Thách thức và cơ hội đối với việt nam trong môi trường định vị đa hệ thống

Là một nước không sở hữu hệ thống vệ tinh định vị, với hạ tầng khoa học và công nghệ chưa theo kịp phát triển, nhưng nằm trong khu vực “nóng” nhất của định vị sử dụng vệ tinh, Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức cũng như cơ hội đem lại của một môi trường định vị đa hệ thống đã và đang hình thành.

Thách thức         

Về hạ tầng định vị, giá thành của mỗi hệ thống vệ tinh định vị lên tới nhiều tỷ USD, vì vậy, không dễ để một nước đang phát triển như Việt Nam có thể sở hữu một hệ thống độc lập. Việc phụ thuộc vào các hệ thống của nước ngoài, trong khi, các hệ thống này đa phần là các hệ thống quân sự, và không cung cấp các cơ chế đảm bảo chất lượng sẽ dẫn đến những nguy cơ tiềm ẩn đối với người sử dụng tại Việt Nam, đặc biệt khi xảy ra các xung đột phức tạp trong khu vực.

Như là một phần của giải pháp giảm thiểu các vấn đề về chất lượng dịch vụ, cũng như nâng cao độ chính xác định vị, hiện tại, nhiều nước đã triển khai các hạ tầng hỗ trợ định vị vệ tinh toàn cầu (GNSS) trên mặt đất - giải pháp triển khai mạng lưới các trạm tham chiếu hoạt động liên tục (Continuous Operating Reference Station - CORS). Hiện nay, Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam đang triển khai dự án xây dựng mạng lưới CORS bao phủ lãnh thổ Việt Nam. Dự kiến, mạng lưới sẽ đi vào hoạt động năm 2019 với 65 trạm, và qua đó, nâng cấp một cách căn bản hạ tầng định vị GNSS tại Việt Nam. Tuy nhiên, mạng lưới CORS này vẫn cần phải được bổ sung thêm các trạm NRTK chêm dày, đặc biệt tại các nơi có điều kiện tự nhiên khó khăn như vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo… để đảm bảo cung cấp dịch vụ chất lượng cho người dùng ở mọi lúc, mọi nơi. Thêm vào đó, phương án đưa các mô-đun phát quảng bá thông tin cải chính lên các vệ tinh của Việt Nam sẽ được phóng trong các năm tới đây cũng được tính đến để mở rộng hơn nữa vùng bao phủ, cũng như đảm bảo hoạt động của hệ thống kể cả trong các trường hợp xảy ra thiên tai, địch họa trên mặt đất.

Ngoài ra, thách thức còn là vấn đề về “hạ tầng” pháp lý. Hiện tại, chúng ta chưa ban hành các quy định, hướng dẫn về việc sử dụng dịch vụ định vị GNSS, đặc biệt trong các lĩnh vực trực thuộc các cơ quan nhà nước và an ninh - quốc phòng.

Về chất lượng dịch vụ định vị, người dùng thông thường sử dụng GNSS cho mục đích tìm kiếm địa điểm, dẫn đường với yêu cầu về độ chính xác, độ tin cậy, và độ sẵn sàng định vị vừa phải, vì vậy, họ luôn nghĩ dịch vụ GNSS nói chung, và GPS nói riêng khá hoàn hảo. Tuy nhiên, trong thực tế, chất lượng dịch vụ định vị bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố từ hệ thống, môi trường truyền dẫn bao gồm cả điều kiện thời tiết, và môi trường hoạt động, chất lượng thiết bị, vì vậy, để đảm bảo chất lượng dịch vụ, đặc biệt cho các lĩnh vực đòi hỏi độ tin cậy và độ chính xác cao là một vấn đề hết sức nan giải cả về mặt kỹ thuật và pháp lý.

Do lan truyền từ khoảng cách từ 20.000 ÷ 40.000 km xuống Trái Đất, nên năng lượng tín hiệu GNSS đến ăng-ten của bộ thu là rất yếu. Vì vậy, tín hiệu GPS/GNSS cũng bị ảnh hưởng dễ dàng bởi các nguồn gây nhiễu có chủ đích, và thậm chí không có chủ đích.

Gần đây, do việc triển khai quyết liệt của Bộ Giao thông vận tải, mà các lái xe, và chủ phương tiện có dụng ý xấu đã mua các thiết bị phá sóng GPS, với mục đích vô hiệu hóa các thiết bị giám sát hạ tầng, phục vụ mục đích thoát khỏi theo dõi của hệ thống quản lý của Tổng cục Đường bộ Việt Nam. Các thiết bị phá sóng này hiện đang được bán tràn lan trên thị trường với giá thành rất rẻ cỡ trên dưới 1 triệu đồng. Điều nguy hiểm là các xe có lắp đặt các thiết bị phá sóng này khi di chuyển qua các hệ thống định vị, dẫn đường, đồng bộ của cảng hàng không, trạm viễn thông, năng lượng… sẽ vô hiệu hóa các mô-đun định vị GNSS của các hệ thống này, dẫn tới gián đoạn dịch vụ.

