Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN ISO 19116:2018 Thông tin địa lý - Các phương tiện định vị

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN ISO 19116:2018

 ISO 19116:2012

THÔNG TIN ĐỊA LÝ- CÁC PHƯƠNG TIỆN ĐỊNH VỊ

Geographic information - Positioning services

Lời nói đầu

TCVN ISO 19116:2018 hoàn toàn tương đương ISO 19116:2004.

TCVN ISO 19116:2018 do Cục Đo đạc, Bản đồ và Thông tin địa lý Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

0.1  Tổng quan

Các dịch vụ định vị là một trong những dịch vụ xử lý được xác định trong ISO 19119. Dịch vụ xử lý bao gồm các dịch vụ theo định hướng tính toán và vận hành theo các yếu tố từ phạm vi mô hình, thay vì tích hợp trực tiếp vào phạm vi mô hình đó. Tiêu chuẩn này định nghĩa và mô tả các dịch vụ định vị. Các dịch vụ trong phần này gồm chuyển đổi hệ tọa độ, chuyển đổi hệ mét, chuyển đổi định dạng, dịch ngữ nghĩa, v.v.

Các dịch vụ định vị sử dụng đa dạng các công nghệ có chức năng cung cấp vị trí và thông tin liên quan cho đa dạng các ứng dụng khác nhau, như mô tả trong Hình 1. Mặc dù các công nghệ khác nhau ở nhiều khía cạnh, những điểm quan trọng của thông tin thường có tính chất tương tự và phục vụ nhu cầu chung trong các lĩnh vực ứng dụng, chẳng hạn như các dữ liệu vị trí, thời gian quan trắc và độ chính xác của dữ liệu. Ngoài ra, một số thông tin chỉ áp dụng cho các công nghệ đặc thù và đôi lúc cần phải có các thông tin này để đảm bảo việc sử dụng đúng kết quả định vị, chẳng hạn như cường độ tín hiệu, các yếu tố hình học và các trị đo thô. Vì vậy, Tiêu chuẩn này bao gồm yếu tố dữ liệu chung có thể áp dụng cho rất nhiều các dịch vụ định vị và các yếu tố công nghệ cụ thể chỉ liên quan đến các công nghệ đặc thù.

Hình 1: Giao diện dịch vụ định vị cho phép giao tiếp dữ liệu vị trí của nhiều công nghệ định vị và người dùng

Công nghệ định vị điện tử hiện đại có thể đo tọa độ của một vị trí nằm trên hoặc ở gần Trái đất với thời gian ngắn và độ chính xác cao, do đó cho phép một đối tượng bất kỳ được gắn với các hệ thống thông tin địa lý. Tuy nhiên, các công nghệ xác định vị trí hiện tại vẫn chưa có một cấu trúc chung để thể hiện thông tin vị trí, cũng như một cấu trúc chung để thể hiện độ chính xác. Giao diện các dịch vụ định vị được quy định trong Tiêu chuẩn này cung cấp các cấu trúc dữ liệu và các tính toán cho phép các hệ thống định hướng không gian, chẳng hạn như GIS, sử dụng hiệu quả hơn các công nghệ này, thông qua việc cho phép khả năng tương tác giữa các hệ thống xử lý khác nhau và các công nghệ khác nhau.

Giao diện này có thể được áp dụng cho sự “giao tiếp” giữa bất kỳ thành phần nào của hệ thống tạo ra và khai thác thông tin vị trí. Các hệ thống này có thể tích hợp thiết bị cung cấp thông tin cập nhật vị trí cho một hoặc nhiều thiết bị khai thác - định vị để xử lý, lưu trữ, và hiển thị dữ liệu. Ví dụ, một hệ thống hiển thị dẫn đường có thể bao gồm các thành phần như chức năng ghi lại thông tin để lưu trữ quá trình di chuyển phương tiện, công cụ xử lý cho phép tính toán các chỉ dẫn cập nhật dọc tuyến đường thiết kế dựa trên các điểm lộ trình đã được lưu trữ, và một thiết bị hiển thị thể hiện vị trí hiện tại, hướng đường chỉ dẫn được tính toán, và bản đồ từ thông tin tọa độ lưu trữ.

Tiêu chuẩn này quy định một giao diện truyền tải thông tin về vị trí và các thông tin liên quan khác giữa các thành phần bất kỳ thuộc giao diện, và giao diện này phải có đủ khả năng cho phép “giao tiếp” giữa các thiết bị cung cấp vị trí và bất kỳ thiết bị sử dụng vị trí nào được kết nối. Các giao diện phụ cũng có thể tồn tại trong một hệ thống như vậy, ví dụ như giao diện cung cấp bản đồ mô tả thông tin tọa độ được lưu trữ, tuy nhiên, chúng không thuộc phạm vi của Tiêu chuẩn này.

Các dịch vụ định vị tiêu chuẩn cung cấp các hệ thống máy khách Client cho phép việc truy cập vào kết quả định vị và thông tin liên quan một cách thống nhất, phân tách máy khách Client từ các giao thức đa dạng có thể được sử dụng để “giao tiếp” với các thiết bị định vị. Ví dụ, một dịch vụ định vị - nhận dạng có thể liên lạc với một máy thu GNSS sử dụng giao thức thông dụng NMEA 0183, chuyển đổi các thông tin, và cung cấp các kết quả định vị đến màn hình hiển thị thông tin địa lý của máy khách Client thông qua giao diện chuẩn ISO 19116 được quy định tại văn bản này. Một dịch vụ định vị - nhận dạng khác có thể liên lạc với một máy thu GNSS sử dụng giao thức nhị phân độc quyền của nhà sản xuất. Thông qua việc sử dụng các giao diện dịch vụ định vị chuẩn hóa, các giao thức truyền tín hiệu phần cứng trở nên dễ hiểu cho các ứng dụng của máy khách Client.

Sự phát triển của các giao thức truyền thông mới bám sát cấu trúc dữ liệu được mô tả trong Tiêu chuẩn này cũng được dự báo. Các tiêu chuẩn “giao tiếp” này sẽ đáp ứng tốt các yêu cầu thông tin của giao diện dịch vụ định vị và làm cho việc hoán đổi mô-đun các cấu phần công nghệ định vị được thuận tiện.

0.2  Khả năng sử dụng của dịch vụ

Việc áp dụng các Tiêu chuẩn này được minh họa đơn giản hóa trong Hình 2, nhằm hỗ trợ người dùng thu nhận tọa độ từ một máy thu GNSS.

Hình 2 - Trường hợp sử dụng để tiếp nhận tọa độ từ một dịch vụ định vị

Đầu tiên, các thiết bị dịch vụ định vị truyền dữ liệu nhận dạng thiết bị để người dùng có thể xác định các loại hệ thống định vị, trong trường hợp này là một máy thu GNSS, trong khi hệ thống đang hoạt động.

Tiếp theo, người dùng cài đặt máy thu GNSS cho phép cung cấp tọa độ trong hệ quy chiếu tọa độ yêu cầu (CRS) thông qua giao diện bằng cách thực hiện các thao tác cài đặt. Ví dụ như, hệ quy chiếu tọa độ có thể được thiết lập cho NAD27 Virginia State Plane, North Zone, US Survey feet. Chú ý rằng với việc sử dụng các tên/khái niệm CRS đã được công nhận phù hợp với cấu trúc ISO 19111, người dùng tránh được một số vấn đề phức tạp về việc định nghĩa hệ quy chiếu tọa độ, thông qua việc sử dụng một hệ quy chiếu và phép chiếu bản đồ đã được đặt tên, và hệ thống diễn giải những dữ liệu này và khai báo tập hợp các tham số đã xác định trước.

Bằng cách thực hiện các thao tác công nghệ cụ thể trên setOperatingConditions, người dùng có thể thiết lập các điều kiện vận hành nhất định cho hệ thống, theo đó việc xác định vị trí sẽ được thực hiện theo ý muốn người dùng. Ví dụ, người dùng đặt ngưỡng độ cao vệ tinh của máy thu GNSS để các vệ tinh ở góc độ thấp trên bầu trời, do chịu ảnh hưởng nhiều hơn bởi đoạn tín hiệu qua lớp khí quyển, được loại ra khỏi tính toán. Một số điều kiện hoạt động khác, chẳng hạn như vị trí thực tế hiện tại của các vệ tinh có thể quan trắc, người dùng không thể kiểm soát được và sẽ được xác định bởi hệ thống.

Sau đó hệ thống thực hiện các phép đo theo các điều kiện hoạt động của tín hiệu từ các vệ tinh GNSS và sử dụng các phép đo đó để tính toán vị trí trong hệ quy chiếu tọa độ quy định.

Cuối cùng, vị trí tính toán được thông báo cho người dùng thông qua các đối tượng dữ liệu PS_Observation.

Hệ thống định vị cũng thông báo về điều kiện vận hành để giúp người dùng quyết định có nên sử dụng các giá trị vị trí hay không. Ví dụ, một trong những chỉ tiêu chất lượng giải pháp là giá trị chỉ số phân tán độ chính xác (DOP), dựa trên hình dạng của các vệ tinh quan trắc để xác định vị trí.

Việc giao tiếp thông tin này được thực hiện thông qua các cấu trúc dữ liệu chuẩn đến thiết bị hiển thị của người dùng, nơi kết quả được hiển thị cho người dùng.

THÔNG TIN ĐỊA LÝ - CÁC PHƯƠNG TIỆN ĐỊNH VỊ

Geographic information - positionning

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định cấu trúc dữ liệu và nội dung của giao diện cho phép “giao tiếp” giữa các thiết bị cung cấp-vị trí và thiết bị sử dụng-vị trí để các thiết bị sử dụng-vị trí có thể tiếp nhận và phân biệt rõ thông tin vị trí và xác định khả năng đáp ứng của các kết quả đối với yêu cầu của người dùng. Một giao diện chuẩn của thông tin địa lý tích hợp vị trí cho phép tích hợp thông tin vị trí từ các công nghệ định vị khác nhau vào nhiều ứng dụng thông tin địa lý, như đo đạc, dẫn đường, hệ thống giao thông thông minh. Tiêu chuẩn này sẽ có ích cho nhiều ứng dụng mà trong đó thông tin vị trí giữ vai trò quan trọng.

2  Sự phù hợp

Tiêu chuẩn này định nghĩa hai mức độ tương thích: cơ bản (đó là tất cả hệ thống xử lý phải đáp ứng) và mở rộng (đối với dữ liệu công nghệ cụ thể liên quan đến hệ thống định vị). Bất kỳ dịch vụ định vị hoặc sản phẩm nào khẳng định phù hợp với phần này của Tiêu chuẩn quốc tế đều phải đạt tất cả các yêu cầu được mô tả trong các bộ kiểm tra lý thuyết tương ứng quy định tại Phụ lục A.

3  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng Tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ISO 1000: 1992, Các đơn vị SI và khuyến nghị cho việc sử dụng các bội số của chúng và của một số đơn vị khác

TCVN ISO/TS 19103), Thông tin địa lý - Ngôn ngữ lược đồ khái niệm

TCVN ISO 19108), Thông tin địa lý - Lược đồ thời gian

TCVN ISO 19111: 2003, Thông tin địa lý - Quy chiếu không gian bằng tọa độ

TCVN ISO 19113: 2002, Thông tin địa lý - Các nguyên tắc chất lượng

TCVN ISO 19114: 2003, Thông tin địa lý - Các thủ tục đánh giá chất lượng

TCVN ISO 19115: 2003, Thông tin địa lý- Siêu dữ liệu

4  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

4.1

độ chính xác

Sự gần giống nhau giữa kết quả kiểm thử và giá trị tham chiếu được chấp nhận

[TCVN 8244-1 (ISO 3534-1)]

CHÚ THÍCH Đối với dịch vụ định vị, kết quả kiểm tra là một giá trị hoặc tập hợp các giá trị đo được.

4.2

Có hướng

Hướng của vật thể, được mô tả bằng các góc giữa các trục của hệ tọa độ (4.5) của thân vật thể đó và các trục của một hệ tọa độ bên ngoài. (4.5)

CHÚ THÍCH Trong các dịch vụ định vị, đây thường là có hướng thềm ga của phương tiện sử dụng như là máy bay, thuyền hoặc ô tô.

4.3

Tọa độ

một trong một chuỗi n số xác định vị trí của một điểm trong không gian n chiều [ISO 19111]

CHÚ THÍCH: Trong một hệ quy chiếu tọa độ, các số cần được phân rõ bởi đơn vị.

4.4

Hệ quy chiếu tọa độ

hệ tọa độ (4.5) được liên kết với thế giới thực bằng số liệu gốc (4.6)

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH Đối với hệ quy chiếu trắc địa và độ cao, hệ quy chiếu này được gắn liền với Trái đất.

4.5

Hệ tọa độ

tập các quy tắc toán học dùng để xác định phương thức chỉ định tọa độ (4.3) cho các điểm [ISO 19111]

4.6

Số liệu gốc

tham số, hoặc tập các tham số có vai trò tham chiếu hoặc làm cơ sở cho việc tính toán các tham số khác

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH 1 Số liệu gốc định nghĩa vị trí của gốc, tỷ lệ, và góc quay của các trục hệ tọa độ.

CHÚ THÍCH 2 Số liệu gốc có thể là hệ quy chiếu trắc địa, hệ quy chiếu độ cao hoặc hệ quy chiếu kỹ thuật.

4.7

Độ cao elipxoit

Độ cao trắc địa

h

khoảng cách của một điểm từ elipxoit đo dọc theo đường pháp tuyến từ elipxoit đến điểm này, có giá trị dương nếu hướng lên trên hoặc nằm ngoài elipxoit

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH Chỉ được sử dụng như là một phần của một hệ tọa độ trắc địa 3-chiều và không được sử dụng riêng lẻ.

4.8

Số liệu gốc trắc địa

Số liệu gốc (4.6) mô tả mối quan hệ của một hệ tọa độ (4.5) với Trái đất

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH: Trong hầu hết các trường hợp, hệ quy chiếu trắc địa bao gồm một định nghĩa elipxoit.

4.9

Độ cao trọng lực

H

Độ cao (4.10) phụ thuộc vào trường trọng lực của Trái đất

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH trong trường hợp ngoại lệ, độ cao thủy chuẩn hoặc độ cao thường đều xấp xỉ khoảng cách của điểm đó trên mực nước biển trung bình.

4.10  Độ cao

h

H

khoảng cách của một điểm từ bề mặt tham chiếu được chọn dọc theo đường vuông góc với bề mặt đó

[ISO 19111]

CHÚ THÍCH 1 Xem độ cao elipxoit và độ cao trọng lực.

CHÚ THÍCH 2 Độ cao của một điểm bên ngoài bề mặt có giá trị dương; độ cao âm được chỉ định là độ sâu.

4.11

Hệ thống định vị quán tính

Hệ định vị (4.21) sử dụng gia tốc kế, con quay hồi chuyển, và máy tính như các cấu phần nguyên vẹn để xác định tọa độ (4.3) các điểm hay đối tượng liên quan so tới một điểm tham chiếu đã biết ban đầu

4.12

Hệ thống định vị tích hợp

Hệ thống định vị (4.21) kết hợp hai hay nhiều công nghệ định vị

CHÚ THÍCH Các phép đo được thực hiện bằng mỗi công nghệ định vị trong một hệ thống tích hợp có thể là vị trí, chuyển động, hay tư thế. Có thể có trị đo dư thừa. Khi kết hợp, một vị trí hợp nhất, chuyển động, hay tư thế được xác định.

4.13

Hệ thống định vị tuyến tính

Hệ thống định vị (4.21) đo khoảng cách từ một điểm tham chiếu cùng một lộ trình

VÍ DỤ Một đồng hồ đo lường dùng chung cho các điểm gốc được xác định trước theo dặm hoặc km dọc theo một định tuyến cung cấp một tham chiếu tuyến tính tới một vị trí

4.14

Hệ thống tham chiếu tuyến tính

Hệ thống tham chiếu nhận dạng một địa điểm bằng cách tham chiếu đến một phân đoạn của một đối tượng địa lý tuyến tính và khoảng cách theo phân đoạn đó từ một điểm đã cho.

CHÚ Ý hệ quy chiếu tuyến được sử dụng rộng rãi trong giao thông vận tải, ví dụ tên đường cao tốc và các cột mốc dặm hoặc km.

4.15

Phép chiếu bản đồ

chuyển đổi tọa độ (4.3) từ một hệ tọa độ trắc địa (4.5) tới một mặt phẳng

[ISO 19111]

4.16

Sự chuyển động

thay đổi vị trí của một đối tượng theo thời gian, biểu thị bởi một thay đổi các giá trị tọa độ (4.3) đối với một khung tham chiếu cụ thể

VÍ DỤ Đây có thể là chuyển động của cảm biến vị trí gắn trên xe hoặc các phương tiện khác, hoặc chuyển động của một đối tượng được theo dõi bằng hệ thống định vị.

