSS RTK, máy định vị cầm tay, thiết bị dẫn đường và các hệ thống định vị chính xác. Trong ngành trắc địa, việc máy RTK có khả năng thu đồng thời GLONASS cùng GPS, Galileo và BeiDou giúp tăng số lượng vệ tinh có thể quan sát và hỗ trợ duy trì khả năng định vị trong nhiều điều kiện hiện trường.

GLONASS là gì?

GLONASS là viết tắt của Global Navigation Satellite System, tên của hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu do Nga phát triển và vận hành. Về chức năng tổng thể, GLONASS thuộc nhóm GNSS – Global Navigation Satellite System, tương tự GPS của Hoa Kỳ, Galileo của Liên minh châu Âu và BeiDou của Trung Quốc.

Hệ thống sử dụng một chòm vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo để phát tín hiệu xuống Trái Đất. Thiết bị thu GNSS dựa trên tín hiệu từ các vệ tinh quan sát được để xác định vị trí và thời gian; trong các ứng dụng trắc địa chính xác, dữ liệu GLONASS có thể được xử lý cùng các hệ vệ tinh khác và dữ liệu hiệu chỉnh để phục vụ định vị RTK.

GLONASS có phải GPS không?

Không. GPS và GLONASS là hai hệ thống vệ tinh khác nhau.

GPS là hệ thống của Hoa Kỳ, còn GLONASS do Nga vận hành. Tuy nhiên, cả hai đều thuộc nhóm hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu.

Vì vậy, cách gọi quen thuộc “máy GPS RTK” đôi khi chưa mô tả đầy đủ khả năng của thiết bị hiện đại. Nhiều máy ngày nay có thể đồng thời thu:

GPS + GLONASS + Galileo + BeiDou + QZSS và các tín hiệu khác tùy model.

Do đó, thuật ngữ máy GNSS RTK thường chính xác hơn khi nói về thiết bị đa hệ vệ tinh.

GLONASS hoạt động như thế nào?

Các vệ tinh GLONASS liên tục truyền tín hiệu chứa thông tin cần thiết cho quá trình định vị. Bộ thu GNSS trên mặt đất tiếp nhận tín hiệu từ nhiều vệ tinh và sử dụng các phép tính định vị để xác định vị trí của anten.

Trong thực tế, vị trí xác định được chịu ảnh hưởng bởi nhiều nguồn sai số như đồng hồ, quỹ đạo, tầng điện ly, tầng đối lưu, đa đường và môi trường thu tín hiệu.

Với máy GNSS RTK, dữ liệu vệ tinh được kết hợp với dữ liệu hiệu chỉnh từ Base, CORS/NTRIP hoặc nguồn hiệu chỉnh tương thích để thực hiện định vị chính xác theo thời gian thực.

Vì sao máy RTK cần thu GLONASS?

Lợi ích dễ thấy là tăng thêm nguồn vệ tinh có thể quan sát.

Nếu máy chỉ sử dụng một hệ vệ tinh, số vệ tinh khả dụng tại một thời điểm và một vị trí cụ thể có thể hạn chế hơn. Khi thiết bị có thể khai thác đồng thời nhiều chòm vệ tinh, hình học vệ tinh và khả năng duy trì đủ số vệ tinh cho nghiệm định vị có thể được cải thiện.

Điều này đặc biệt hữu ích tại những khu vực như gần nhà cao tầng, chân núi, cạnh hàng cây hoặc công trường có một phần bầu trời bị che khuất.

Tuy nhiên, việc hỗ trợ GLONASS không có nghĩa máy sẽ đo chính xác trong mọi khu vực bị che chắn. GNSS vẫn cần tín hiệu vệ tinh đủ chất lượng.

GLONASS có giúp máy RTK FIX nhanh hơn không?

Việc sử dụng thêm GLONASS có thể đóng góp vào khả năng giải nghiệm GNSS nhờ tăng số tín hiệu và vệ tinh khả dụng, nhưng tốc độ FIX không phụ thuộc riêng vào GLONASS.

Khả năng FIX còn chịu ảnh hưởng bởi:

GPS + GLONASS + Galileo + BeiDou → số vệ tinh → hình học vệ tinh → chất lượng anten → đa đường → dữ liệu hiệu chỉnh → khoảng cách Base → thuật toán GNSS.

Do đó, khi so sánh hai máy RTK không nên chỉ hỏi:

“Máy có GLONASS không?”

Mà nên kiểm tra máy thu được những hệ vệ tinh nào, những tần số nào và hiệu năng FIX thực tế ra sao.

Các tín hiệu GLONASS trên máy GNSS

Khi xem catalogue máy RTK, người dùng có thể gặp các ký hiệu liên quan đến tín hiệu GLONASS như G1, G2, G3 hoặc các cách trình bày chi tiết hơn tùy nhà sản xuất và thế hệ thiết bị.

Một bộ thu GNSS hiện đại thường hỗ trợ nhiều tín hiệu từ nhiều chòm vệ tinh. Đây là lý do catalogue RTK ngày nay có thể liệt kê rất dài:

GPS: L1/L2/L5…
GLONASS: G1/G2…
BeiDou: B1/B2/B3…
Galileo: E1/E5…

Khi lựa chọn máy, khả năng đa hệ – đa tần thường đáng quan tâm hơn việc chỉ nhìn tổng số kênh thu.

