Luận án Tiến sĩ: Thiết kế và xây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS trên cơ sở linh kiện vi cơ điện tử dùng cho các phương tiện giao thông đường bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Nguyễn Văn Thắng<br /> <br /> THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG<br /> TÍCH HỢP INS/GPS TRÊN CƠ SỞ LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ<br /> DÙNG CHO CÁC PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG<br /> <br /> Hà Nội – 2017<br /> <br /> -i-<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Nguyễn Văn Thắng<br /> <br /> THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG<br /> TÍCH HỢP INS/GPS TRÊN CƠ SỞ LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ<br /> DÙNG CHO CÁC PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ<br /> <br /> Chuyên ngành: Kĩ thuật điện tử<br /> Mã số: 62520203<br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG<br /> <br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:<br /> 1. PGS.TS Chử Đức Trình<br /> 2. PGS. TS Trần Đức Tân<br /> <br /> Hà Nội – 2017<br /> -ii-<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> <br /> Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Tất cả các số liệu, kết<br /> quả nghiên cứu trình bày trong luận án được phản ánh trung thực và chưa được<br /> công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào khác.<br /> <br /> Nghiên cứu sinh<br /> <br /> Nguyễn Văn Thắng<br /> <br /> -iii-<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> <br /> Luận án Tiến sĩ của tác giả được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của thầy<br /> PGS.TS Chử Đức Trình và thầy PGS.TS Trần Đức Tân. Bên cạnh những chỉ dẫn,<br /> định hướng về mặt khoa học, sự khuyến khích động viên về tinh thần luôn là động<br /> lực lớn giúp tác giả thực hiện thành công nghiên cứu của mình. Thông qua luận án<br /> này, tác giả xin gửi tới các thầy giáo hướng dẫn lòng biết ơn chân thành và cảm ơn<br /> sâu sắc.<br /> Tác giả xin trân trọng cảm ơn các lãnh đạo Trường Cao đẳng Phát thanh –<br /> Truyền hình I đã tạo điều kiện về thời gian và hỗ trợ kinh phí cho tác giả trong suốt<br /> quá trình làm nghiên cứu sinh.<br /> Tác giả xin chân thành cảm ơn các thày cô giáo trong bộ môn “Các hệ Vi cơ<br /> điện tử và Vi hệ thống” và Khoa Điện tử viễn thông trường Đại học Công nghệ, Đại<br /> học Quốc gia Hà Nội về sự giúp đỡ, hợp tác nghiên cứu và động viên tinh thần<br /> trong những năm qua.<br /> Tác giả xin bày tỏ sự biết ơn tới nhóm nghiên cứu thuộc Viện ITIMS thuộc<br /> Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt là thầy PGS.TS Vũ Ngọc Hùng về sự hỗ trợ,<br /> động viên và hợp tác nghiên cứu.<br /> Qua đây, tác giả cũng xin được cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp và đặc biệt là<br /> bạn Đào Đình Thành – Những người luôn chia sẻ và động viên tác giả trong suốt<br /> chặng đường khó khăn vừa qua.<br /> Từ đáy lòng mình tác giả xin được nói lời cảm ơn tới gia đình bố, mẹ, anh chị<br /> em và đặc biệt là vợ và con gái đã luôn ủng hộ, động viên tinh thần và tạo mọi điều<br /> kiện để tác giả có thể thực hiện thành công luận án này.<br /> <br /> -iv-<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i<br /> LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv<br /> MỤC LỤC ...................................................................................................................v<br /> DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ xi<br /> DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. xii<br /> MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1<br /> Chương 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................6<br /> 1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................6<br /> 1.2. Tổng quan về các cảm biến đo vận tốc góc và hệ tích hợp INS/GPS ..................7<br /> 1.2.1. Tổng quan nghiên cứu về MEMS và các cảm biến dựa trên công nghệ<br /> MEMS ......................................................................................................................7<br /> 1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về ứng dụng của cảm biến đo vận tốc góc và các<br /> biện pháp nâng cao hiệu quả của hệ tích hợp INS/GPS ..............................................9<br /> 1.3. Định hướng nghiên cứu và tính khả thi của luận án ...........................................17<br /> 1.3.1. Định hướng nghiên cứu .............................................................................17<br /> 1.3.2. Tính khả thi của luận án .............................................................................19<br /> Chương 2: HỆ DẪN ĐƯỜNG TÍCH HỢP INS/GPS VÀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG<br /> CAO CHẤT LƯỢNG ...............................................................................................21<br /> 2.1 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của INS và GPS ............................................21<br /> 2.1.1. Hệ dẫn đường quán tính INS .....................................................................21<br /> 2.1.2. Hệ định vị toàn cầu GPS ............................................................................23<br /> 2.1.3. Sự cần thiết của việc tích hợp INS và GPS ...............................................24<br /> 2.2 Hệ tích hợp INS/GPS..........................................................................................24<br /> 2.2.1. Nguyên lý kết hợp INS/GPS ......................................................................24<br /> 2.2.2. Hệ thống phần cứng tích hợp INS/GPS .....................................................35<br /> 2.3 Biện pháp nâng cao hiệu quả làm việc của hệ tích hợp dùng Map Matching và<br /> thuật toán STA (Street Tracking Algorithm) ............................................................37<br /> 2.3.1. Thiết lập mô hình trạng thái cho bộ lọc Kalman .......................................37<br /> -v-<br /> <br />