4.17

Các điều kiện hoạt động

Các tham số ảnh hưởng đến việc xác định các giá trị hệ tọa độ (4.3) bằng một hệ thống định vị (4.21)

CHÚ THÍCH phép đo trong lĩnh vực này bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thiết bị và môi trường, bao gồm cả điều kiện khí tượng, phương pháp tính toán và giới hạn, sự không hoàn chỉnh thiết bị, sự hiệu chỉnh không đầy đủ hoặc cân bằng thiết bị, và, trong trường hợp sử dụng hệ thống đo lường quang học, sai số đo quang học của người đo. Kết quả cho các vị trí có thể bị ảnh hưởng bởi các mối quan hệ hình học của các dữ liệu quan trắc và / hoặc mô hình toán học được sử dụng trong các phần mềm xử lý.

4.18

Hệ thống định vị quang học

Hệ thống định vị (4.21) xác định vị trí của đối tượng bằng các giá trị trung bình các đặc tính của ánh sáng.

VÍ DỤ Toàn đạc điện tử: thuật ngữ thường được sử dụng cho một hệ thống định vị quang học tích hợp kết hợp một máy kinh vĩ điện tử và một công cụ đo khoảng cách điện từ thành một thiết bị duy nhất với bộ vi xử lý nội bộ cho các tính toán tự động.

4.19

Chỉ số hiệu suất

Các tham số bên trong các hệ thống định vị (4.21) biểu thị mức độ về hiệu quả đạt được.

CHÚ Ý Các chỉ số hiệu suất có thể được dùng như bằng chứng kiểm soát - chất lượng của hệ thống định vị và/hoặc giải pháp định vị. Việc kiểm soát chất lượng bên trong có thể bao gồm các yếu tố như cường độ tín hiệu các tín hiệu vô tuyến nhận được [chỉ số biểu thị cường độ tương đối tín hiệu (SNR)], chỉ số phân tán độ chính xác (DOP) do giới hạn về hình học trong các hệ thống định vị vô tuyến, và hệ số chất lượng hệ thống cụ thể (FOM).

4.20

Độ chính xác vị trí

gần nhất của giá trị tọa độ (4.3) với giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận trong một hệ quy chiếu quy định

CHÚ THÍCH Cụm từ “chính xác tuyệt đối” đôi khi được sử dụng cho các khái niệm này để phân biệt nó với độ chính xác vị trí tương đối. Khi giá trị tọa độ thực có thể không được biết tuyệt đối, độ chính xác thường được kiểm tra bằng cách so sánh với các giá trị có sẵn mà có thể được chấp nhận như là giá trị đúng.

4.21

Hệ thống định vị

hệ thống các cấu phần thiết bị và tính toán cho việc xác định vị trí

CHÚ THÍCH Ví dụ như hệ thống định quán tính, tích hợp, tuyến tính, quang học và vệ tinh.

4.22

Độ chính xác

đo lường về khả năng lặp lại của một tập các phép đo lường

CHÚ THÍCH trị đo đúng thường được biểu diễn như một giá trị thống kê dựa trên một tập hợp các trị đo lặp lại nhiều lần, chẳng hạn như độ sai lệch tiêu chuẩn từ giá trị trung bình của các mẫu.

4.23

Vị trí tương đối

Vị trí của một điểm so với vị trí của các điểm khác

CHÚ THÍCH mối quan hệ không gian của một điểm liên quan đến các điểm khác có thể là một, hai hoặc 3-chiều.

4.24

Độ chính xác vị trí tương đối

Sự gần giống nhau của giá trị khác về tọa độ (4.3) với giá trị đúng hay được chấp nhận trong một hệ quy chiếu quy định

CHÚ THÍCH các điều khoản liên quan chặt chẽ như độ chính xác địa phương được sử dụng ở các nước, các cơ quan và các nhóm ứng dụng khác nhau. Trong trường hợp sử dụng thuật ngữ như vậy, cần đưa ra mô tả thuật ngữ.

4.25

Hệ thống định vị vệ tinh

Hệ thống định vị (4.21) dựa trên cơ sở thu nhận các tín hiệu phát từ các vệ tinh

CHÚ THÍCH: Trong nội dung này, định vị vệ tinh có nghĩa là sử dụng các tín hiệu vô tuyến truyền từ các đối tượng nhân tạo “hoạt động” quay quanh trái đất và nhận được qua các phương tiện “thụ động” trên hoặc gần bề mặt trái đất để xác định vị trí, vận tốc, và/hoặc thuộc tính của một đối tượng. Ví dụ GPS và GLONASS.

4.26

Độ không đảm bảo

Các tham số liên quan đến kết quả đo lường, mô tả sự phân tán các giá trị mà nó có thể được tạo nên thuộc tính một cách hợp lý cho đại lượng cần đo

[GUM]

CHÚ THÍCH Khi chất lượng về độ chính xác hoặc trị đo đúng các giá trị được đo, như hệ tọa độ, được mô tả theo định lượng thì tham số về chất lượng là một sự ước tính về độ không đảm bảo các kết quả đo. Vì độ chính xác là một khái niệm mang tính định lượng, ta không nên sử dụng về định lượng độ chính xác mà sử dụng các số liên kết với nó; các con số phải được kết hợp với các đơn vị đo của độ không đảm bảo thay thế.

4.27

Đơn vị đo lường

Khối lượng tham chiếu được lựa chọn từ một nhóm đơn vị tương đương [thích hợp theo ISO 31-0, 2.1]

CHÚ THÍCH Trong các dịch vụ định vị, các đơn vị thông thường của phép đo hoặc là các đơn vị góc hoặc là các đơn vị chiều dài. Việc thực thi các dịch vụ định vị phải phân biệt rõ ràng giữa các đơn vị SI và các đơn vị không SI. Khi các đơn vị không SI được dùng, nó yêu cầu những liên quan của chúng với các đơn vị SI được quy định.

4.28  Số liệu gốc thẳng đứng

Số liệu gốc (4.6) mô tả quan hệ độ cao trọng lực (4.9) đối với Trái đất [ISO 19111]

CHÚ THÍCH: Trong hầu hết các trường hợp, số liệu gốc dọc sẽ liên quan đến mức nước biển trung bình. Chiều cao elipxoit được coi như liên quan đến hệ tọa độ elipxoit ba chiều tham chiếu với số liệu gốc trắc địa. Các số liệu gốc dọc bao gồm các các số liệu gốc sóng âm (được sử dụng cho mục đích thủy văn), trong trường hợp các chiều cao có thể là âm hoặc chiều sâu cũng tương tự.

5  Ký hiệu, chữ viết tắt và ký hiệu UML

5.1  Ký hiệu và cụm từ viết tắt

C/A mã nhiễu giả ngẫu nhiên của GPS và GLONASS

CRS Hệ quy chiếu tọa độ

DOP Độ suy giảm chính xác

DGPS GPS phân sai

FOM Hệ số chất lượng

GDOP Độ chính xác không gian 3D

GIS Hệ thống thông tin địa lý

GLONASS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (Liên bang Nga)

GNSS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (khái niệm chung)

GPS Hệ thống định vị toàn cầu (USA)

HDOP Độ chính xác mặt phẳng 2D

ITRF Khung tham chiếu mặt đất quốc tế

Ln Sự truyền tín hiệu trong quy định của tần số L phổ sóng vô tuyến; hậu tố V chỉ phần tần số cho một tần số xác định như GPS L1 hoặc GLONASS L1

LORAN-C hệ thống định vị vô tuyến

NADyy Hệ quy chiếu Bắc Mỹ; hai chữ cuối là hai chữ số cuối của năm

NMEA Hiệp hội Điện tử Hàng hải Quốc gia

PDOP Độ chính xác vị trí không gian 3D

Dịch vụ định vị chính xác PPS của hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu

RAIM Giám sát tính toàn vẹn độc lập của máy thu

RINEX Khuôn dạng trao đổi độc lập máy thu

RMS Trung phương

RMSE Sai số trung phương

SI Hệ thống các đơn vị đo

SNR Tỷ số nhiễu tín hiệu

SV Tàu vũ trụ

TDOP Độ chính xác tiêu chuẩn thời gian

UML Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất

UTM Phép chiếu hình trụ ngang Mercator

UTC Thời gian quốc tế

VDOP Độ chính xác độ cao tiêu chuẩn

WAAS Hệ thống cải chính diện rộng

5.2  Ký hiệu UML

Các biểu đồ xuất hiện trong Tiêu chuẩn này được trình bày sử dụng ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (UML). Một số phần tử quan trọng của ký hiệu UML được thể hiện trong Hình 3.

Hình 3 Ký hiệu UML

5.3  Các mẫu phân loại mô hình UML

Một mẫu phân loại UML là cơ chế mở rộng cho các khái niệm UML hiện có. Nó là một phần tử mô hình được sử dụng để phân loại (hoặc đánh dấu) các phần tử UML khác để chúng, trong một số ngoại lệ, hoạt động như các trường hợp của các lớp ảo mới hay lớp siêu mô hình giả lập có hình thức dựa trên các lớp siêu mô hình nền tảng có sẵn. Mẫu phân loại tăng thêm các cơ chế phân loại trên cơ sở hệ thống phân cấp lớp siêu mô hình UML. Dưới đây là mô tả ngắn gọn về các mẫu phân loại được sử dụng trong Tiêu chuẩn này. Đối với mô tả chi tiết hơn, tham khảo ISO/TS 19103.

Trong tiêu chuẩn này, các mẫu phân loại sau đây được sử dụng.

a) «DataType» mô tả một tập các giá trị không có nhận dạng (tồn tại độc lập và có khả năng gây ra các ảnh hưởng phụ). Các kiểu dữ liệu bao gồm các loại nguyên thủy được xác định trước và các loại do người dùng định nghĩa. Do đó kiểu dữ liệu là một lớp có hoặc không có hoạt động, với mục đích chính là để chứa trạng thái trừu tượng của lớp khác.

b) «CodeList» được sử dụng để mô tả một danh sách mở. «CodeList» là một kiểu liệt kê linh hoạt. Danh sách mã rất hữu dụng cho việc thể hiện một danh sách các giá trị tiềm năng. Nếu các phần tử của danh sách được nhận biết, hệ thống số đếm cần được sử dụng; nếu chỉ các giá trị tiềm năng của các phần tử được nhận biết, một danh sách mã cần được sử dụng.

c) lớp «Abstract» (hoặc phân loại khác) mà không thể được khởi tạo trực tiếp. Ký hiệu UML cho điều này hiển thị tên bằng chữ in nghiêng.

d) «Interface» xác định tập hợp các phép toán đặc trưng cho hoạt động của phần tử.

e) «Package» cụm của các thành phần liên quan hợp lý, có chứa các gói con.

5.4  Gói chữ viết tắt

Hai chữ cái viết tắt được sử dụng để biểu thị các gói có chứa một lớp. Những chữ viết tắt đầu là tên lớp, nối với nhau bằng ký hiệu Dưới đây là danh mục những từ viết tắt, cùng với tham chiếu đến các Tiêu chuẩn quốc tế mà trong đó các lớp được sắp xếp.

6  Mô hình các dịch vụ định vị

6.1  Giới thiệu

Các dịch vụ định vị cung cấp một phương tiện để nhận thông tin vị trí của một điểm hoặc đối tượng. Việc giao tiếp dữ liệu với một dịch vụ định vị được chia thành ba lớp:

a) Thông tin hệ thống - được tổ chức trong lớp PS_System, xác định hệ thống và các khả năng của hệ thống;

b) Thông tin phiên quan trắc - được tổ chức trong lớp PS_Session, xác định một ca hoạt động của hệ thống;

c) Thông tin phương thức - được tổ chức trong lớp PS_ObservationMode, xác định các cấu hình được sử dụng trong mỗi phương thức tính toán, các quan trắc định vị (kết quả) và bất kỳ thông tin chất lượng liên quan.

Các lớp thông tin này sử dụng các phần tử được quy định tại một số các tiêu chuẩn ISO khác, xem Hình 4 - miêu tả mối quan hệ giữa các phần tử là các gói UML.

Hình 4 - Sơ đồ gói thể hiện mối quan hệ với các phần tử trong các tiêu chuẩn ISO khác

6.2  Cấu trúc dữ liệu tĩnh của các lớp dịch vụ định vị

Dịch vụ này được truy cập thông qua giao diện hoạt động trên các lớp dữ liệu, tạo ra và hủy bỏ các phiên bản nếu cần thiết, và thiết lập và nhận thông tin cần từ dịch vụ định vị. Tiêu chuẩn quốc tế này có thể được bổ sung bằng một giao diện giữa các mô-đun phần mềm trong một hệ thống hoặc bằng một giao diện giữa các hệ thống khác nhau. Mối quan hệ giữa các lớp này được mô tả trong Hình 5, và thông tin chi tiết của các lớp này sẽ được thảo luận tại Mục 7.

Hình 5 - Mô tả UML của các lớp dữ liệu chính của dịch vụ định vị

Thông tin hệ thống (PS_System) phục vụ cho việc nhận dạng và mô tả các thiết bị định vị được dùng trong dịch vụ định vị quan trắc để có thể thu nhận được bất kỳ chi tiết cần thiết nào phục vụ cho mục đích vận hành và cho việc kế thừa sử dụng siêu dữ liệu.

Thông tin phương thức quan trắc (PS_ObservationMode) chứa đựng tất cả các tham số cấu hình và tham số cài đặt, bao gồm cả hệ quy chiếu không gian và thời gian mà các kết quả quan trắc chứa trong đó. Các thông tin về cấu hình chất lượng - dữ liệu cũng có thể được liên kết với phương thức, được lưu trữ trong lớp PS_QualityElementt, lớp mô tả cách thức đánh giá và thể hiện chất lượng kết quả.

Dịch vụ định vị có thể cung cấp một số loại quan trắc: vị trí, định hướng (tư thế), chuyển động và quay (chuyển động góc). Mỗi loại quan trắc được tính toán trong hệ quy chiếu riêng, do đó, một phiên bản riêng biệt của lớp PS_ObservationMode được tạo ra cho mỗi loại quan trắc và mỗi loại đó là một thuộc tính của phương thức.

Các quan trắc được gộp chung với từng phương thức để các thông tin cần thiết dùng để mô tả được liên kết với mỗi quan trắc. Một dịch vụ định vị có thể tạo ra nhiều phiên bản phương thức khi cần thiết để phù hợp với nhiều loại quan trắc và hệ thống tham chiếu khác nhau. Mỗi phương thức có thể có nhiều kết quả quan trắc.

Quan trắc kết hợp với phương thức hoạt động (PS_ObservationMode) có thể được kết hợp trong dịch vụ định vị phiên quan trắc (PS_Session). Khái niệm về ca quan trắc được sử dụng rộng rãi khi quan trắc định vị được ghi nhận để phục vụ cho các ứng dụng GIS và đo đạc đất đai. Các ca quan trắc liên kết quan trắc với thông tin hệ thống, các thuộc tính của ca quan trắc, và tất cả các phương thức hoạt động sử dụng trong việc thiết lập một nhóm riêng biệt gồm các quan trắc vị trí và bất kỳ thông tin chất lượng liên quan. Với các dịch vụ định vị không ghi nhận kết quả quan trắc, chẳng hạn như hệ thống định vị nhất định, có thể bỏ qua thực hiện lớp PS_Session.

Thông tin kết quả định vị được tách biệt khỏi thông tin cấu hình để tránh lặp lại quá nhiều thông tin cấu hình khi các dịch vụ định vị báo cáo nhiều quan trắc. Tương tự như vậy, thông tin kết quả chất lượng được tách biệt ở cấp tương tự như kết quả định vị, do đó nhiều báo cáo chất lượng cùng loại, cùng quy trình đánh giá, có thể được báo cáo mà không có sự lặp lại của việc xác định thành phần và trích dẫn quy trình đánh giá.

Kết quả chất lượng có liên quan trực tiếp với kết quả quan trắc định vị, và được tổ chức trong lớp PS_ObservationQuality, đó là một kiểu con của lớp DQ_QualityMeasure.

6.3  Các phép toán dịch vụ định vị

6.3.1  Định nghĩa về các phép toán dịch vụ định vị

Các phép toán của giao diện dịch vụ định vị như tạo lập, cài đặt, nhận và kết thúc (hủy bỏ) các trường hợp của các lớp này, nếu cần thiết, để chuyển tải các thông tin cấu hình và quan trắc, được liệt kê trong Hình 6.

Hình 6 - Các phép toán dịch vụ định vị

Các phép toán dịch vụ định vị được mô tả dưới đây.

- getSystemlnfo() phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả cho lớp PS_System với các giá trị thuộc tính phản ánh thông tin hiện thời mô tả chính các dịch vụ định vị.

- setSystemlnfo(initialization) phải tạo ra các dịch vụ định vị để cài đặt các thông tin hiện thời mô tả chính dịch vụ định vị đó để các giá trị được tổ chức trong biến ‘initialization’ của lớp PS_System.