GLONASS khác GPS, Galileo và BeiDou như thế nào?

Máy GNSS RTK hiện đại thường không bắt người dùng phải lựa chọn duy nhất một hệ. Thiết bị có thể theo dõi đồng thời nhiều chòm vệ tinh, nếu phần cứng và firmware hỗ trợ.

Đây chính là một trong những khác biệt quan trọng giữa máy GNSS hiện đại và các máy định vị vệ tinh thế hệ cũ.

GLONASS có quan trọng tại Việt Nam không?

Đối với người sử dụng máy GNSS RTK tại Việt Nam, khả năng thu GLONASS là một thành phần hữu ích trong cấu hình đa hệ vệ tinh.

Tuy nhiên, hiện nay không nên chọn máy chỉ vì thiết bị hỗ trợ GLONASS. Cần ưu tiên khả năng khai thác đồng thời nhiều hệ như:

GPS + GLONASS + Galileo + BeiDou.

Một chiếc máy hỗ trợ tốt nhiều chòm vệ tinh giúp người dùng có thêm nguồn tín hiệu để thuật toán GNSS xử lý, đặc biệt khi điều kiện quan sát bầu trời không hoàn toàn lý tưởng.

Máy càng nhiều vệ tinh thì càng chính xác?

Không hoàn toàn.

Số lượng vệ tinh lớn là một lợi thế, nhưng chất lượng tín hiệu và hình học vệ tinh cũng rất quan trọng. Một vệ tinh bị che khuất hoặc tín hiệu phản xạ mạnh từ tòa nhà có thể không mang lại giá trị tương đương một tín hiệu sạch trong điều kiện thông thoáng.

Độ chính xác RTK còn liên quan tới anten, thuật toán xử lý, nguồn Correction, độ trễ dữ liệu, môi trường đo và quy trình kỹ thuật.

Vì vậy không nên đánh giá máy RTK bằng cách chỉ nhìn:

“Máy A bắt 40 vệ tinh – máy B bắt 35 vệ tinh → máy A tốt hơn.”

Cần thực hiện phép thử đo lặp và đánh giá nghiệm thực tế.

GLONASS và số kênh GNSS có giống nhau không?

Không.

GLONASS là một hệ thống vệ tinh, còn số kênh GNSS là thông số liên quan đến khả năng của bộ thu trong việc theo dõi các tín hiệu.

Ví dụ một máy quảng cáo 1.400 kênh không có nghĩa máy thu 1.400 vệ tinh. Trên thực tế số vệ tinh đang hoạt động và có thể quan sát thấp hơn rất nhiều.

Vì vậy, số kênh lớn nên được xem là một thông số phần cứng, không phải số vệ tinh mà máy đang kết nối tại hiện trường.

GLONASS được ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

GLONASS cùng các hệ GNSS khác được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như trắc địa – bản đồ, xây dựng, giao thông, hàng hải, hàng không, nông nghiệp chính xác, quản lý phương tiện, định vị máy móc, smartphone và hệ thống dẫn đường.

Trong ngành trắc địa, GLONASS đặc biệt có ý nghĩa khi được kết hợp với các chòm vệ tinh khác trên GNSS RTK, trạm CORS và thiết bị GNSS chuyên dụng.

Cách kiểm tra máy RTK có hỗ trợ GLONASS

Trước khi mua máy, hãy xem mục GNSS Tracking/Signals trong datasheet của nhà sản xuất.

Không nên chỉ nhìn dòng:

“GPS/GLONASS/BDS/Galileo supported”.

Hãy xem chi tiết máy hỗ trợ những tín hiệu và tần số nào của từng chòm vệ tinh.

Sau đó nên thử trực tiếp ngoài thực địa, kiểm tra màn hình vệ tinh của phần mềm khảo sát để xem thiết bị đang theo dõi những chòm vệ tinh nào.

Có nên ưu tiên máy RTK đa hệ vệ tinh?

Với máy GNSS RTK thế hệ hiện nay, khả năng đa hệ – đa tần là một tiêu chí đáng quan tâm. Tuy nhiên, khi lựa chọn thiết bị cần đánh giá tổng thể:

Hệ vệ tinh → tần số → anten → thuật toán → độ chính xác → FIX → IMU → Radio/CORS → phần mềm → độ bền → dịch vụ kỹ thuật.

Không nên chọn một chiếc RTK chỉ vì catalogue ghi nhiều hệ vệ tinh hoặc số kênh rất lớn.

GNSS RTK đa hệ tại Trắc Địa An Phát

Trắc Địa An Phát cung cấp và tư vấn các dòng máy GNSS RTK đa hệ vệ tinh phục vụ đo địa chính, khảo sát địa hình, xây dựng, giao thông và bố trí công trình. Khi lựa chọn máy, khách hàng nên kiểm tra khả năng hỗ trợ GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, các dải tần, IMU, Radio, CORS/NTRIP và hiệu năng FIX thực tế.