Cơ hội

Việt Nam nằm ở khu vực “nóng” nhất về định vị sử dụng vệ tinh, tại bất kỳ thời điểm nào cũng nhận được ít nhất 30 vệ tinh từ tất cả các hệ thống. Điều này mang lại một môi trường định vị đa hệ thống thực sự cho Việt Nam.

Nếu như trước đây khoảng 10 năm, hệ thống duy nhất cung cấp dịch vụ định vị ổn định là GPS, với duy nhất một băng tần số phát tín hiệu định vị L1C/A, hiện tại, chúng ta đứng trước sự lựa chọn của hàng chục tín hiệu khác nhau, đến từ 6 hệ thống GNSS/RNSS.

Các tín hiệu mới này được thiết kế với tính chất năng lượng truyền cao hơn nhằm cải thiện khả năng tiếp nhận tín hiệu tại đầu thu ở những môi trường khó khăn như dưới tán cây; Mã trải phổ được truyền với tốc độ nhanh hơn dẫn tới việc có thể sử dụng các bộ tương quan hẹp, qua đó, nâng cao khả năng kháng nhiễu đa đường cho các bộ thu; Mã trải phổ dài hơn điều này làm tăng sự khác biệt về giá trị giữa đỉnh tự tương quan và các đỉnh tương quan chéo, qua đó, giảm tác động của nhiễu lên bộ thu; Tín hiệu được truyền đa kênh trên cùng một tần số trong đó có 1 kênh dành cho dữ liệu, và 1 kênh chỉ chứa mã. Kênh chưa mã được thiết kế nhằm nâng cao khả năng đồng bộ tín hiệu cho bộ thu, hướng tới việc cải thiện hiệu năng định vị trong các môi trường khó khăn; Cấu trúc tín hiệu được tối ưu, tránh can nhiễu lên các tín hiệu sẵn có nhằm tránh can nhiễu lên GPS L1C/A; Tích hợp các cơ chế xác thực tín hiệu tránh giả mạo tín hiệu định vị. 

Nhiều hệ thống, nhiều vệ tinh dẫn đến tăng số lượng vệ tinh cho mục đích định vị có thể được nhìn thấy tại mọi điểm trên Thế giới. Theo nguyên lý định vị, nhiều vệ tinh đồng nghĩa với cải thiện chỉ số DOP (Dillution of Precision), nghĩa là yếu tố của sự phân bố vệ tinh trên không gian ảnh hưởng đến sai số định vị. Ngoài ra, các nhà cung cấp hệ thống trong quá trình thiết kế đã thảo luận và có thể đi đến thỏa thuận như giữa GPS và Galileo, giữa GPS và QZSS… sao cho các tín hiệu đến từ các hệ thống này có thể được sử dụng lấp lẫn (interoperability), nghĩa là, các bộ thu không phân biệt đó là tín hiệu đến từ vệ tinh nào, cũng như không cần phải thay đổi cấu hình phần cứng để có thể hoạt động được đa hệ thống cùng lúc.

Giải pháp định vị đa hệ thống là khái niệm khác với việc bộ thu có thể hoạt động với nhiều hệ thống. Với định vị đa hệ thống, bộ thu không phân biệt tín hiệu đến từ vệ tinh thuộc hệ thống nào, các phép đo khoảng cách đến các vệ tinh này được đưa vào tính toán trong một giải thuật định vị phối hợp duy nhất. Trong khi, một bộ thu như có thể hoạt động với nhiều hệ thống: GPS, GLONASS, nhưng tại mỗi thời điểm có thể chỉ có duy nhất một hệ thống được sử dụng cho phép định vị.

 

Các tín hiệu định vị do các hệ thống GNSS/RNSS cung cấp

Bên cạnh đó, tín hiệu định vị dễ bị can nhiễu, dễ bị giả mạo, cũng như không có các cơ chế báo hiệu về độ tin cậy. Vì vậy, định vị đa hệ thống, đặc biệt với việc ra đời của hàng loạt các tín hiệu mới, với nhiều tính năng được thiết kế khác biệt so với GPS (xác thực, báo hiệu toàn vẹn dữ liệu…), được truyền đi trên nhiều băng tần số khác nhau sẽ góp phần nâng cao độ tin cậy của dịch vụ định vị.

Thêm vào đó, các tín hiệu cũng được thiết kế với cấu trúc tiên tiến nhằm mục đích kháng nhiễu, chống can thiệp, qua đó nâng cao khả năng tự đề kháng của bộ thu. Ngoài ra, việc linh hoạt trong lựa chọn tín hiệu, hệ thống, tùy theo đánh giá về chất lượng dịch vụ, cũng sẽ đảm bảo nâng cao tính liên tục, sự ổn định, và tin cậy của các hệ thống thiết bị sử dụng GNSS. 

Hiện tại, song song với các chương trình phát triển mới và hiện đại hóa, các nhà cung cấp dịch vụ GNSS/RNSS cũng đang tìm cách phát triển thị trường, thu hút người sử dụng. Vì vậy, họ rất coi trọng các chương trình hợp tác quốc tế để quảng bá công nghệ, ví dụ: Châu Âu tài trợ nghiên cứu, triển khai ứng dụng Galileo thông qua Cơ quan GNSS GSA và sử dụng kinh phí của Chương trình Horizon 2020, Trung Quốc tài trợ nghiên cứu về Beidou thông qua chương trình “Một vành đai, Một con đường”, cũng như sẵn sàng tài trợ thiết bị Beidou cho các nước trong khu vực Đông Nam Á…

Thêm vào đó, trước thực tế tồn tại của nhiều hệ thống, để có thể điều phối tránh các tác động tiêu cực không đáng có về mặt tín hiệu và hệ thống, cũng như thúc đẩy sự hợp tác vì mục đích dân dụng giữa các nhà cung cấp dịch vụ, Liên hiệp quốc đã thành lập Ủy ban Quốc tế về GNSS (The International Committee on Global Navigation Satellite Systems – ICG) vào năm 2005. Ngoài ra, ở khu vực, Tổ chức định vị đa hệ thống Châu Á – Châu Đại dương cũng ra đời năm 2010, với mục đích thúc đẩy ứng dụng định vị đa hệ thống trong khu vực.

Việc tham gia chủ động trong hợp tác với các nước cung cấp dịch vụ, cũng như các cơ chế hợp tác đa phương sẽ đem lại cho Việt Nam không những sự cập nhật về mặt công nghệ, mà còn qua đó xác định chính sách ứng dụng công nghệ này trong các lĩnh vực khác nhau, nhằm khai thác tối đa hiệu quả đem lại của môi trường định vị đa hệ thống.

Nguồn: monre.gov.vn

Các tin khác

Bài viết mới

Hội nghị Quốc gia "Khoa học Trái đất và Tài nguyên với phát triển bền vững"

Hội nghị Toàn quốc Khoa học Trái đất và Tài nguyên với Phát triển bền vững (ERSD) được Trường Đại học Mỏ - Địa chất cùng các đối tác trong và ngoài nước tổ chức 2 năm một lần, với mục đích tạo ra cơ hội để các nhà khoa học trong và ngoài nước giới thiệu những kết quả và hướng nghiên cứu khoa học mới, thảo luận về các xu thế và thách thức mới đối với nhiều lĩnh khác nhau của Khoa học Trái đất, Tài nguyên và các ngành khác có liên quan.

Chi tiết

Bộ môn Bản đồ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất kỷ niệm 45 năm thành lập

Ngày 26/9/2019, tại Hội trường 300, Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã long trọng tổ chức Lễ kỷ niệm 45 năm thành lập Bộ môn Bản đồ (1974 - 2019).

Chi tiết

Làm việc với Giáo sư Oh Jae Hong Đại học Hàng hải Hàn Quốc

Ngày 6 tháng 1 năm 2020, tại Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Ban chủ nhiệm khoa đã có buổi tiếp và làm việc với Giáo sư Oh Jae Hong của Đại học Hàng hải Hàn Quốc.

Chi tiết

Ký kết Biên bản thỏa thuận hợp tác giữa Trường Đại học Mỏ - Địa chất và Cục Bản đồ - Bộ Tổng Tham mưu

Trên cơ sở mối quan hệ hợp tác lâu bền giữa 2 đơn vị và dựa trên thế mạnh tiềm năng của 2 bên, được sự nhất trí của lãnh đạo 2 đơn vị nên sau một thời gian chuẩn bị, triển khai, hôm qua ngày 9/9/2020, đã diễn ra Lễ ký kết thỏa thuận hợp tác Trường Đại học Mỏ - Địa chất và Cục Bản đồ, Bộ Tổng Tham mưu.

Chi tiết

Khai mạc Khảo sát chính thức Đánh giá ngoài 04 chương trình đào tạo: Kỹ thuật Mỏ, Kỹ thuật Tuyển khoáng, Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ, Kỹ thuật Dầu khí

Trong bối cảnh hiện nay, khi cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ, thị trường lao động trong nước và trong khu vực ngày càng có sự cạnh tranh quyết liệt thì việc nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực có ý nghĩa thiết thực đối với các cơ sở giáo dục đại học nói chung và Trường Đại học Mỏ - Địa chất nói riêng. Luật Giáo dục Đại học sửa đổi năm 2018 nêu rõ trách nhiệm của các cơ sở giáo dục đại học phải thường xuyên tự đánh giá, cải tiến, nâng cao chất lượng đào tạo; định kỳ kiểm định chương trình đào tạo và kiểm định cơ sở giáo dục đại học và phải công bố công khai kết quả đánh giá và kiểm định chất lượng tren trang thông tin điện tử của Bộ Giáo dục và Đào tạo, của cơ sở giáo dục đại học và phương tiện thông tin đại chúng.

Chi tiết

Công nghệ 3S

Tác giả: PGS.TS Nguyễn Trường Xuân, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2014

Chi tiết

Lý thuyết khớp ảnh

Tác giả: PGS.TS Nguyễn Trường Xuân, Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, năm 2012

Chi tiết

Ngành Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ

Ngành Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ

Chi tiết

Chương trình đào tạo Đại học

- Chương trình đào tạo Đại học

Chi tiết