- getlnstrumentlD() phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả của lớp PS_InstrumentID với các giá trị thuộc tính phản ánh thông tin hiện thời về việc nhận biết các thiết bị đo đạc được sử dụng bởi các dịch vụ định vị để xác định các quan trắc vị trí. Việc nhận biết các thiết bị đo đạc thường được sử dụng để truy xuất nguồn gốc, chứng thực kết quả, do đó, việc cài đặt các tham số nhận dạng như mô hình và số sêri được thực hiện bởi các nhà sản xuất hoặc các nhà khai thác được ủy quyền sử dụng phương tiện nằm ngoài phạm vi của giao diện dịch vụ định vị theo tiêu chuẩn ISO.

- newSession(sessionlD) phải tạo ra các dịch vụ định vị để tạo một cá thể của một đối tượng dữ liệu của lớp PS_Session tồn tại với giá trị hiện tại của các tham số xác định một ca hoạt động của các dịch vụ và thiết lập giá trị hiện tại của thuộc tính ca quan trắc của nó với giá trị chứa trong tham số ‘sessionID’, đó là các kiểu chuỗi ký tự. Các đối tượng PS_Session được tạo ra sẽ kích hoạt để kết hợp một hoặc nhiều cá thể đối tượng của lớp phương thức PS_Operating bên trong nó, và do đó tổng hợp các quan trắc một hoặc nhiều biện pháp định vị và chất lượng trong từng đối tượng PS_OperatingMode.

- setSessionlnfo(sessionlD, sessionlnfo) phải tạo ra các dịch vụ định vị để thiết lập các thông tin hiện tại mô tả một đối tượng của lớp PS_Session, trong đó giá trị thuộc tính sessionlD phù hợp với giá trị biến sessionlD, với các giá trị chứa trong biến sessionlnfo, thuộc lớp PS_Session.

- getSessionlnfo(sessionlD: Characterstring) phải tạo ra các dịch vụ định vị để có được thông tin hiện tại mô tả một đối tượng của lớp PS_Session.

- endSession(sessionlD) phải tạo ra các dịch vụ định vị để vô hiệu hóa sự kết hợp của các đối tượng lớp phương thức hoạt động với các cá thể của một đối tượng lớp PS_Session có một giá trị thuộc tính sessionlD phù hợp với các giá trị biến sessionlD của hoạt động và tạo ra tất cả các cá thể của các đối tượng PS_ObservationMode bên trong nó để kết thúc tập hợp những quan trắc định vị và các quan trắc chất lượng.

- newMode(name) phải tạo ra các dịch vụ định vị để tạo ra một cá thể của lớp PS_ObservationMode và gán cho biến ‘name’ của nó thuộc tính giá trị của biến ‘name’ của các hoạt động, kết hợp nó với cá thể đang hoạt động của lớp PS_Session nếu như tồn tại, và cho phép nó tổng hợp một hoặc nhiều đối tượng PS_Observation và liên kết với không hoặc nhiều đối tượng PS_QualityElement với tập hợp của các đối tượng PS_QualityResult khi kết hợp với các đối tượng PS_Observation như resultQuality của chúng.

- setObservationMode

(name, desiredObservationMode) phải tạo ra các dịch vụ định vị để cài đặt các tham số tính toán của các thiết bị định vị sử dụng các giá trị chứa trong biến desiredObsen/ationMode càng lâu càng tốt, và các giá trị của các thuộc tính PS_Obsen/ationMode để phản ánh các phương thức hoạt động thực tế.

- getObservationMode(name) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả của lớp PS_ObservationMode cùng với các thuộc tính chứa các giá trị hiện tại của các cá thể PS_ObservationMode với một thuộc tính tên phù hợp với giá trị của các biến tên.

- endObservationMode(name) phải tạo ra các dịch vụ định vị để vô hiệu hóa các cá thể của PS_ObservationMode với thuộc tính tên phù hợp với các giá trị của các biến tên từ tập hợp các đối tượng PS_Observation, từ liên kết với các đối tượng PS_QualityElement và bất kỳ đối tượng PS_QualityResult tập hợp, và hủy bỏ cá thể của PS_ObservationMode.

- getObservation

(PS_ObservationMode.name) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả của các loại PS_Observation với các thuộc tính phản ánh các giá trị vị trí hiện tại bao gồm các dateTime của quan trắc và các kết quả dạng vector. Các quan trắc có thể được liên kết tùy chọn với PS_QualityResult thu được bằng cách sử dụng các hoạt động getPositionQuality.

- setQualityElement (PS_ObservationMode.Name,desiredQualityElement) phải tạo ra các dịch vụ định vị để từ đó tạo ra một cá thể của lớp PS_QualityElement có thuộc tính với các giá trị chứa trong biến desiredQualityElement và liên kết với các cá thể PS_ObservationMode với một thuộc tính tên phù hợp với biến PS_ObservationMode.name hoạt động theo các thiết bị và các thành phần tính toán của các dịch vụ định vị để thực hiện đánh giá chất lượng các quan trắc vị trí phù hợp với biến desiredQualityElement.

- getQualityElement

(PS_ObservationMode.name) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả của lớp PS_QualityElement cùng với các thuộc tính phản ánh các tham số đánh giá chất lượng hiện đang được chọn kết hợp với các cá thể PS_ObservationMode cùng với một thuộc tính tên phù hợp với giá trị của biến PS_ObservationMode.name.

- getPositionQuality phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả kết quả của loại PS_QualityResult cùng với các thuộc tính phản ánh kết quả đánh giá chất lượng được thực hiện dựa trên PS_Observation hiện đang được gắn, thông qua các thủ tục quy định trong cá thể PS_QualityElement kết hợp với cá thể PS_ObservationMode này.

- setOperatingConditions (instrumentName, desiredOperatingConditions) phải tạo ra các dịch vụ định vị để cài đặt các tham số điều chỉnh thiết bị của người dùng với một tên phù hợp với biến instrumentName để các giá trị được lưu trong desiredOperatingCondtitions. Chú ý những xem xét về công nghệ và sản xuất nằm ngoài phạm vi của Tiêu chuẩn này và do đó không phải tất cả các điều kiện vận hành đặc trưng công nghệ - được yêu cầu phải được điều chỉnh bởi người dùng thông qua việc sử dụng hoạt động setOperatingConditions.

- getOperatingConditions (instrumentName) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả ra kết quả của lớp PS_OperatingConditions cùng với các thuộc tính phản ánh các điều kiện vận hành hiện tại của các thiết bị với một tên phù hợp với biến instrumentName.

- getPerformancelndicators (instrumentName) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả ra một kết quả của lớp PS_Performancelndicators cùng với các thuộc tính phản ánh các chỉ số đặc tính hiện tại của các thiết bị với một tên phù hợp với biến instrumentName.

- getMeasurementConditions

(instrumentName) phải tạo ra các dịch vụ định vị để trả ra kết quả của lớp PS_MeasurementConditions cùng với các thuộc tính phản ánh các điều kiện đo lường hiện tại của các thiết bị với một tên phù hợp với biến instrumentName.

6.3.2  Áp dụng các phép toán dịch vụ định vị

Đương nhiên, một trong những phép toán chính của dịch vụ định vị là getObservation, để trả ra một trường hợp của PS_Observation. Trong số các thuộc tính của lớp PS_Observation là các giá trị kết quả định vị, sai số điều chỉnh và nhận dạng đối tượng. Lớp PS_Observation cũng có thể được kết hợp với một hoặc nhiều lớp PS_ObservationQuality chứa các kết quả về chất lượng. Dữ liệu công nghệ cụ thể được báo cáo trong thuộc tính operatingConditions của quan trắc. Tiêu chuẩn này không đòi hỏi các phép toán được thực hiện theo bất kỳ trình tự riêng biệt nào, vì các phương thức triển khai khác nhau sẽ thực hiện các phép toán trong các trình tự thích hợp với mục đích sử dụng của các hệ thống khác nhau. Nếu phép toán của một dịch vụ định vị trong một chuỗi cho kết quả vô nghiệm hoặc không được chứng minh, dịch vụ phải trả ra một kết quả giá trị 0 mà không làm gián đoạn hoạt động hệ thống.

Các dịch vụ định vị không trực tiếp cung cấp các cấu trúc siêu dữ liệu được quy định trong ISO 19115, nhưng cung cấp các lớp dữ liệu mà từ đó siêu dữ liệu chuẩn có thể được tách ra khi cần. Siêu dữ liệu hỗ trợ việc giải thích các giá trị vị trí được cung cấp bằng các phép toán getSystemlnfo và phép toán getMode, trả ra lớp PS_System và PS_ObservationMode, tương ứng. Trong lớp PS_System là các giá trị chỉ ra các loại công nghệ sử dụng trong các thiết bị định vị, nó biểu diễn vị trí như thế nào, và xác định các thiết bị đặc trưng sử dụng. Trong lớp PS_ObservationMode là các tham số cấu hình liên quan đến việc tạo ra các loại kết quả định vị đặc biệt, chẳng hạn như các hệ thống tham chiếu thời gian và không gian. Liên kết với các PS_ObservationMode có thể là các cá thể PS_QualityElement chứa thông tin chất lượng đánh giá và cấu hình báo cáo.

Siêu dữ liệu bổ sung hỗ trợ các trích dẫn nguồn gốc của giá trị vị trí được xử lý bởi các phép toán setSessionInfo và getSessionInfo, trong đó sử dụng các lớp PS_Session. Trong lớp PS_Session là những giá trị xác định các cơ quan, nhiệm vụ, và các quan trắc viên mà các thông tin vị trí đang được thu nhận.

6.4  Thông tin cơ bản và mở rộng

Theo nội dung liệt kê trong Bảng 1, thông tin cơ bản từ một dịch vụ định vị bao gồm thông tin hệ thống (PS_System), thông tin về phiên quan trắc (PS_Session), phương thức tính toán (PS_ObservationMode), thông tin quan trắc (PS_Observation) và thông tin chất lượng quan trắc (PS_ObservationQuality). Bộ dữ liệu phù hợp với Tiêu chuẩn này sẽ bao gồm đầy đủ thông tin liên quan đến một khung tham chiếu chung quy định bởi các phần tử dữ liệu PS_ReferencingMethod và PS_ReferenceSystem cho khách hàng. Ví dụ, bản kê của hệ quy chiếu tọa độ bao gồm các khung tham chiếu, các đơn vị đo lường, thông tin lưới chiếu, v.v.

Bảng 1 - Cấu trúc thông tin dịch vụ định vị

Để duy trì tính tổng quát của cấu trúc dữ liệu, thông tin về công nghệ cụ thể như DOP, lựa chọn vệ tinh, cường độ tín hiệu, v.v, được phân loại như thông tin mở rộng và tách biệt với thông tin cơ bản được sử dụng để kiểm tra sự phù hợp. Vì vậy, Tiêu chuẩn này được sử dụng rộng rãi với các thiết bị xác định vị trí từ GNSS đến Toàn đạc điện tử.

Dịch vụ định vị có thể sử dụng nhiều công nghệ khác nhau; do đó, khi phép toán getObservation trả ra lớp PS_Observation, nó có thể chứa thông tin về công nghệ cụ thể trong thuộc tính operatingConditions. Ví dụ, khi GNSS được sử dụng để định vị, các thông tin như chỉ số phân tán chính xác (DOP), lựa chọn vệ tinh, và các chỉ số hiệu suất được cung cấp.

7  Định nghĩa và mô tả thông tin cơ bản

7.1  Giới thiệu

Thông tin cơ bản cung cấp bởi các dịch vụ định vị được cơ cấu thành ba phần tử chính:

a) Thông tin hệ thống - xác định loại và khả năng của hệ thống;

b) Thông tin giao dịch - xác định các thiết bị đặc trưng, nhiệm vụ và ca quan trắc;

c) thông tin chế độ-định vị - chứa cấu hình và giá trị kết quả.

Các vị trí của một đối tượng tại một thời điểm của thời gian là hoàn toàn xác định bởi hai nhóm về chiều: một vector vị trí 3-chiều và một vector định hướng 3-chiều (tư thế). Tương tự như vậy, tốc độ thay đổi vị trí của đối tượng theo thời gian được quy định bởi một vector chuyển động 3-chiều (vận tốc) và vector quay 3-chiều (vận tốc góc). Một dịch vụ định vị có thể cung cấp giá trị cho tất cả hoặc một tập hợp con của bốn nhóm giá trị trên như bốn loại quan trắc.

Các phần tử thông tin quan trắc-định vị cung cấp cấu trúc về kết quả định vị trong bốn loại quan trắc và thông tin phụ trợ liên quan cần thiết để người dùng giải thích chúng một cách rõ ràng. Thông tin liên quan này bao gồm hệ thống tham chiếu, mối liên kết đến khung tham chiếu, và báo cáo phần tử chất lượng quan trắc của các tham số chất lượng.

7.2  Thông tin hệ thống

7.2.1  Giới thiệu

Các phần tử dữ liệu thông tin hệ thống (PS_System) xác định nguồn dữ liệu định vị, loại công nghệ được áp dụng, và khả năng của chúng.

Các thuộc tính khả năng (PS_System.capability) có thể được truy vấn để xác định những loại dữ liệu có sẵn theo mã khả năng hệ thống. Điều này cho phép người dùng yêu cầu và biểu diễn quan trắc vị trí của các loại phù hợp.

Các thuộc tính công nghệ-định vị (PS_System.positioningTechonology) có thể được truy vấn để người dùng có thể áp dụng kỹ nghệ diễn giải phù hợp với công nghệ đó. Ví dụ, độ chính xác của máy thu GNSS bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu vô tuyến phản xạ (đa tuyến), trong khi hệ thống quán tính không bị ảnh hưởng vì chúng không sử dụng máy thu vô tuyến. Tuy nhiên, độ chính xác của hệ thống quán tính suy giảm theo thời gian sau khi khởi tạo do trôi dạt con quay hồi chuyển, trong khi hệ thống GNSS không phải chịu loại trôi dạt này. Do đó, người dùng có thể cần phải biết loại công nghệ được sử dụng để biết các sai số có thể xảy ra.

Các thuộc tính phương pháp tham chiếu (PS_System.referencingMethod) xác định các phương pháp chung mà dịch vụ định vị miêu tả một vị trí, mà người dùng cần được nhận biết rằng các kết quả có thể được miêu tả. Ví dụ, vị trí của một ngã tư đường có thể được xác định bởi một cặp tọa độ trong một hệ quy chiếu tọa độ, hoặc bằng một số tuyến đường và khoảng cách trong một hệ quy chiếu tuyến tính. Mặc dù những cách này đều chỉ ra cùng một địa điểm bằng các phương thức của một cặp số, các phương thức miêu tả những con số này về cơ bản là khác nhau.

Lớp nhận dạng thiết bị (PS_InstrumentID) cung cấp chi tiết về các thiết bị sử dụng trong các dịch vụ định vị để thu được kết quả định vị, và có thể được sử dụng để tạo ra siêu dữ liệu về nguồn gốc của một tập dữ liệu hoặc được sử dụng bởi phần mềm để điều chỉnh mô hình và chi tiết đặc trưng phiên bản của phép toán. Dữ liệu nhận dạng-thiết bị có thể được lặp lại để xác định nhiều thành phần của hệ thống khi cần thiết.

Hình 7 - Mô tả UML và thuộc tính các lớp PS_System và PS_InstrumentID

7.2.2  PS_System

7.2.2.1  Giới thiệu

- Tên lớp: PS_System;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ capability[ 1..*] PS_SystemCapability - (các) mã nhận dạng khả năng,

+ positioningTechnology PS_PositioningTechnology - Mã nhận dạng loại công nghệ,

+ referencingMethodPS_ReferencingMethod - Mã nhận dạng phương pháp tham chiếu;

- Các liên kết:

+ instrument để quan trắc vị trí, hệ thống định vị sử dụng một thiết bị được mô tả bằng các thông tin trong lớp PS_InstrumentID.

7.2.2.2  Khả năng của hệ thống

Khả năng hệ thống cho biết liệu các phần tử dữ liệu đặc biệt có được cung cấp từ dịch vụ thu nhận-định vị. Mỗi mã xác định sự tồn tại của một phần tử hoặc phần tử dữ liệu con. Trong nhiều trường hợp, các mã khả năng hệ thống có thể hiện diện theo yêu cầu để đại diện cho tất cả các khả năng của hệ thống nhận ra.

-Tên lớp: «CodeList» PS_SystemCapability]

Khả năng PS_System là một danh sách các mã trong đó khả năng của một dịch vụ định vị được xác định;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ PositionData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu vị trí,

+ PositionQuality dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu về chất lượng vị trí,

+ MotionData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu chuyển động,

+ MotionQuality dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu về chất lượng chuyển động,

+ AttitudeData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu tư thế,

+ AttitudeQuality dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu về chất lượng-tư thế,

+ RotationData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu xoay,

+ RotationQuality dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu về chất lượng xoay,

+ TechnologySpecificData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu về kỹ thuật chi tiết,

+ RawMeasurementData dịch vụ này là khả năng cung cấp dữ liệu đo thô;

- Các liên kết: không.

7.2.2.3  Công nghệ định vị

Vì các công nghệ định vị khác nhau về đặc điểm khả năng và hoạt động, người dùng kết quả định vị cần có kiến thức về các công nghệ được sử dụng. Ví dụ, việc thu nhận GNSS bị suy giảm hoặc bị chặn khi hệ thống hoạt động bên trong các tòa nhà hoặc các đường hầm, nhưng hệ thống quán tính có thể hoạt động liên tục trong môi trường như vậy, mặt khác các hệ thống quán tính cần khởi động lại tại các điểm đã biết trong khi GNSS không cần. Tương tự như vậy, các đặc điểm về độ chính xác của thiết bị định vị GNSS phụ thuộc vào các yếu tố khác so với hệ thống quán tính, và hệ thống định vị vô tuyến hy-pec-bon, như LORAN-C.

Trường hợp công nghệ định vị không được xác định trong danh sách mã PS_PositioningTechnology, thì người dùng có thể định nghĩa mã bổ sung, với điều kiện chúng không xung đột với các mã được xác định trong Tiêu chuẩn này. Những mã đó có thể được chuẩn hóa sau trong Bản kỹ thuật điều chỉnh thành Tiêu chuẩn này.

-Tên lớp: «CodeList» PS_PositioningTechnology.

Danh sách mã để xác định các công nghệ định vị sử dụng bởi một dịch vụ định vị;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ GNSS Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu,

+ LORANC-LORAN-C Hệ thống định vị vô tuyến hy-pec-bon,

+ Inertial Hệ thống định vị quán tính,

+ Totaistation Toàn đạc điện tử, kinh vĩ,

+ GNSS_InertialAided Hệ thống trợ giúp quán tính cho GNSS;

- Các liên kết: không.

7.2.2.4  Phương pháp tham chiếu

Hiểu biết về các phương pháp tham chiếu trong một hệ thống định vị là cần thiết để diễn giải các kết quả định vị. Mặc dù nhiều hệ thống định vị thực tế sử dụng tham chiếu không gian bằng tọa độ, vẫn tồn tại nhiều phương pháp tham chiếu khác. Ví dụ, tham chiếu tuyến tính được áp dụng rộng rãi trong giao thông vận tải như khoảng cách đường (cột cây số và Km). Các tham chiếu tuyến tính đến một điểm trong một mạng lưới giao thông tường minh như tọa độ, và có thể thích hợp hơn cho mục đích sử dụng đặc biệt. Trong trường hợp này, hệ thống định vị hoạt động với một phương pháp tham chiếu tuyến tính có thể được sử dụng. Khi công nghệ phát triển, có thể được thực hiện các phương pháp tham chiếu bổ sung, ví dụ như những báo cáo tên đường phố, hệ thống sử dụng các cảm biến ô tô gắn với bản đồ có thể cung cấp thông tin về đường giao nhau và đường nhánh. Đối với các vấn đề đó, các mã phương pháp tham chiếu mới sẽ là cần thiết.

Trường hợp công nghệ định vị không được xác định trong danh sách mã PS_PositioningTechnology được sử dụng, người dùng có thể định nghĩa mã bổ sung, với điều kiện chúng không xung đột với các mã được xác định trong Tiêu chuẩn này. Các mã đó có thể được chuẩn hóa sau đó trong Bản kỹ thuật điều chỉnh thành Tiêu chuẩn này

-Tên lớp: «CodeList»PS_ReferencingMethod:

PS_Referencing là một danh sách các mã mà các phương pháp tham chiếu được sử dụng bởi một dịch vụ định vị được xác định;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ Coordinate Tham chiếu tọa độ,

+ Linear Tham chiếu tuyến tính,

+ LocatorGrid Lưới định vị chữ số;

- Các liên kết: không.

7.2.3  Nhận dạng thiết bị

Nhận dạng chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị dịch vụ-định vị để các phép đo có thể truy xuất nguồn gốc của chúng, và những thông tin liên quan đến các đặc tính của thiết bị (hoặc phiên bản của thiết bị) có thể được áp dụng bởi các hệ thống sử dụng-vị trí. Nhiều hệ thống định vị sử dụng một thiết bị thu nhận như ăng-ten GNSS mà với nó các loại đặc biệt nắm vai trò quan trọng trong việc hiệu chỉnh chính xác của hệ thống; Do đó, việc nhận dạng thiết bị được lặp lại khi cần thiết để xác định các thành phần.

- Tên lớp: PS_InstrumentID:

Để thực hiện quan trắc vị trí, hệ thống định vị sử dụng một thiết bị được mô tả bằng các thông tin trong lớp PS_InstrumentlD. Nếu các thiết bị có các thành phần yêu cầu phải nhận dạng, lớp này có thể được lặp lại.

Các thuộc tính và mô tả:

+ type[0..1] Chuỗi ký tự - Xác định các loại thiết bị,

+ identifier[0..1] Chuỗi ký tự - Nhãn hoặc số được gán cho các thiết bị cụ thể,

+ manufacturer Chuỗi ký tự - Xác định các nhà sản xuất thiết bị,

+ model Chuỗi ký tự - Tên mẫu, chỉ số, hoặc nhận dạng loại sản phẩm.

+ partNumber [0..1] Chuỗi ký tự - số của nhà sản xuất xác định phiên bản sản phẩm,

+ revisionNumber[0..1] Chuỗi ký tự - phiên bản thiết bị hoặc nhận dạng bản sửa đổi.

+ serialNumber[0.. 1] Chuỗi ký tự - số sê ri thiết bị.

+ calibrationReport[0..1]: Trích dẫn - nhận dạng các báo cáo kiểm định về thiết bị:

- Các liên kết:

+ component nhận dạng các thiết bị đo đạc sử dụng. PS_InstrumentID có thể được lặp lại để mô tả các thành phần bổ sung.

7.3  Ca giao dịch dữ liệu

7.3.1  Giới thiệu

Các quan trắc thực hiện bởi một dịch vụ định vị có thể được tổng hợp trong các giao dịch, có thể tương ứng với bất kỳ khoảng thời gian ý nghĩa đối với người dùng, chẳng hạn như một giao dịch thu thập dữ liệu gắn với chủ đề GIS, một giao dịch dẫn đường giữa một gốc và đích, hoặc hàng giờ, hàng ngày, hoặc các tập tin giao dịch khác được ghi nhận như các đơn vị thông tin. Các thông tin giao dịch bao gồm một định danh, thời gian bắt đầu và kết thúc, xác định các nhiệm vụ hoặc công việc, xác định nhân viên quan trắc hoặc bên có trách nhiệm khác, và được mô tả trong Hình 8. Thông tin này có thể được áp dụng trong các mục của siêu dữ liệu phổ biến về nguồn dữ liệu và kế thừa dữ liệu. Việc thực hiện các phần tử dữ liệu là tùy chọn.

Hình 8 - Mô tả UML của các thuộc tính và các liên kết lớp PS_Session

7.3.2  PS_Session

- Tên lớp: PS_Session:

Xác định một giao dịch quan trắc và tổng hợp các quan trắc được thực hiện trong giao dịch đó với thông tin hệ thống liên kết của chúng và các phương thức tính toán;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ sessionlD Chuỗi ký tự- Xác định giao dịch theo số, tên, hoặc nhận dạng khác,

+ startTime Ngày và thời gian - Ngày và thời gian giao dịch bắt đầu.

+ stopTime Ngày và thời gian - Ngày và thời gian giao dịch chấm dứt.

+ datasetlnitiative[0.. 1] Chuỗi ký tự - Xác định các cơ quan và các nhiệm vụ, công việc,

+ observer[0.. 1] CI_ResponsibleParty- Xác định quan trắc viên, tác nghiệp viên, quản lý hoặc bên tương tự chịu trách nhiệm cho giao dịch;

- Các liên kết:

+ system chứa các đặc tính của hệ thống định vị sử dụng để tiến hành các giao dịch đó;

+ mode chứa đặc điểm các phương thức tính toán được áp dụng để tiến hành giao dịch đó và tập hợp với mỗi phương thức quan trắc tương ứng.

7.4  Phương thức tính toán

7.4.1  Giới thiệu

Quan trắc vị trí có thể được trình bày trên: sử dụng các hệ quy chiếu, lưới chiếu, đơn vị đo lường khác nhau, và v.v. Lớp phương thức tính toán quy định cách trình bày một tập hợp riêng về quan trắc, và các thông tin về phương thức tính toán sẽ bao gồm tất cả các chi tiết cần thiết về việc thể hiện các kết quả để chúng có thể được diễn giải mà không bị nhiễu. Thông tin này bao gồm:

- Tên của phương thức;

- Loại đo lường;

- Hệ quy chiếu vị trí;

- Hệ quy chiếu thời gian;

- Các liên kết thông qua đó các dịch vụ định vị truy cập vào hệ thống tham chiếu;

- Biến đổi tọa độ và phép toán chuyển đổi được áp dụng cho các phép đo.

Ví dụ, nếu một kết quả quan trắc được trình bày những con số 45,75 và -108,5 mà không có giải thích, người dùng không biết liệu chúng được thể hiện dưới dạng tọa độ kinh vĩ độ, mét trong lưới tọa độ địa phương, hay là tốc độ và hướng về mét/giây và độ từ phương bắc thực. Nếu chúng là tọa độ, thì phải biết được hệ quy chiếu trắc địa mà chúng được gắn vào. Thông tin chứa trong lớp PS_ObservationMode quy định tất cả điều này, vì vậy mà người nhận không phải giải quyết tính không rõ ràng trong việc giải thích các kết quả định vị.

Thông tin trong lớp PS_ObservationMode có thể được sử dụng cả trong các ứng dụng theo thời gian thực và làm cơ sở cho siêu dữ liệu sẽ được lưu với các bộ dữ liệu thu được bằng cách sử dụng các dịch vụ định vị.

Mặc dù Tiêu chuẩn này không xác định tần suất một hệ thống nên cung cấp các phần tử dữ liệu dịch vụ định vị, có khả năng là nhiều hệ thống sẽ truyền dữ liệu phương thức sớm trong một giao dịch làm việc để thiết lập siêu dữ liệu cho giao dịch làm việc chuẩn bị cho người nhận nhằm giải thích các dòng dữ liệu định vị. Nhiều giao dịch vị trí quan trắc và kết quả chất lượng (tùy chọn) có thể tiến hành khi cần thiết cho các ứng dụng.

Mỗi phương thức tính toán có thể được đặt một tên tùy chọn để tạo điều kiện tham chiếu đến toàn bộ các giá trị cấu hình.

Một số phép đo thiết bị định vị không những chỉ vị trí của một điểm mà còn các hướng của đối tượng và chuyển động của nó; do đó, loại đo, ví dụ vị trí, định hướng (tư thế), chuyển động (vận tốc) hoặc quay (vận tốc góc), của từng phương thức vận hành được xác định. Như đã đề cập ở trên, các kết quả quan trắc không thể diễn giải nếu không có kiến thức về hệ quy chiếu tương ứng của chúng, do đó việc xác định các hệ quy chiếu thời gian và hệ quy chiếu không gian là bắt buộc.

Thông tin chi tiết về các liên kết thông qua đó các dịch vụ định vị truy cập được vào hệ quy chiếu có thể tùy chọn được cung cấp. Những thông tin này thường cần thiết khi yêu cầu độ chính xác cao hoặc khi người dùng yêu cầu truy xuất nguồn gốc của các kết quả của phép đo hoặc báo cáo chính xác.

Định danh (ràng buộc) biến đổi tọa độ và phép toán chuyển đổi áp dụng trong việc tạo ra các kết quả định vị có thể tùy chọn cũng được cung cấp. Thông tin này thường được yêu cầu trong các phép đo trắc địa khi yêu cầu độ chính xác cao.

Dịch vụ định vị có khả năng báo cáo về một số dạng đo đồng thời, ví dụ cả hai vị trí và chuyển động, phải khởi tạo một phương thức tính toán cho từng dạng. Các trục và đơn vị đo lường cho các loại đo lường khác nhau có thể khác nhau: ví dụ, vị trí có thể được cấp ở dạng kinh và vĩ độ trong khi chuyển động được cung cấp là tốc độ mét trên giây trên hướng thể hiện trong góc ở đơn vị độ so với hướng bắc.

7.4.2  PS_ObservationMode

7.4.2.1  Giới thiệu

- Tên lớp: PS_ObservationMode:

Lớp PS_ObservationMode chứa thông tin về cấu hình của một dịch vụ định vị để cung cấp một dạng đặc biệt của kết quả định vị. Dịch vụ định vị có thể tạo ra nhiều trường hợp PS_ObservationMode khi cần thiết để cung cấp các loại kết quả khác nhau theo yêu cầu của người dùng nó. Một PS_ObsevatationMode phải chứa một bộ thông tin cấu hình, cũng như nhiều loại kết quả (ví dụ như vị trí, chuyển động và định hướng) được thể hiện đồng thời hoặc một loại kết quả được thể hiện trong các hệ quy chiếu khác nhau (ví dụ như vị trí được ghi dưới dạng kinh vĩ độ trắc địa và cũng như trong lưới chiếu UTM); xem Hình 9.

Hình 9 - Mô tả UML của các thuộc tính các liên kết và các kiểu dữ liệu có liên quan của lớp PS_ObservationMode

- Thuộc tính và mô tả:

+ name[0..1] chuỗi ký tự - Từ hoặc cụm từ xác định các phương thức tính toán: Dịch vụ có thể tùy chọn cung cấp một tên cho các phương thức tính toán để tham chiếu toàn bộ các giá trị cấu hình.

+ resultType PS_MeasurementType - Mã nhận dạng các loại kết quả đo được thực hiện trong phương thức này: các loại số đo như vị trí, chuyển động, định hướng và góc xoay.

+ temporalReferenceSystem TM_ReferenceSystem - hệ quy chiếu thời gian sử dụng: Các hệ quy chiếu thời gian được xác định phù hợp với các tham số kỹ thuật của tiêu chuẩn ISO 19108.

+ positionalReferenceSystem PS_ReferenceSystem - Hệ thống tham chiếu không gian, chuyển động, định hướng hoặc quay mà kết quả định vị được gắn vào:

Hệ thống tham chiếu định vị được mô tả theo kiểu của số đo định vị. Nếu là một số đo vị trí, nó phải được mô tả theo tiêu chuẩn ISO 19111; nếu không, nó phải được mô tả theo các lớp được định nghĩa trong Tiêu chuẩn này.

+ referenceLink [0..*] PS_LinkToReferenceSystem - Xác định các liên kết thông qua đó một dịch vụ định vị tiếp cận với các hệ thống tham chiếu (vị trí hoặc thời gian);

Trong khi thực hiện bất kỳ một dịch vụ định vị nào, các dịch vụ định vị tiếp cận hệ quy chiếu tọa độ và hệ quy chiếu thời gian thông qua một hoặc nhiều liên kết. Các liên kết này có thể là mốc đo đạc, một lưới các trạm mặt đất GNSS từ đó một lịch thiên văn được cung cấp, một trạm dẫn đường hiệu chỉnh phân sai, hoặc là điểm khởi tính của một hệ thống dẫn đường quán tính. Hệ quy chiếu thời gian được truy cập thông qua một số đồng hồ tham chiếu có thể được tọa độ hợp lý, chẳng hạn như của các vệ tinh GNSS hoặc của dẫn đường truyền thanh UTC, hoặc chỉ gần đúng, chẳng hạn như đồng hồ hệ thống của máy tính. Độ chính xác của các kết quả phụ thuộc vào mối liên kết này. Khi truy xuất nguồn gốc và độ chính xác cao của kết quả được tìm kiếm, người dùng có thể yêu cầu ghi các liên kết đến hệ thống tham chiếu.

- operations Applied [0.. *] CS_ConcatenatedOperation- các biến đổi và chuyển đổi tọa độ được áp dụng.

Thông thường, một dịch vụ định vị được yêu cầu thể hiện các kết quả trong một hệ quy chiếu khác với hệ thống tham chiếu tính toán nội bộ của mình, và như vậy việc chuyển đổi và biến đổi tọa độ được áp dụng. Ví dụ phép biến đổi tọa độ được áp dụng phổ biến cho việc thể hiện tọa độ trắc địa lên một hệ quy chiếu mong muốn. Những phép biến đổi tọa độ có thể không chính xác, và do đó, khi truy xuất nguồn gốc hoặc yêu cầu độ chính xác cao, có thể cần đến một bản ghi của các phép toán được áp dụng. Lớp ConcatenatedOperation định nghĩa trong ISO 19111 quy định cụ thể việc xác định các tính toán này.

- Các liên kết;

+ mode:

Một dịch vụ định vị có một hoặc nhiều phương thức hoạt động, do đó các lớp PS_PositioningService tập hợp một hoặc nhiều trường PS_ObservationMode.

+ qualityType:

Nếu chất lượng thông tin được báo cáo bằng dịch vụ định vị về kết quả định vị của nó, DQ_Element sẽ được liên kết với các PS_ObservationMode, vì vậy mà kết quả chất lượng kết hợp với kết quả định vị được mô tả như các loại phần tử chất lượng, loại phần tử con và đánh giá mô tả.

+ observation:

Từ không đến nhiều cá thể PS_ Observation tổng hợp cho mỗi PS_ObservationMode. Một PS_ Observation Mode được khởi tạo trước khi thực hiện quan trắc; do đó, một PS_ObservationMode có thể tồn tại mà không có quan trắc, số lượng quan trắc bất kỳ có thể được thực hiện trong một phương thức hoạt động riêng, nhưng một PS_Observation sẽ là không xác định được, trừ khi được kết hợp với một PS_ObservationMode.

7.4.2.2  PS_MeasurementType

- Tên lớp «code list» PS_MeasurementType: PS_MeasurementType là một danh sách các mã mà các loại đo được cung cấp bởi một dịch vụ định vị được xác định.

- Các thuộc tính và các hoạt động:

+ position          phương thức tính toán báo cáo vị trí,

+ orientation phương thức tính toán báo cáo định hướng,

+ motion           phương thức tính toán báo cáo chuyển động,

+ rotation          phương thức tính toán báo cáo sự xoay;

- Các liên kết: không

7.4.2.3  PS_ReferenceSystem

7.4.2.3.1  Giới thiệu

Hình 10 mô tả các hệ thống PS_Reference, là một siêu kiểu của bốn phân nhóm.

Hình 10 - Mô tả UML của PS_ReferenceMode

- Tên lớp: PS_ReferenceSystem:

Các PS_ReferenceSystem là một sự khái quát của bốn loại hệ thống tham chiếu áp dụng cho nhiều loại đo đạc khác nhau:

+ SC_CRS (hệ quy chiếu tọa độ); để biết thêm thông tin, xem ISO 19111;

+ PS_MotionReferenceSystem,

+ PS_OrientationReferenceSystem;

+ PS_RotationReferenceSystem.

Khi đo xác định vị trí, chúng sử dụng hệ thống quy chiếu tọa độ CS_CRS, và khi các đo đạc khác được thực hiện chúng sử dụng các loại hệ thống tham chiếu tương ứng.

- Các thuộc tính và các phép toán:

+ name RS_Identifier - định danh hệ thống tham chiếu;

+ DomainOfValidity [0..1] EX_Extent - Miền trên đó các hệ thống tham chiếu có giá trị.

Phạm vi giá trị của một hệ tham chiếu có thể là toàn cầu (trong trường hợp số liệu gốc trắc địa địa tâm), khu vực (trong trường hợp của một số liệu gốc trắc địa quốc gia và lưới bản đồ nhất định) hoặc địa phương (trong trường hợp của mạng lưới trên nền di động chẳng hạn như tàu thuyền). Khi các phạm vi giá trị không phải là toàn cầu, đặc điểm kỹ thuật mở rộng của nó sẽ được khuyến cáo.

- Các liên kết:

+ spatialReferenceSystem Các PS_ReferenceSystem được xác định bởi các loại mã trong lớp trừu tượng SC_CRS từ tham chiếu không gian bằng tọa độ.

7.4.2.3.2  Hệ quy chiếu tọa độ (SC_CRS)

Các hệ quy chiếu tọa độ được sử dụng trong ca giao dịch dịch vụ định vị được cấu trúc theo cách thức phù hợp với tiêu chuẩn ISO 19111 và được xác định bởi một RS_Identifier phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 19115. Nếu RS_Identifier không xác định danh tính của các phần tử bên trong hệ quy chiếu tọa độ duy nhất và tường minh như thông tin hệ quy chiếu và lưới chiếu, đơn vị đo lường v.v, thì các thông tin số liệu gốc và lưới chiếu sẽ được xác định phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn ISO 19115 để nhận dạng hoặc sử dụng giá trị thực tế trong cấu trúc ISO 19111.

7.4.2.3.3  Tham chiếu định hướng

7.4.2.3.3.1  Giới thiệu

Lớp PS_OrientationReferenceSystem trình bày việc xác định và đặc điểm của hệ thống tham chiếu trên đó kết quả định hướng được bố trí, và được mô tả trong hình 11.

Hình 11 - Mô tả UML của PS_OrientationReferenceSystem với các thuộc tính và các liên kết

7.4.2.3.3.2  Hệ thống tham chiếu định hướng

Định hướng là mối quan hệ góc giữa hai hệ quy chiếu không gian: một liên kết với các đối tượng quan tâm như là phương tiện, và một liên kết với một vật thể tham chiếu như là Trái đất. Trong lớp này, hệ quy chiếu không gian được xác định bằng một SC_CRS được liên kết với vật tham chiếu và tập hợp trục theo quy định như PS_OrientationAxis được liên kết với các đối tượng quan tâm.

-Tên lớp: PS_OrientationReferenceSystem:

Lớp PS_OrientationReferenceSystem là một tổng hợp của một hệ thống tham chiếu tọa độ (không gian) có từ 1 đến 3 trục, đó là lớp con của SC_CoordinateSystemAxis giới hạn về đơn vị đo là góc độ.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ name[0..1] Chuỗi ký tự - định danh của hệ thống tham chiếu định hướng.

- Các liên kết:

+ axis Hệ thống

PS_OrientationReference tập hợp từ 1 đến 3 cá thể PS_OrientationAxis;

+ spatialReferenceSystem hệ thống mô tả một vị trí.

7.4.2.3.3.3  Trục định hướng

Như mô tả trong hình 12, PS_OrientationAxis là một kiểu con của SC_CoordinateSystemAxis, và kế thừa các thuộc tính của nó.

Một đến ba trục định hướng được quy định như trường hợp của trục hệ thống tọa độ (được định nghĩa trong ISO 19111) với ràng buộc là đơn vị đo là góc.

- tên lớp: PS OrientationAxis

- thuộc tính và mô tả:

+ axisName Chuỗi ký tự - xác định các trục, ví dụ như ‘hướng về’;

+ axisDirection Chuỗi ký tự - xác định các định hướng (hướng hoặc hướng về) của trục,ví dụ ‘theo chiều kim đồng hồ từ Bắc thực’;

+ unitlD Đơn vị đo - xác định các đơn vị đo trên các trục, ví dụ như ‘độ’;

+ unitSize Góc - kích thước của đơn vị góc dùng trên các trục liên quan đến định nghĩa trong tiêu chuẩn ISO 1000.

7.4.2.3.4  Hệ quy chiếu chuyển động

7.4.2.3.4.1  Giới thiệu

Lớp PS_MotionReferenceSystem với các thuộc tính và liên kết của nó được thể hiện trong Hình 12.

Hình 12 - mô tả UML của lớp PS_MotionReferenceSystem với các thuộc tính và các liên kết

7.4.2.3.4.2   PS_MotionReferenceSystem

Chuyển động là tốc độ thay đổi trong mối quan hệ vị trí (dịch chuyển) giữa hai hệ thống tham chiếu không gian: một liên kết với các đối tượng quan tâm như là phương tiện, và một liên kết với một vật tham chiếu như là Trái đất. Trong lớp này, các hệ quy chiếu không gian được xác định bằng một SC_CRS được liên kết với vật tham chiếu và tập hợp trục theo quy định như PS_MotionAxis được liên kết với các đối tượng quan tâm. Lớp này được mô tả trong hình 13.

- Tên lớp: PS_MotionReferenceSystem:

Lớp PS_MotionReferenceSystem là một tổng hợp của một hệ thống tham chiếu tọa độ (không gian) từ 1 đến 3 trục, trong đó lớp con của SC_CoordinateSystemAxis có đơn vị đo bắt buộc là vận tốc.

- Các thuộc tính và mô tả:

name[0..1] chuỗi ký tự - định danh của hệ quy chiếu chuyển động.

- Các liên kết:

+ Axis:

Các PS_MotionReferenceSystem tập hợp từ 1 đến 3 tham số kỹ thuật của motion-axis dùng để xác định các trục trên đó chuyển động được thể hiện. Các PS_MotionAxis là một lớp con của SC_CoordinateSystemAxis mà đơn vị kích thước bắt buộc là tốc độ.

+ spatialReferenceSystem

Chuyển động là quan trắc chỉ liên quan đến một số hệ quy chiếu không gian. Thông thường, chuyển động trên Trái đất được thể hiện lên một hệ quy chiếu mặt đất, và do đó, hệ quy chiếu tọa độ dùng để quan trắc vị trí cũng có thể dùng là cơ sở cho việc quan trắc chuyển động. Khi xem xét sự khác biệt giữa tốc độ không khí và tốc độ mặt đất của máy bay, cả hai đều hữu ích, nhưng cần hạn chế nhầm lẫn nếu không có thể xảy ra sai sót hoa tiêu. Vì vậy, việc xác định các hệ quy chiếu không gian tới chuyển động có liên quan là cần thiết.

Từ một đến ba trục tọa độ chuyển động được quy định như các phần của các trục hệ thống tọa độ (được định nghĩa trong ISO 19111) có đơn vị kích thước bắt buộc là vận tốc.

PS_OrientationAxis là một kiểu con của SC_CoordinateSystemAxis, và kế thừa các thuộc tính của nó.

-Tên lớp: PS_MotionAxis;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ axisName chuỗi ký tự - Xác định trục;

+ axisDirection chuỗi ký tự - Xác định sự chuyển động;

+ axisUnitlD đơn vị đo - xác định đơn vị đo trên trục chuyển động;

+ unitSize vận tốc - Đo vận tốc.

7.4.2.3.5  Hệ quy chiếu quay

7.4.2.3.5.1  Giới thiệu

Sự quay là quan trắc tương đối với một số hệ quy chiếu không gian. Thông thường, sự quay trên hoặc gần Trái đất được thể hiện trên một hệ quy chiếu bề mặt đất tương ứng, và do đó, các hệ quy chiếu tọa độ sử dụng để quan trắc vị trí thường cũng có thể được dùng là cơ sở cho việc quan trắc chuyển động. Sự quay cũng có thể được quan trắc tương đối so với một nền khác mà nó không được gắn vào Trái đất, ví dụ như giữa một cần cẩu và boong một con tàu. Vì vậy, các hệ quy chiếu không gian liên quan đến chuyển động quay được xác định, vì nó là bắt buộc. Lớp này được mô tả trong Hình 13.

Hình 13 - Mô tả UML của lớp PS_RotationReferenceSystem với các thuộc tính và các liên kết

7.4.2.3.5.2  PS_RotationReferenceSystem

-Tên lớp: PS_RotationReferenceSystem;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ name[0..1] Chuỗi ký tự - nhận dạng các hệ quy chiếu xoay;

+ Các liên kết:

+ axis:

Các PS_RotationReferenceSystem tập hợp từ 1 đến 3 thông số kỹ thuật trục quay mà xác định các trục trên đó phép quay được báo cáo. Các PS_RotationAxis là một lớp con của PS_CoordinateSystemAxis với giới hạn rằng kích thước đơn vị đo là một vận tốc góc.

+ SpatialReferenceSystem:

xác định các hệ quy chiếu không gian trong đó sự quay được báo cáo.

7.4.2.3.5.3  Các trục quay

Các trục quay được quy định như trường hợp của trục hệ thống tọa độ (được định nghĩa trong ISO 19111) với giới hạn đơn vị đo là vận tốc góc.

PS_RotationAxis là một kiểu con của SC_CoordinateSystemAxis, và kế thừa các thuộc tính của nó.

- Tên lớp: PS_RotationAxis:

- Các thuộc tính và mô tả:

+ unitSize Đo vận tốc làm việc trong các trục quay;

+ axisName chuỗi xác định tên thông thường của trục hệ tọa độ;

+ axisDirection chuỗi xác định hướng (phương vị hay hướng) của trục hệ tọa độ;

+ axisUnitID xác định các đơn vị đo lường của trục hệ tọa độ. Liên kết với hệ quy chiếu không gian

7.4.2.4  Liên kết với hệ quy chiếu không gian

Các phép đo được thực hiện bằng hệ thống định vị thường liên quan đến các khung tham chiếu tọa độ theo yêu cầu bằng một số liên kết trong hệ thống định vị. Ví dụ, liên kết này có thể được thiết lập bởi một điểm kiểm tra sử dụng thiết bị quang học, một trạm tham chiếu

GPS phân sai, hoặc là điểm khởi tính của một hệ thống đo tuyến tính. Thông tin liên quan đến mối liên kết này phải được lưu giữ từ không có đến nhiều trường hợp của lớp PS_referenceLink, là thuộc tính của PS_ObservationMode, như mô tả trong Hình 9.

Để ước tính đúng độ chính xác của một giá trị vị trí, có thể phải biết về độ chính xác của liên kết. Để xác minh ứng dụng thích hợp của liên kết đó hoặc phát hiện và sửa lỗi các ứng dụng, các giá trị liên kết thực tế và xác định phải được quy định cụ thể. Cấu trúc dữ liệu này cung cấp thông tin đó. Khi một mạng lưới hoặc phương pháp tham chiếu quy mô rộng lớn khác được áp dụng chứ không phải là một điểm duy nhất, cần phải cung cấp tên hoặc định danh của phương pháp đó.

Cấu trúc dữ liệu này dự kiến sẽ được sử dụng để đóng góp thông tin cho các phần tử dữ liệu kế thừa của siêu dữ liệu chất lượng, cấu trúc dữ liệu có thể được nhắc lại theo yêu cầu của ứng dụng. Ví dụ, một máy thu GNSS thực hiện một dịch vụ định vị có thể báo cáo việc xác định liên kết-điểm, tọa độ tham chiếu và một ước độ chính xác của chúng bất cứ khi nào các trạm dẫn đường tham chiếu DGPS thay đổi. Tương tự như vậy, một công việc đo đạc được thực hiện bằng máy toàn đạc điện tử thông qua một dịch vụ định vị cần báo cáo một bản ghi liên kết cho mỗi điểm khống chế đã biết được sử dụng trong đo đạc.

- Tên lớp: PS_LinkToReferenceSystem;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ identification Chuỗi ký tự - xác định điểm liên kết tham chiếu, chẳng hạn như một trạm tham chiếu của dịch vụ phát sóng GNSS phân sai;

+ DimensionsConstrained[1..3]

SC_CoordinateSystemAxis - xác định trục, (ví dụ như vĩ độ, kinh độ,và chiều cao) mà giá trị được tổ chức tốt;

+ referencePosition vector - tọa độ của điểm truy cập vào hệ thống tham chiếu;

+ accuracyOfReference

DQ_QualityElement - độ chính xác của tọa độ tham chiếu trong hệ quy chiếu quy định của chúng.

- Các liên kết: không.

7.4.2.5  Phép toán ghép nối

Hệ định vị có thể áp dụng các phép toán nối để biến đổi giá trị tọa độ từ hệ quy chiếu tọa độ này đến hệ khác. Các yếu tố dữ liệu phép toán nối xác định các phép toán đã được áp dụng trong việc thu nhận kết quả quan trắc để người nhận có thể biết cách biến đổi và phép chuyển đổi tọa độ đã được thực hiện và ước tính độ chính xác của các phép toán đó.

Một số phép toán chuyển đổi giá trị tọa độ từ hệ quy chiếu tọa độ này đến hệ khác được xác định bởi hàm toán học phân tích. Ví dụ, một số hệ thống quốc gia được xác định có quan hệ với khung quy chiếu mặt đất quốc tế (ITRF) thực hiện với một giai đoạn cụ thể. Các hệ quy chiếu trắc địa khác có liên quan bởi sự phù hợp tối ưu hóa về mặt thống kê dựa trên những quan trắc tại các điểm cố định, vì vậy việc biến đổi tọa độ giữa chúng sẽ sử dụng các tham số phù hợp. Do đó, điều quan trọng là người dùng tọa độ tính chuyển có thể xác định cách thức tính chuyển tọa độ được thực hiện và độ chính xác ước tính của thuật toán tính chuyển. Chỉ với thông tin này có thể giải quyết loại bỏ các sai lệch vị trí giữa các bộ dữ liệu.

Một dịch vụ định vị áp dụng tính chuyển tọa trên các dữ liệu vị trí có thể báo cáo việc xác định và độ chính xác của các phương pháp áp dụng. Các phương pháp áp dụng được phân công xác định nhãn cho báo cáo và xác định một cách rõ ràng sự tham chiếu đến tài liệu trắc địa trong tài liệu hướng dẫn của hệ thống thực hiện.

Nếu một phép toán đã được sửa đổi so với phép toán mô tả trong một trích dẫn, ví dụ bằng cách làm tròn hàng loạt phép tính hoặc lấy kết quả xấp xỉ, việc sửa đổi đó cần được trình bày một cách rõ ràng.

Để có một mô tả chính xác hơn về lớp CC_ConcatenatedOperation, xem ISO 19111.

