Phương pháp xác định vị trí tàu sử dụng hai vòng đẳng cao thiên thể và phép biến đổi lượng giác cầu

 Tác giả: TS. NGUYỄN VĂN SƯỚNG
               Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Vị trí thật và vị trí xác định bằng phương pháp đường cao vị trí

Xác định vị trí tàu sử dụng phương pháp hàng hải thiên văn là một kỹ thuật truyền thống của người đi biển. Ngày nay, do sự phát triển của các hệ thống định vị vệ tinh dẫn đến vai trò của phương pháp định vị thiên văn không còn như trước đây. Tuy nhiên, do một số khu vực trên trái đất, đôi khi không thu nhận được tín hiệu vệ tinh, đặc biệt khi có chiến sự giữa các quốc gia thì hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu có thể bị giới hạn với dân sự để phục vụ cho mục đích quân sự. Do đó, phương pháp hàng hải thiên văn vẫn được coi như một trong các phương pháp định vị dự phòng khi có các sự cố diễn ra. 

Thực tế, vị trí tàu xác định bằng thiên thể là giao điểm của các vòng đẳng cao. Tuy nhiên, trước đây, do không giải được trực tiếp các hệ phương trình vòng đẳng cao thiên thể nên các nhà hàng hải đã dùng chuỗi Taylor để phân tích phương trình vòng đẳng cao thành một phương trình đường thẳng (đường cao vị trí) đơn giản hơn rất nhiều để tìm vị trí tàu.

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học máy tính cho phép giải các phương trình phức tạp một cách nhanh chóng, dẫn đến nhiều phương pháp, nhiều thuật toán đã được đề xuất để giải bài toán xác định vị trí tàu dựa trên việc quan sát thiên thể. Các nghiên cứu có thể chia làm 2 hướng tiếp cận chính. Hướng thứ nhất sử dụng các phương pháp ma trận, vector để giải hệ phương trình vòng đẳng cao thiên thể trên hệ tọa độ đề các vuông góc sau đó chuyển sang hệ tọa độ cầu. Hướng tiếp cận thứ hai, các tác giả [3] sử dụng tham số phương vị thiên thể để xác định vị trí tàu. Tuy nhiên, trong cả 2 hướng tiếp cận trên, để giải hệ các phương trình chứa vị trí tàu, bắt buộc phải sử dụng vị trí dự đoán.

Trong nghiên cứu này, bài báo giới thiệu một hướng tiếp cận để giải các hệ phương trình vòng đẳng cao thiên thể dựa trên kỹ thuật biển đổi lượng giác. Ưu điểm của hướng tiếp cận này là: thứ nhất, vị trí tàu xác định bằng phương pháp là giao điểm của các vòng đẳng cao thay vì các đường cao vị trí; thứ hai, phương pháp này không yêu cầu phải sử dụng vị trí dự đoán như các phương pháp trước đây.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây