Chương trình GPS III (Phần 1)

image006_6

Chương trình GPS III (Phần 1)

GPS III – Chương trình hiện đại hoá và nâng cấp toàn diện hệ thống GPS hiện thời của Chính phủ Hoa Kỳ đang được cộng đồng thế giới quan tâm đặc biệt bên cạnh Galileo, GLONASS và COMPASS. Mặc dù GPS III là chương trình rất tốn kém, nhưng Chính phủ của Tổng thống Obama đã chấp nhận chi ngân sách phục vụ cho chương trình này trong thời gian 5 năm tới (vui lòng xem Bản tin số 11 và Bản tin số 12).

Để giúp cộng đồng người sử dụng công nghệ định vị vệ tinh GNSS tại Việt Nam có thể hình dung tổng quan và đầy đủ hơn về Chương trình GPS III, nhóm Kỹ thuật của Công ty TNHH ANTHI Việt Nam sẽ lần lượt giới thiệu tới Quý Độc giả toàn bộ nội dung cơ bản của Chương trình này qua các Bản tin Công nghệ hàng tuần. Kính mời Quý Độc giả đón đọc.

image001_3

1. Phòng ống nhiệt GPS III GPF; 2. Khu vực hoàn tất lắp ráp GPS III GPF; 3. Cấu trúc lõi của GPS III GNST; 4. Bảng dẫn đường GPS III GNST đã lắp đặt hợp phần sấy nóng; 5. Phòng nghiên cứu tín hiệu GPS III GPF.

Phần 1

GPS III – Mang đến những tính năng mới cho cộng đồng thế giới

Thế hệ tiếp theo của các vệ tinh GPS hiện nay là GPS III, các vệ tinh thế hệ mới này đang được phát triển để mang đến những cải thiện về khả năng và những tính năng mới cho người sử dụng trên khắp thế giới. Trong khuôn khổ bài báo này, các tác giả Willard Marquis và Michael Shaw – Công ty Các hệ thống Không gian Lockhed Martin là Công ty hiện đang thiết kế và chế tạo những vệ tinh GPS thế hệ mới, sẽ mô tả ­­­những đặc tính kỹ thuật và yêu cầu vận hành của GPS III để tạo ra được những lợi ích cho cộng đồng.

Tháng Năm năm 2008, Công ty Các hệ thống Không gian Lockhed Martin đã nhận được hợp đồng từ Không lực Hoa Kỳ (USAF) để phát triển hệ thống mới, đó chính là các vệ tinh GPS thế hệ thứ ba – GPS III. Các tàu không gian GPS III SV (Space Vehicle) đã được thiết kế hoàn chỉnh và hiện đang trong giai đoạn chế tạo để mang lại những tính năng mới cho tương lai, phục vụ tốt hơn các ứng dụng định vị, dẫn đường, xác định thời gian (viết tắt PNT) cho người sử dụng trong cả hai lĩnh vực quân sự và dân sự trên khắp thế giới.

image003_5

Hình 1: GPS III trên Quỹ đạo

Các tàu không gian GPS III SV đã vượt qua giai đoạn kiểm tra thiết kế bắt buộc (CDR) vào Tháng Tám năm 2010 – sớm hơn hai tháng theo kế hoạch. CDR đánh dấu việc hoàn thành giai đoạn thiết kế của GPS III, hiện dự án đã chuyển qua và đang vận hành giai đoạn chế tạo kết hợp với tích hợp và thử nghiệm trong những năm tiếp theo. Chương trình sẽ tiếp tục theo kế hoạch đã vạch ra để có được tàu không gian GPS III SV sẵn sàng cho việc phóng lên quỹ đạo vào năm 2014.

Kể từ Bản tin Công nghệ này chúng tôi sẽ giới thiệu tới Quý Độc giả những đặc điểm cơ bản của tàu không gian SV thế hệ mới, cùng với những tính năng nâng cấp gắn liền với chúng, những đặc điểm giống và khác nhau khi so sánh các vệ tinh GPS thế hệ ba với vệ tinh GPS thế hệ trước đây. Chúng tôi cũng sẽ làm rõ hơn những hệ thống thứ cấp cơ bản của các tàu không gian GPS III SV được thiết kế và chế tạo bởi Lockhed Martin, nhà thầu phụ cung cấp hợp phần dẫn đường cho vệ tinh, hợp phần ITT; nhà thầu phụ cung cấp hợp phần kết nối truyền tin, các hệ động lực chung; và một số các nhà thầu phụ quan trọng khác. Các Bản tin Công nghệ cũng sẽ mang đến cho Quý Độc giả những giới thiệu cơ bản liên quan đến các dịch vụ và cấu trúc những tín hiệu mới chỉ có trong các tàu không gian GPS III SV thế hệ mới, các bộ mô phỏng tàu không gian, và toàn bộ cơ sở hạ tầng phục vụ cho việc lắp ráp tàu không gian thế hệ mới.

Nhu cầu đối với GPS III: GPS III là yêu cầu tất yếu nhằm mục đích duy trì trùm vệ tinh GPS và nâng cấp các dịch vụ PNT để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng trong tương lai. Những tính năng mới của GPS III, với tín hiệu mới L1C, công suất tín hiệu mạnh hơn, độ chính xác cao hơn, tuổi thọ các tàu vệ tinh dài hơn, mức độ sẵn sàng của tín hiệu vệ tinh cũng tốt hơn, đồng thời cũng duy trì hệ thống GPS như một “Tiêu Chuẩn Vàng” cho tất cả các hệ thống định vị dẫn đường vệ tinh trên thế giới.

image006_6

Hình 2: Trùm vệ tinh GPS vào năm 2015

GPS III cũng cần thiết để duy trì tính bền vững cho trùm vệ tinh trên quỹ đạo (Hình 2) trong ngắn hạn, tiếp theo giai đoạn hoàn chỉnh của chương trình phóng các vệ tinh GPS Block IIF hiện thời. Tổng số 10 tàu không gian GPS IIF SV sẽ thay thế cho 13 tàu không gian GPS IIA SV hiện đang trên quỹ đạo, các vệ tinh này cũng đã vượt qua tuổi thọ mong đợi của Không lực Hoa Kỳ. GPS III sau đó sẽ thay thế cho các tàu không gian thế hệ cũ thuộc Block IIR SV, đây là phần tối quan trọng nhằm mục đích duy trì phần xương sống của trùm vệ tinh định vị GPS trong những năm kế tiếp.

Các tàu không gian GPS III SV cũng có khả năng sử dụng tính năng của mình để lựa chọn PRN ở mức cao (38-63) đối với các tàu không gian hoạt động, cho phép có nhiều hơn 32 tàu không gian GPS phát tín hiệu định vị trong trùm vệ tinh. Điều này cho phép cải thiện độ chính xác và tăng cường vùng phủ trùm tín hiệu định vị đến khắp nơi trên trái đất. Khả năng có thể mở rộng của GPS III và dây chuyền sản xuất đang hoạt động cũng cho phép điều chỉnh một cách dễ dàng, để thoả mãn những yêu cầu thay đổi bất thường cũng như những sự cố chưa lường trước được nhằm đảm bảo đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu của người sử dụng GPS trong tương lai.

Share this post