7.4.3  Quan trắc

7.4.3.1  Giới thiệu

Kết quả của các quan trắc định vị được báo cáo trong các lớp PS_Observation, mà nó được thể hiện trong hình 14, trong đó các trường hợp được tổng hợp dưới thể hiện của PS_ObservationMode chứa mô tả các phương thức hoạt động là chung cho tất cả các quan trắc trong tập hợp đó. Các thuộc tính PS_Observation bao gồm ngày và thời gian của các quan trắc vị trí và vector kết quả phù hợp với các hệ quy chiếu được quy định trong PS_ObservationMode liên quan. Thông tin thêm về các quan trắc cũng được đặt ở trong lớp này, bao gồm việc xác định một đối tượng mà nó được áp dụng, độ lệch giữa các cảm biến định vị bất kỳ và một đối tượng quan tâm, và bất kỳ thông tin liên quan đến hoạt động kỹ thuật chi tiết. Thông tin chất lượng liên quan tới mỗi quan trắc có thể được báo cáo trong lớp PS_ObservationQuality, được mô tả trong 7.5.

Hình 14 - mô tả UML của những lớp PS-Observation

Định đạng ObjectlD cung cấp một cách thức để liên kết các dữ liệu vị trí với các thuộc tính đối tượng địa lý khác, chẳng hạn như một điểm dẫn đường, một đối tượng địa lý, một điểm khống chế, hoặc trạm định hướng ảnh hàng không. Việc hiện diện của các định danh này là tùy chọn, vì nhiều thiết bị định vị hiện hành, bao gồm nhiều máy thu GNSS, không cung cấp định danh cho mỗi hiệu chỉnh vị trí phục vụ mục đích dẫn đường. Tuy nhiên, một hoặc nhiều định danh như thế có thể được sử dụng trong phát triển hệ thống đo đạc và GIS. Việc thực hiện có thể sử dụng một ObjectlD duy nhất như một chỉ số hoặc từ khóa để kết nối với một bảng mô tả khác, hoặc nhiều ObjectlD có thể được sử dụng như các chỉ số hoặc từ khóa để kết nối với nhiều bảng mô tả.

Ví dụ, trường hợp ObjectlD trước tiên có thể được sử dụng để liệt kê các địa điểm quan trắc, và một trường hợp ObjectlD thứ hai có thể được sử dụng để xác định trình tự hoặc các nhóm quan trắc, chẳng hạn như các nhóm các điểm tương ứng với tim đường của các đoạn đường.

Khi các báo cáo kết quả dịch vụ định vị là một vector vị trí tương đối, chẳng hạn như trong GNSS tĩnh, động, hoặc đo động thời gian thực vị trí tương đối, các ObjectlD phải xác định điểm cuối của vector, và PS_ObservationModeLinkToReferenceSystem phải xác định điểm đầu của vector.

Khi các kết quả báo cáo dịch vụ định vị được tính toán trên một khoảng thời gian quan trắc khác với ước tính một vị trí tức thời, các observationDateTime phải ghi rõ ngày tháng và thời gian quan trắc được sử dụng trong kết quả này được bắt đầu và observationEndDateTime phải ghi rõ ngày tháng và thời gian mà quan trắc trong kết quả này kết thúc.

- Tên lớp: PS_Observation

- Các thuộc tính và mô tả:

+ ObservationDateTime DateTime - Ngày và thời gian quan trắc đã được thực hiện (hoặc bắt đầu),

+ ObservationEndDateTime[0..1] DateTime - Ngày và thời gian đo hoàn thành (nếu không tức thời),

+ resultvector - Vector chứa các giá trị kết quả,

+ ObjectlD[0..*] Chuỗi ký tự - Xác định một đối tượng hoặc sự kiện liên kết,

+ offset[0 .. *] PS_CoordinateTransferValue - Giá trị liên quan đến kết quả đối tượng liên quan,

+ OperatingConditions [0.. *]PS_GNSSOperatingConditions - Công nghệ cụ thể tính vận hành điều kiện dữ liệu,

+ QualityResult [0.. *] Bản ghi - chứa kết quả chất lượng, được mô tả trong PS_QualityMode;

- Các liên kết:

+ mode:

Mỗi trường hợp của PS_Observation phụ thuộc một trường hợp của PS_ObservationMode mà thời gian và giá trị định vị được kết hợp phù hợp với các hệ quy chiếu tương ứng của chúng.

+ ObservationQuality:

Nếu chất lượng thông tin được báo cáo bằng các dịch vụ định vị, mỗi kết quả chất lượng được kết hợp với một kết quả quan trắc.

7.4.3.2  Giá trị (độ lệch) dịch chuyển tọa độ

7.4.3.2.1  Giới thiệu

Phép đo vị trí có thể được thực hiện cho một vị trí đó là độ lệch từ một đối quan tâm thực, như minh họa trong hình 15, do yêu cầu của các thiết bị cảm biến dịch vụ định vị hoặc để tiện tính toán. Trong trường hợp như vậy, phải đưa ra quy định để dịch chuyển tọa độ từ điểm đo đến điểm thông qua lớp PS_CoordinateTransferValues, được mô tả trong hình 16. Độ lệch này có thể là sự khác biệt về vị trí giữa tâm ăng-ten GPS L1 và một điểm tham chiếu sử dụng trong các phép đo trắc địa độ chính xác cao.

Hình 15 - Độ lệch cảm biến (a) và độ lệch đối tượng (b)

Khi k độ lệch giữa các vị trí cảm biến và các điểm quan tâm là quan trọng, người dùng cần tiếp nhận và lưu trữ các giá trị liên quan. Những giá trị này bao gồm độ lệch cảm biến và độ lệch đối tượng. Các giá trị độ lệch cảm biến được sử dụng để lưu trữ bất kỳ độ lệch giữa điểm thực của phép đo, như tâm ăng-ten GNSS, và một điểm tham chiếu đại diện cho các hệ thống hay phương tiện đo đạc. Ví dụ, một số công ty cung cấp các giá trị độ lệch các mô hình ăng-ten GNSS cho các nhà sản xuất. Các giá trị độ lệch đối tượng sau đó được sử dụng để lưu trữ độ lệch giữa các điểm tham chiếu và các đối tượng quan tâm bất kỳ (chẳng hạn, một đối tượng địa lý). Ví dụ, độ lệch đối tượng có thể là chiều cao ăng-ten trên một điểm mốc hoặc có thể là độ lệch đến một đối tượng ở xa được đo bằng máy đo khoảng cách laser và la bàn.

Hình 16 - Mô tả UML lớp PS_CoordinaeTransferValues - với các thuộc tính và các liên kết của nó

- Tên lớp: PS_CoordmateTransferValues:

Giá trị xác định các mối quan hệ không gian bằng tọa độ được tính chuyển từ vị trí cảm biến đến vị trí của điểm hoặc đối tượng quan tâm được chuyển bởi lớp PS_CoordinateTransferValues. Giá trị này gồm độ lệch giữa các phần tử cảm biến và một điểm chuẩn trên thiết bị, và độ lệch từ điểm chuẩn này đến đối tượng quan tâm.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ ObjectID [0.. 1] Chuỗi ký tự - nhận dạng các đối tượng quan tâm;

+ SensorOffset [0..1] vector PS_Offset - độ lệch từ một điểm chuẩn đến cảm biến của thiết bị;

+ ObjectOffset [0..1] vector PS_Offset - độ lệch từ một điểm chuẩn trên thiết bị đến một điểm hoặc đối tượng quan tâm.

7.4.3.2.2  Vector độ lệch

- Tên lớp: PS_OffsetVector.

Chứa giá trị độ lệch và xác định nguồn gốc của chúng.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ offsetvector - Vector chứa (các) giá trị khoảng cách;

+ SourceType[0..1] PS_OffsetSourceType - Loại nguồn gốc mà từ đó thu được vector độ lệch;

+ OffsetSource[0..1] CI_Citation - trích dẫn về nguồn gốc của các vector khoảng cách.

- Các liên kết:

+ OffsetReferenceSystem:

Hệ quy chiếu không gian trong đó chứa các vector độ lệch.

7.4.3.2.3  Hệ tham chiếu khoảng cách

Lớp PS_OttsetReferenceSystem xác định hệ thống tham chiếu trong đó chứa vector khoảng cách. Nó có thể trùng hoặc không thể trùng với hệ tham chiếu chứa kết quả định vị do thực tế một số phép đo độ lệch được thực hiện một cách riêng biệt từ các phép đo định vị chính. Ví dụ, một dịch vụ định vị sử dụng một cảm biến GNSS có thể đã có độ lệch giữa tâm ăng ten thu và một điểm chuẩn mà các ăng-ten được liên kết. Dịch vụ này có thể được cung cấp tọa độ dưới dạng kinh và vĩ độ, cho dù những hiệu chỉnh được đo với đơn vị trên/dưới mm điểm chuẩn và trục của nó với hướng thiên đỉnh. Hơn nữa, nếu một máy kinh vĩ hoặc máy đo khoảng cách laser được sử dụng để đo độ lệch đến một đối tượng quan tâm, thiết bị này có thể cho kết quả đo độ lệch ở đơn vị mét (m) dựa trên góc phương vị so với hướng Bắc và một góc đứng so với phương ngang, rời khỏi ứng dụng của độ lệch trong ước tính trắc địa so với hệ thống.

- Tên lớp: PS_OffsetReferenceSystem

- Các thuộc tính và mô tả:

+ OffsetReferenceSystem PS_ReferenceSystem - Xác định hệ thống tham chiếu trong đó chứa vector khoảng cách.

- Các liên kết: không.

7.4.3.2.4  PS_OffsetSourceType

-Tên lớp: «CodeList»PS_OffsetSourceType:

PS_OffsetSourceType là một danh sách các mã xác định loại nguồn gốc từ một vector độ lệch thu được.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ ManufacturerSpecifications - Các giá trị được lấy từ các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

+ measured - Các giá trị đã được đo.

+ publication - Các giá trị có được từ công bố khác với các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

- Các liên kết: không.

7.5  Thông tin chất lượng

7.5.1  Giới thiệu

Một dịch vụ định vị có thể (tùy chọn) cung cấp thông tin về chất lượng quan trắc định vị của nó, như được minh họa trong Hình 17. Thông tin chất lượng đó có thể được sử dụng để quyết định sự phù hợp của các kết quả quan trắc cho mục đích sử dụng nhất định, ví dụ, quan trắc sẽ chỉ được sử dụng trong đo đạc đất đai hoặc trong việc gắn kết GIS với đối tượng địa lý nếu độ chính xác của chúng đáp ứng các thông số kỹ thuật của dự án. Thông tin chất lượng-quan trắc cũng có thể được thực hiện cùng với các dữ liệu để dùng trong đánh giá chất lượng của các tập dữ liệu lớn hơn.

Dịch vụ định vị thông thường báo cáo quan trắc vị trong hoặc gần thời gian thực, do đó đánh giá chất lượng khác nhau không đáng kể đối với các chủ đề GIS hoặc dữ liệu không gian tương tự. Đánh giá chất lượng có thể được thực hiện trên mỗi quan trắc, hoặc trên những quan trắc trong nhóm báo cáo nhỏ có được trong khoảng thời gian ngắn. Do đó, nhiều phép đo chất lượng có thể được tính toán bằng cách sử dụng các thủ tục đánh giá và báo cáo tương tự trong ca quan trắc.

Giá trị đo được xem như có bao gồm một số sai số, do đó, đo lặp lại sẽ cho các giá trị phân tán trên một số phạm vi. Một báo cáo về sai số khẳng định rằng giá trị cung cấp không chính xác, và cố gắng thể hiện định lượng sai số. Độ lớn của sai số kết quả là một trong những khía cạnh quan trọng nhất về chất lượng của nó.

Nói chung, sai số không thể được xác định trực tiếp, nhưng phải được ước lượng bởi các thủ tục đánh giá chất lượng phù hợp. Ước tính sai số có thể được dựa trên phương pháp thống kê, kinh nghiệm trước đó với các hệ thống hoặc đánh giá chuyên môn xem xét kiến thức về các phương pháp đo lường, điều kiện thực địa, khả năng thiết bị, phương pháp tính toán và đặc điểm hình học giữa chúng. Các biện pháp được sử dụng để đánh giá chất lượng được đặc trưng phù hợp với các tham số kỹ thuật của tiêu chuẩn ISO 19114 khi các biện pháp chất lượng có liên quan đến kết quả định vị.

Khi việc ước tính sai số được thực hiện đối với các giá trị tốt nhất có thể được chấp nhận như là xấp xỉ với giá trị thật, biểu thức sai số được gọi là “chính xác” hoặc “độ chính xác tuyệt đối”.

Khi ước tính sai số được thực hiện đối với các giá trị tốt nhất xấp xỉ giá trị thật của những giá trị khác trong một tập dữ liệu hoặc trong một thực hiện hệ thống định vị, biểu thức sai số được gọi là “độ chính xác tương đối”.

Khi ước tính sai số được thực hiện thống nhất với các phép đo lặp lại và theo các điều kiện tương tự, nhưng không so sánh với các giá trị độc lập được chấp nhận như là xấp xỉ của giá trị thực, độ không chắc chắn được biểu thị là “trị đo đúng”.

Lý tưởng nhất, độ chính xác của các quan trắc vị trí sẽ được báo cáo bằng cách nêu rõ giá trị ước cho tính sai số đang tồn tại, nhưng điều này không phải lúc nào cũng khả thi trong dịch vụ định vị. Thông thường không thể truy cập theo thời gian thực vào một nguồn gốc độc lập của các giá trị độ chính xác cao hơn để so sánh.

Trong trường hợp như vậy, có thể ước lượng trị đo đúng của quan trắc, ví dụ như bằng cách đo lặp lại, thay vì ước tính độ chính xác thực. Vì vậy, một phần tử chất lượng phụ bổ sung, trị đo đúng, được xác định cho các dịch vụ định vị. Các phần tử chất lượng phụ bổ sung này cũng có thể được người dùng định nghĩa theo tiêu chuẩn ISO 19113 để sử dụng trong việc triển khai các dịch vụ định vị.

Để tránh lặp lại các thông tin, các lớp PS_QualityElement được kết hợp với PS_ObservationMode để các thông tin cấu hình về phương thức hoạt động được quy định, các cấu hình báo cáo về chất lượng tương ứng có thể được liên kết với nó. Điều này cho phép các quan trắc định vị được thực hiện trong một cơ chế hoạt động riêng kết hợp với các phép đo chất lượng được thực hiện bằng một quy trình đánh giá riêng, cụ thể.

Bộ mô tả đánh giá có thể được sắp xếp trong các lớp PS_QualityElement hoặc lớp DQ_QualityMeasure, nhưng trong các dịch vụ định vị, nó thường được sắp xếp trong lớp PS_QualityElement vì nó được kết hợp với một phương thức hoạt động.

Kết quả chất lượng dữ liệu có thể là kết quả định lượng hoặc kết quả phù hợp, và cả hai loại được áp dụng cho quan trắc định vị. Ví dụ, các giá trị độ chính xác và trị đo đúng là kết quả định lượng, nhưng các chỉ số chất lượng được mã hóa và giám sát toàn vẹn hệ thống là kết quả phù hợp.

Các tính toán định vị rất phức tạp, nên việc xác định rõ các quy trình đánh giá để cho kết quả chất lượng là đặc biệt quan trọng trong các dịch vụ định vị. Các tính toán này bao gồm việc xác định chất lượng liên quan đến sai số mặt phẳng, độ cao hoặc 3 chiều. Khi giá trị 3-chiều được báo cáo, việc phân biệt mỗi chiều có giá trị chất lượng riêng biệt hoặc một giá trị duy nhất xác định một ước lượng chất lượng không gian, cần phải nêu rõ bản chất của số lượng thống kê được sử dụng, chẳng hạn như sai số trung bình, sai số ngẫu nhiên, sai số trung phương, và thống kê của chính chúng được dựa trên hàm phân phối một, hai hoặc 3-chiều. Đây cũng là điều thiết yếu để xác định nguồn gốc của giá trị so sánh trong xác định độ chính xác hay đánh giá trị đo đúng.

Các dịch vụ định vị có thể thực hiện việc đánh giá chất lượng dựa trên dấu hiệu nội bộ, chẳng hạn như so sánh các phép đo lặp gần nhau, đặc điểm tín hiệu và các yếu tố hình học, hoặc các tính toán liên quan đến quan trắc dư thừa. Trong trường hợp như vậy, trị đo đúng, hoặc các phần tử con do người dùng định nghĩa, sẽ thích hợp để đo chất lượng hơn là độ chính xác.

Khi không có nguồn so sánh hoặc các bằng chứng nội bộ độc lập, các dịch vụ định vị có thể báo cáo thông tin chất lượng dựa trên việc triển khai đặc thù trong những hoàn cảnh tương tự. Trong trường hợp như vậy, cần nêu rõ cơ sở của báo cáo và bản chất của việc kiểm tra tính hợp lệ.

Việc thực hiện các dịch vụ định vị có thể cung cấp một phần đáng kể thông tin về thủ tục đánh giá trong các tài liệu sản phẩm đi kèm hệ thống và chuyển tải tham chiếu đến tài liệu trong các cấu trúc dữ liệu chất lượng bằng trích dẫn.

Hình 17 - mô tả UML của các lớp báo cáo chất lượng dịch vụ định vị

7.5.2  PS_QualityModo

- Tên lớp: PS_QualityMode.

PS_QualityElement chứa thuộc tính tương tự như DQ_Element mô tả trong ISO 19115, và xác định các yếu tố chất lượng-dữ liệu được báo cáo và các thủ tục để đánh giá. Thông tin này được sử dụng trong thế hệ của các siêu dữ liệu DQ_Element hoặc báo cáo tương tự hoặc cho quá trình ra quyết định tự động cần đến thông tin chất lượng về các kết quả quan trắc.

Các thuộc tính, và mô tả:

+ NameOfMeasure [0.. *] Chuỗi ký từ - tên của các thử nghiệm áp dụng cho các dữ liệu:

+ Measureldeniificallon 10..1] MD_Identifier - Mã nhận dạng một quy trình chuẩn đã đăng ký:

+ MeasureDescription [0..1] chuỗi ký tự - Mô tả các biện pháp đang được xác định:

+ EvaluationMethodType DQ_EvaluationMethodTypeCode - loại phương pháp được sử dụng để đánh giá chất lượng của các số liệu:

+ EvaluationMethodDescription[0.. 1] chuỗi ký tự mô tả phương pháp đánh giá;

+ EvaluationProcedure[0..1]CI_Citalion - tham chiếu đến thông tin thủ tục;

+ DateTime[0..1]- DateTime - ngày hoặc một chuỗi ngày mà phép đo chất lượng dữ liệu đã được áp dụng;

+ QualityResultType kiểu bản ghi - xác định các yếu tố trong các bản ghi kết quả chất lượng tương ứng.

- Các liên kết

Trường hợp các PS_QualityMode được kết hợp bởi PS_ObservationMode.

8  Thông tin kỹ thuật chi tiết

8.1  Giới thiệu

Lớp thông tin công nghệ cụ thể cho phép một dịch vụ định vị nhận và truyền đạt thông tin, lớp thông tin này không áp dụng cho tất cả các công nghệ nhưng có thể cần thiết cho việc ứng dụng các công nghệ cụ thể. Các thông số kỹ thuật của các lớp công nghệ cụ thể có thể thay đổi từ công nghệ này đến công nghệ khác. Nhìn chung, thông tin công nghệ cụ thể có thể được phân loại thành hai nhóm:

a) Điều kiện vận hành - Thông tin liên quan đến hoạt động và hiệu suất của hệ thống;

b) Dữ liệu đo thô - Giá trị của quan trắc mà từ đó công nghệ này phân phối các kết quả định vị.

Tiêu chuẩn này chỉ cung cấp các lớp và định nghĩa cho các công nghệ GNSS, mặc dù cấu trúc của chúng có thể được sử dụng làm cơ sở để mở rộng Tiêu chuẩn này tới các công nghệ khác.

8.2  Các điều kiện vận hành GNSS

8.2.1  Giới thiệu

Để sử dụng được ứng dụng dữ liệu hoặc siêu dữ liệu lưu trữ thì đòi hỏi phải có các thông tin giao tiếp chi tiết về các điều kiện vận hành. Những chi tiết có thể được nhóm lại để chỉ ra phương thức định vị hoặc tính toán liên quan (các mô hình toán học được áp dụng để nhận kết quả), những yếu tố chỉ ra các điều kiện đo (như chất lượng của dữ liệu thô để tính ra kết quả) và những mã số thực hiện chỉ số tổng hợp thành chỉ số đơn giản có thể hướng dẫn quyết định của người vận hành như việc sử dụng các kết quả đó. Những giá trị tương tự này được áp dụng trong ước tính độ chính xác và trị đo đúng bằng một vài thao tác, nhưng không nhất thiết đại diện cho độ chính xác.

Hình 18 mô tả các điều kiện hoạt động đối với GNSS.

Hình 18 - mô tả UML lớp PS_GNSSOperatingConditions với thuộc tính của nó

8.2.2  PS_GNSSOperatingConditions

- Tên lớp: PS_GNSSOperatingConditions;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ dateTime: - ngày và thời gian các phép đo của các điều kiện vận hành có hiệu lực;

- Các liên kết:

- ComputationConditions - Cung cấp các tham số chỉ ra phương pháp tính toán vị trí;

- Performancelndicators - Cung cấp các tham số chỉ ra mức độ hoặc chất lượng của hiệu suất hệ thống;

- MeasurementConditions - Cung cấp các tham số chỉ ra điều kiện mà theo đó các phép đo đã được thực hiện.

8.2.3  PS_ComputationalConditions

8.2.3.1  Giới thiệu

Điều kiện tính toán dữ liệu cung cấp những tham số của thiết bị dịch vụ - định vị mà chỉ phương thức của tính toán vị trí cho việc giải thích của người dùng hoặc ứng dụng. Một ví dụ là khi thu nhận được chỉ số của phép định vị 3-chiều, giá trị cao trong dữ liệu định vị có thể được áp dụng.

- Tên lớp: PS_ComputationalConditions;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ PositionFixModePS_PositionFixMode - Loại kết quả định vị thu nhận được;

+ positionSolutionMethod

PS_PositionSolutionMethod - Loại thuật toán áp dụng để định vị

+ processingMode PS_ProcesingMode - chỉ giải pháp theo thời gian thực hay xử lý sau

+ PositioningMode PS_PositioningMode - Cơ sở của mô hình định vị;

+ Augmentation PS_Augmentation - Loại hệ thống mở rộng đang được áp dụng;

+ ObservationFrequenciesUsed PS_FrequencyList - (các) Tần số quan trắc cho định vị.

- Các liên kết: không.

8.2.3.2  Phương thức định vị - cố định

-Tên lớp: «CodeList»PS_PositionFixMode;

Chỉ ra các loại định vị theo số chiều không gian có thể được xác định từ các quan trắc độc lập có sẵn tại thời điểm tính toán.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ No fix Thiếu quan trắc có sẵn để tính toán một vị trí cố định;

+ Old fix chỉ có thông tin vị trí cố định cũ;

+ 1D Chỉ đủ các quan trắc có sẵn để quan trắc thời gian;

+ 2D Đủ các quan trắc có sẵn để cố định 2- chiều;

+ 3D Đủ các quan trắc có sẵn để cố định 3- chiều;

+ 3D overdetermined đủ các quan trắc có sẵn để cố định 3-chiều cùng với mức độ dư thừa để cho các tính toán thống kê;

- Các liên kết: không.

8.2.3.3  Phương pháp giải pháp vị trí

- Tên lớp: PS_PositionSolutionMethod

- Các thuộc tính và mô tả:

+ C/A code mã thu nhận/thô GNSS;

+ PPS code- mã dịch vụ định vị GNSS chính xác P hoặc Y;

+ Static Floating - Vetor sai phân bậc 2 với phần nguyên động và ăng-ten cố định trong thời điểm quan trắc;

+ Static Fixed -Vector sai phân bậc 2 với phần nguyên cố định và ăng-ten cố định trong thời điểm quan trắc;

+ Kinematic Floating - Vector sai phân bậc 2 với phần nguyên động và ăng-ten di động trong thời điểm quan trắc;

+ Kinematic Fixed - Vector sai phân bậc 2 với phần nguyên cố định và ăng-ten di động trong thời điểm quan trắc;

- Các liên kết: không

8.2.3.4  Phương thức định vị

- Tên lớp: «CodeList» PS_PositioningMode;

Mã để đặt tên loại kết nối hệ thống định vị với hệ quy chiếu của nó;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ Point

Định vị tuyệt đối - vị trí được xác định trực tiếp trong hệ thống tham chiếu bằng các tham số đã biết của hệ thống, ví dụ như định vị GNSS độc lập và định vị từ các quan trắc thiên văn.

+ Relative:

Định vị tương đối - vị trí được xác định liên quan đến một điểm khác được sử dụng bởi hệ thống định vị, ví dụ như định vị quán tính, định vị GNSS sai phân bậc 2 (tĩnh hoặc động), và định vị bằng máy kinh vĩ hoặc toàn đạc điện tử.

- Các liên kết: không.

8.2.3.5  CorrectionMethod

-Tên lớp: «CodeList»PS_CorrectionMethod;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ DGPS cải chính GPS phân sai,

+ PreciseEphemeries lịch thiên văn chính xác,

+ PreciseEphemeriesWithClockCorrection lịch thiên văn chính xác với hiệu chỉnh đồng hồ;

- Các liên kết: không.

8.2.3.6  Danh sách tần số

- Tên lớp: «CodeList»PS_FrequencyList;

Định danh của dải tần được sử dụng trong các hệ thống định vị GNSS và sự kết hợp của chúng có thể được quan trắc để thu các kết quả định vị.

- Các thuộc tính và mô tả:

+ L1                sử dụng giải pháp định vị

+ L2                sử dụng giải pháp định vị

+ L3                sử dụng giải pháp định vị

+ L1/L2           sử dụng giải pháp định vị

+ L2/L3           sử dụng giải pháp định vị

+ L1/L3           sử dụng giải pháp định vị

+ L1/L2/L3       sử dụng giải pháp định vị

- Các liên kết: không.

8.2.4  Các chỉ số hiệu suất

Một số hệ thống cung cấp thông tin chỉ số - hiệu suất được mã hóa bằng một chỉ số (thường là số) trong đó kết hợp các điều kiện vận hành hệ thống và các điều kiện đo lường vào một chỉ số hiệu suất duy nhất. Do đó, các quyết định của người vận hành để phù hợp với việc sử dụng có thể được hướng dẫn ít phức tạp hơn những yêu cầu về giải thích các giá trị điều kiện vận hành và đo lường. Vì các chỉ số này đều là dành cho các các công nghệ và ứng dụng cụ thể, ý nghĩa và cách giải thích các chỉ số này không mang tính chuẩn hóa mà có thể đưa ra thóa thuận giữa các nhà sản xuất và người dùng. Thay vào đó, việc cung cấp giao tiếp thông tin giữa các bên phải được chuẩn hóa.

- Tên lớp: PS_Performancelndicators;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ Performancelndicator Chuỗi ký tự - Giá trị các chỉ số hoạt động của hệ thống;

- Các liên kết: không.

8.2.5  Các điều kiện đo lường

8.2.5.1  Giới thiệu

Điều kiện mà một vị trí cụ thể hoặc phép đo liên quan được thực hiện có ích cho việc đánh giá chất lượng của kết quả đo, để chuẩn đoán các vấn đề và/hoặc phục vụ các tài liệu lưu trữ về cách thức rút ra một kết quả cụ thể. Vì vậy, những điều kiện này được truyền đi theo cách chuẩn hóa. Vì điều kiện đo lường có ý nghĩa khác nhau giữa các công nghệ, các phần tử phụ này được định nghĩa là các thông tin kỹ thuật chi tiết.

Trong trường hợp các dịch vụ định vị GPS, các vệ tinh nhận được, cường độ của tín hiệu của chúng và các tham số hình học của chúng là một trong những điều kiện quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng của các kết quả vị trí. Ngoài ra, việc lựa chọn và tuổi của dữ liệu tăng thêm, chẳng hạn như hiệu chỉnh phân sai, cho thấy chất lượng của các kết quả vị trí. Một số triển khai bao gồm khả năng nhận giám sát tính toàn vẹn máy thu tự trị (RAIM), trong đó hỗ trợ người vận hành xác định bất kỳ sự không tương thích nào trong sự toàn vẹn của GPS như một dịch vụ định vị.

8.2.5.2  Các điều kiện đo lường-định vị

8.2.5.2.1  Giới thiệu

- Tên lớp: PS_MeasurementConditions;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ SatellitelDs dãy <số nguyên> - Dãy các số nhận dạng phương tiện không gian;

+ SignalStrengths dãy số thực - số xác định cường độ của tín hiệu;

+ DilutionOfPrecisionTypes dãy <PS_DOPType> - Xác định tham số độ suy giảm chính xác;

+ DilutionOfPrecisionValues dãy <số thực> - Giá trị của các tham số suy giảm độ chính xác;

+ AgeOfAugmentation số thực - khoảng vài giây kể từ thời điểm các bản cập nhật gần đây của giá trị tăng thêm;

+ StatusRAIM Number - kết quả giám sát tự động toàn phần máy thu;

- Các liên kết: không.

8.2.5.2.2  Sự suy giảm độ chính xác

- Tên lớp: «CodeList» PS_DOPType;

- Các thuộc tính và mô tả:

+ GDOP            độ chính xác không gian 3D,

+ PDOP            độ chính xác vị trí không gian 3D,

+ HDOP            độ chính xác mặt phẳng 2D,

+ VDOP            độ chính xác tiêu chuẩn độ cao,

+TDOP             độ chính xác tiêu chuẩn thời gian;

- Các liên kết: không.

8.3  Dữ liệu đo thô

Dữ liệu đo thô được truyền từ các thiết bị hệ thống định vị đến thiết bị thu nhận-dữ liệu cho các bước xử lý tiếp theo phục vụ tính toán dữ liệu giải pháp vị trí. Quá trình này có thể xảy ra trong thời gian thực hoặc xử lý sau. Trong cả hai trường hợp, các thiết bị thu dữ liệu có trách nhiệm lưu trữ đúng quy tắc của các cấu trúc dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu đo thô phụ thuộc hệ thống định vị. Dữ liệu đo thô GPS bao gồm các quan trắc GPS, thời gian, tham số quỹ đạo và các dữ liệu khí tượng tùy chọn, ví dụ như đo thủy triều hoặc các dữ liệu cảm biến độ nghiêng. Thủ tục này có sẵn thông qua một trong hai tham số kỹ thuật được xác định độc quyền sở hữu hoặc thông qua tham số kỹ thuật công nghiệp được chấp nhận, ví dụ RINEX. Thủ tục này nằm ngoài phạm vi của Tiêu chuẩn này.

Phụ lục A

(Quy định)

Sự phù hợp

A.1 Sự phù hợp

Bảng A.1 - Mức độ phù hợp cho các yếu tố dữ liệu dịch vụ định vị

Trong các yêu cầu đối với sự hiện diện của các yếu tố bắt buộc, không có quy định nào về việc truy cập các nội dung thông tin của các yếu tố này. Quyền tiếp cận công khai một số yếu tố bắt buộc có thể được cung cấp hoặc bị giới hạn bởi các quy định về thủ tục nằm ngoài phạm vi của Tiêu chuẩn này. Trường hợp quyền truy cập vào các giá trị của các tham số chi tiết có thể bị giới hạn, tham chiếu theo tên hoặc số nhận dạng khác được hỗ trợ bởi Tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này định nghĩa hai lớp phù hợp: cơ bản (mà bất kỳ thực hiện phải đáp ứng) và mở rộng (cho dữ liệu công nghệ cụ thể liên quan đến hệ thống định vị), xem Bảng A.1. Bất kỳ việc thực hiện các dịch vụ định vị hoặc sản phẩm nào được tuyên bố phù hợp với Tiêu chuẩn này sẽ phải vượt qua tất cả các yêu cầu được mô tả trong các bộ kiểm tra lý thuyết tương ứng sau đây.

A.2  Bộ thử nghiệm rút gọn phù hợp cơ bản

A.2.1  Thiết bị dịch vụ định vị

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của thiết bị dịch vụ định vị với Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra: Xác minh sự tồn tại (hiện diện) của dịch vụ định vị;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, khoản 6;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

A.2.2  Thông tin hệ thống (bắt buộc)

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của thông tin hệ thống với Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra:

1) Xác nhận sự tồn tại (hiện diện) của thông tin hệ thống,

2) Nếu thông tin hệ thống tồn tại, xác minh rằng công nghệ định vị (bắt buộc) và phương pháp tham chiếu (bắt buộc) hiện diện và được cấu trúc như quy định trong Tiêu chuẩn này,

3) Đối với mỗi mục nội dung, xác minh rằng các giá trị nội dung là hiện diện và phù hợp với các định nghĩa được cung cấp bởi Tiêu chuẩn này;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, 7.2;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

A.2.3  Nhận dạng phiên quan trắc (tùy chọn)

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của thông tin phiên quan trắc với Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra:

1) Xác nhận sự tồn tại (hiện diện) của thông tin ca quan trắc,

2) Nếu thông tin phiên quan trắc tồn tại, xác nhận rằng SessionlD (bắt buộc) và StartTime (bắt buộc) Information (tùy chọn) có mặt và có cấu trúc như quy định trong Tiêu chuẩn này,

3) Đối với thông tin ca quan trắc, xác nhận rằng các giá trị nội dung là hiện diện và phù hợp với các định nghĩa được cung cấp bởi Tiêu chuẩn này;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, 7.3;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

A.2.4  Thông tin phương thức (bắt buộc)

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của thông tin phương thức với Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra:

1) Xác nhận sự tồn tại (hiện diện) của thông tin phương thức,

2) Xác định sự tồn tại của các phần tử phụ của dữ liệu resultType, TemporalReferenceSystem và positionalReferenceSystem được thực hiện trong lớp PS_ObservationMode (phải thực hiện ít nhất một trường hợp của PS_ObservationMode), và observationDateTime và kết quả của các lớp PS_Observation liên quan,

3) Đối với mỗi phần tử phụ được thiết lập, xác minh rằng các mục nội dung được trình bày và có cấu trúc tuân thủ theo quy định trong Tiêu chuẩn này,

4) Đối với mỗi mục nội dung, xác minh rằng các giá trị nội dung tồn tại và phù hợp với các định nghĩa được cung cấp bởi Tiêu chuẩn này,

5) Xác định các phần tử phụ của dữ liệu tùy chọn, được nhận biết trong Tiêu chuẩn này, được thiết lập. Nếu các phần tử phụ của dữ liệu không tồn tại, sự phù hợp không được chấm dứt hiệu lực;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, 7.4;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

A.3  Bộ thử nghiệm rút gọn phù hợp mở rộng

A.3.1  Điều kiện hoạt động công nghệ cụ thể (tùy chọn)

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của các điều kiện hoạt động công nghệ cụ thể với Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra:

1) Xác nhận sự tồn tại (hiện diện) của điều kiện hoạt động công nghệ cụ thể (PS_OperatingConditions),

2) Nếu điều kiện hoạt động công nghệ cụ thể tồn tại, xác minh rằng các điều kiện hoạt động có mặt và có cấu trúc như quy định trong Tiêu chuẩn này,

3) Đối với mỗi mục nội dung, thẩm định các điều kiện hoạt động tồn tại và phù hợp với các định nghĩa được cung cấp bởi Tiêu chuẩn này;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, 8.2;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

A.3.2  Chỉ số đặc tính công nghệ cụ thể (tùy chọn)

a) Mục đích kiểm tra: Kiểm tra sự phù hợp của các chỉ số đặc tính công nghệ cụ thể Tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp kiểm tra:

1) Xác nhận sự tồn tại (hiện diện) của các chỉ số đặc tính kỹ thuật chi tiết,

2) Nếu các chỉ số đặc tính công nghệ cụ thể tồn tại, xác minh rằng các chỉ số đặc tính có mặt và tuân theo quy định trong Tiêu chuẩn này,

3) Đối với mỗi mục nội dung, xác minh rằng các chỉ số đặc tính tồn tại và phù hợp với các định nghĩa được cung cấp bởi Tiêu chuẩn này;

c) Tham chiếu: Tiêu chuẩn này, 8.2.4;

d) Loại kiểm tra: cơ bản;

e) Kết quả kiểm tra: đạt/không đạt.

Phụ lục B

(tham khảo)

Hoàn tất báo cáo độ chính xác các dịch vụ định vị

B.1 Giới thiệu

Một dịch vụ định vị có thể báo cáo chất lượng của kết quả định vị để các thiết bị sử dụng các thông tin này có thể sàng lọc thông tin cần sử dụng và lưu trữ đầy đủ các thông tin này để thiết lập ra siêu dữ liệu báo cáo chất lượng, cấu trúc sau đây được gợi ý cho nhiệm vụ báo cáo cụ thể về dịch vụ định vị, cấu trúc này sẽ chỉ ra các mục chi tiết về đặc trưng - dịch vụ - định vị được tổng hợp phục vụ cho báo cáo như siêu dữ liệu về chất lượng dữ liệu.

B.2 Cấu trúc các mô tả về chất lượng dữ liệu của các phần tử phụ được xác định có thể áp dụng cho các dịch vụ định vị

Độ chính xác vị trí phần tử phụ được mô tả như sau:

- Đo lường chất lượng dữ liệu, bao gồm

+ Thống kê hoặc chỉ số, chẳng hạn như độ lệch chuẩn, sai số trung phương, % khoảng tin cậy, lỗi có thể xảy ra;

+ Phù hợp với chiều liên kết, trong đó có thể là 1-chiều, 2-chiều, 3-chiều;

+ đo lường chất lượng liên quan các thành phần, chẳng hạn như

++ Phần cơ bản (chứa mục lỗi),

++ Sai số lớn nhất (ít khi được sử dụng, nhưng cho phép).

- Loại giá trị chất lượng dữ liệu, bao gồm

+ Đặc tính, như hàm Boolean, khoảng cách, góc, tỷ lệ, thay đổi vị trí theo thời gian;

+ Liên quan đến đơn vị đo lường, nếu là thứ nguyên, như food (Anh), cm, m;

+ Định hướng liên quan, chẳng hạn như theo độ cao, mặt phẳng, mặt cầu, trục đơn quy định.

- Thủ tục đánh giá chất lượng dữ liệu, bao gồm

+ Phương pháp đánh giá, chẳng hạn như thủ tục tính toán thống kê;

+ Liên quan đến cơ sở so sánh, chẳng hạn như cụm từ ngắn chỉ định cơ sở mà độ chính xác được tham chiếu.

+ Kết quả chất lượng dữ liệu: giá trị tổng hợp.

+ Phạm vi chất lượng dữ liệu: xác định phạm vi mà một đo lường chất lượng dữ liệu đã được áp dụng.

- Ngày chất lượng dữ liệu: một ngày chất lượng dữ liệu để đo mỗi chất lượng dữ liệu.

Bảng B.1 cho thấy các phần tử phụ của chất lượng dữ liệu, các đo lường chất lượng và miền giá trị có thể có.

Bảng B1 - Phần tử phụ về chất lượng dữ liệu có thể có, bao gồm đo lường chất lượng và miền giá trị

B.3  Độ chính xác tổng quát hóa tập dữ liệu

B.3.1  Ví dụ 1 - Độ chính xác của bản đồ

Đối với các tiêu chuẩn độ chính xác bản đồ quốc gia tỷ lệ 1:25.000, các yếu tố chất lượng về độ chính xác vị trí có thể được báo cáo theo các cách sau:

- Đo lường chất lượng dữ liệu:

Kết quả báo cáo phù hợp với các yêu cầu về vị trí của tiêu chuẩn độ chính xác bản đồ quốc gia.

- Miền giá trị chất lượng-dữ liệu:

Miền giá trị là hàm Boolean (đúng hoặc sai).

- Thủ tục chất lượng-dữ liệu:

Vị trí trên bản đồ được so sánh với các vị trí của các đối tượng tương ứng thu được bằng hoặc từ một nguồn độc lập có độ chính xác cao hơn, ví dụ, đo đạc mặt đất xác định vị trí cho các điểm khống chế độc lập với các điểm kiểm tra được sử dụng để thành lập bản đồ. Nếu độ lệch vị trí giữa tọa độ đọc theo bản đồ và vị trí đo đạc mặt đất cho các điểm kiểm tra không vượt quá giới hạn cho phép đối với khoảng cách và tỷ lệ phần trăm của các điểm cần phải vượt qua các kiểm tra theo quy định của tiêu chuẩn độ chính xác bản đồ quốc gia, bản đồ đó đạt chuẩn, nếu không nó không đạt phần kiểm tra độ chính xác.

- Kết quả chất lượng-dữ liệu:

Đạt hoặc không đạt yêu cầu vị trí cho các tiêu chuẩn độ chính xác bản đồ quốc gia.

- Ngày chất lượng-dữ liệu:

Ngày xuất bản bản đồ.

- Phạm vi chất lượng dữ liệu

Chất lượng được báo cáo ở mức tập dữ liệu, trong đó các tập dữ liệu là bản đồ. Chỉ vị trí của các điểm “xác định rõ” được đánh giá để đưa ra kết quả chất lượng dữ liệu.

B.3.2  Ví dụ 2 - Sự ổn định vị trí của các mốc đo đạc

Vị trí của một mốc đo đạc có thể thay đổi theo thời gian do những nguyên nhân

- Dịch chuyển mảng kiến tạo;

- Lún cục bộ hoặc khu vực;

- Thay đổi độ ẩm tác động đến đất;

- Các yếu tố khác.

Sự dịch chuyển có thể làm cho độ chính xác được công bố (được xác định tại thời điểm tính toán) trở nên sai lệch nghiêm trọng.

Một tập hợp các tham số ổn định vị trí đã được đưa ra để giải quyết tình trạng này. Các tham số cho thấy tỷ lệ mà tại đó độ chính xác vị trí dự kiến sẽ suy giảm do dịch chuyển mốc. Một tham số riêng cho mỗi trục tọa độ luôn có sẵn. Lưu ý các vấn đề như sau.

- Các tham số được dựa trên kiến thức địa phương về điều kiện mặt đất.

- Các tham số cho thấy sự xuống cấp có liên quan đến hệ thống tọa độ sử dụng. Như vậy, nếu một hệ tọa độ quốc gia được cố định vào một mảng kiến tạo, dịch chuyển của mảng sẽ không dẫn đến sự xuống cấp vị trí.

- Các tham số không chỉ ra sự thay đổi thực tế trong các giá trị tọa độ. Thay vào đó, chúng đưa ra ước tính mà tại đó độ chính xác tọa độ công bố bị suy giảm.

B.3.3  Ví dụ 3 - Độ chính xác vị trí của lưới mặt phẳng

- Đo lường chất lượng-dữ liệu:

Kết quả báo cáo dưới dạng phù hợp với các yêu cầu độ chính xác mặt phẳng như quy định trong các tiêu chuẩn độ chính xác hệ thống - quy chiếu tọa độ quốc gia.

- Miền giá trị chất lượng - dữ liệu:

Miền giá trị cho các tọa độ tại thời điểm đo là hàm Boolean. Điều này đủ điều kiện bởi sự thay đổi vị trí theo thời gian.

- Thủ tục chất lượng-dữ liệu:

Độ chính xác tọa độ xuất phát từ các đo lường được dựa trên mức độ tin cậy nhất định, ví dụ như 95%, ellip sai số tương đối được tạo ra bởi phương pháp bình sai số bình phương nhỏ nhất. Các trục của ellip sai số được so sánh với các chỉ tiêu trong tiêu chuẩn độ chính xác hệ thống - tham chiếu tọa độ quốc gia.

- Kết quả chất lượng dữ liệu:

Đạt hoặc không đạt chỉ tiêu quy định trong các tiêu chuẩn chính xác hệ thống quy chiếu tọa độ quốc gia.

- Ngày chất lượng - dữ liệu:

Ngày tính toán tọa độ.

- Phạm vi chất lượng - dữ liệu:

Chất lượng được báo cáo ở mức mạng lưới.

B.3.4  Ví dụ 4 - Độ chính xác của dữ liệu vị trí trong biến đổi tọa độ giữa các hệ quy chiếu

Khi một dịch vụ định vị cung cấp dữ liệu trong hệ thống quy chiếu tọa độ khác với hệ mà các phép đo và tính toán riêng của nó được thực hiện, các tọa độ này thường được chuyển đổi và tính chuyển từ hệ quy chiếu tọa độ gốc của hệ thống đến hệ quy chiếu tọa độ theo yêu cầu của người dùng dữ liệu vị trí. Phần lớn các phép chuyển đổi tọa độ giữa các hệ quy chiếu trắc địa làm suy giảm độ chính xác của kết quả. Sai số suy giảm này đôi khi lớn hơn các sai số nội tại trong các quan trắc ban đầu, do đó độ chính xác tổng hợp phải được báo cáo với các giá trị chất lượng có thể áp dụng.

Ví dụ, khi kết quả vị trí với mức độ chính xác nhất định được chuyển đổi sang một hệ quy chiếu khác, độ chính xác của các tọa độ chuyển đổi có thể không được duy trì nếu độ chính xác của các tham số được sử dụng trong việc chuyển đổi tọa độ sẽ cho độ chính xác kém hơn so với độ chính xác của kết quả vị trí gốc.

Đối với một số quốc gia, một số công thức chuyển đổi tọa độ đã được công bố, bao gồm 3 tham số và 7 tham số biến đổi tương đương (thường được biết đến như biến đổi Molodensky và Bursa-Wolf, tương ứng). Khi chuyển đổi tọa độ giữa một hệ quy chiếu cũ hoặc cổ điển và một hệ quy chiếu mới hoặc hiện đại thông qua việc chuyển đổi 3 tham số, các biến dạng trong các hệ quy chiếu cũ hay mới có thể là nguyên nhân các tọa độ tính chuyển không chính xác.

Trong trường hợp khi xử lý việc chuyển đổi tọa độ là phù hợp trên những vùng nhỏ, sai số ngẫu nhiên lớn không xảy ra. Do đó, độ chính xác của các quan hệ không gian đối với các đối tượng gần đó có thể được bảo tồn phần lớn, nhưng độ chính xác của biến đổi tọa độ tương đối với hệ quy chiếu quốc gia có thể bị suy giảm đáng kể.

Ngoài ra, một biến đổi 7 tham số giữa một hệ quy chiếu cũ và mới, nếu có, có thể cung cấp độ chính xác cao hơn hẳn biến đổi 3 tham số của chuyển đổi đó.

Thư mục tài liệu tham khảo

Tài liệu lựa chọn quan tâm cho người dùng Tiêu chuẩn này.

1. Hệ quy chiếu, elipxoit, lưới chiếu và hệ thống quy chiếu lưới, NIMA TM8358.1, Báo cáo kỹ thuật Cục Ảnh và Bản đồ quốc gia, 9/1990.

Web:<http://164.214.2.59/GandG/puborder.html>

2. Thông số trắc địa, EPSG, July 1999. Web:<http: //www.epsa.ora/>

3. Mã và các tham số trắc địa, Chuẩn trao đổi thông tin địa lý số (DIGEST), tháng 6 năm 1997, dự thảo 3.0, phiên bản 2.0, phần 3, chương 6.

Web:<http://www.diaest.org/html/ap36.htm >

4. Thuật ngữ về Khoa học Bản đồ, Hiệp hội Đo vẽ ảnh và Viễn thám Mỹ, Hội nghị về Đo đạc và Bản đồ Mỹ, và Hội nghị kỹ sư dân sự Mỹ, năm 1994.

Web:<http://www.asprs.org/publications.html>

5. Hướng dẫn về thể hiện sai số trong đo lường (GUM), công bố cùng BIPM / IEC / IFCC / ISO / IU PAC / IU PAP / OIML, 1993 (Sửa chữa và tái bản năm 1995)

6. TAYLOR, BN, và KUYALL, CE, Hướng dẫn Đánh giá và Thể hiện sai số trong kết quả đo lường NIST, Báo cáo kỹ thuật 1297 Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia NIST, 1994.

7. ISO 6709:1983, Tiêu chuẩn trình bày kinh, vĩ độ, và độ cao các vị trí điểm địa lý

8. ISO 8601:2000, Yếu tố dữ liệu và định dạng trao đổi - Trao đổi thông tin -Trình bày ngày tháng và thời gian

9. ISO 19101:2002, Thông tin địa lý - mô hình tham chiếu

10. ISO 19107:2003, Thông tin địa lý - lược đồ không gian

11. ISO 19119:^-1>, Thông tin địa lý - Các dịch vụ

12. Các tiêu chuẩn đề xuất cho dịch vụ NAVSTAR GPS phân sai, phiên bản 2.1, RTCM bản in 194- 93 / SC 104-STD, RTCM (Ủy ban kỹ thuật vô tuyến các dịch vụ hàng hải), 1/1994. Web<http: //www.navcen.uscg. gov / pubs/ daps/rctm104/default.htm>

13. Gurtner, Werner, RINEX: Khuôn dạng trao đổi máy thu độc lập, phiên bản 2, Viện Thiên văn học, Đại học Berne, tháng 9/1998. Web:

<ftp://igscb.ipl.nasa.gov/igscb/data/format/rinex2.txt>

14. NMEA0183, Chuẩn giao diện thiết bị điện tử hàng hải, phiên bản 2.30, Hiệp hội điện tử Hàng hải Quốc gia, 1/3/1998. Web: http://www.nmea.org/pub/0183/index.html

15. NIMA TR8350.2, Bộ quốc phòng Hệ tọa độ trắc địa thế giới 1984 - Định nghĩa và mối quan hệ với hệ tọa độ trắc địa địa phương, bản thứ ba, Báo cáo kỹ thuật Cục Ảnh và Bản đồ Quốc gia, 7/1997.

Web:http://164.214.2.59/GandG/puborder.html

MỤC LỤC

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Sự phù hợp

3  Tài liệu viện dẫn

4  Thuật ngữ và định nghĩa

5  Ký hiệu, chữ viết tắt và ký hiệu UML

5.1  Ký hiệu và cụm từ viết tắt

5.2  Ký hiệu UML

5.3  Các mẫu phân loại mô hình UML

5.4  Gói chữ viết tắt

6  Mô hình các dịch vụ định vị

6.1  Giới thiệu

6.2  Cấu trúc dữ liệu tĩnh của các lớp dịch vụ định vị

6.3  Các phép toán dịch vụ định vị

6.4  Thông tin cơ bản và mở rộng

7  Định nghĩa và mô tả thông tin cơ bản

7.1  Giới thiệu

7.2  Thông tin hệ thống

7.3  Ca giao dịch dữ liệu

7.4  Phương thức tính toán

7.5  Thông tin chất lượng

8  Thông tin kỹ thuật chi tiết

8.1  Giới thiệu

8.2  Điều kiện vận hành GNSS

8.3  Dữ liệu đo thô

Phụ lục A (quy định) Sự phù hợp

Phụ lục B (tham khảo) Cung cấp các báo cáo độ chính xác cho các dịch vụ định vị

Thư mục tài liệu tham khảo