Thuật toán cải tiến định vị tàu biển dựa trên tín hiệu hệ thống nhận dạng tự động (AIS) theo phương pháp độ sai lệch thời gian tới

11
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
Thuật toán cải tiến định vị tàu biển dựa trên tín hiệu 
hệ thống nhận dạng tự động (AIS) theo phương pháp 
độ sai lệch thời gian tới
A novel algorithm for the marine vessel positioning using 
AIS signal based on time difference of arrival
Phạm Việt Hưng1, Nguyễn Trọng Các2
Email: cacdhsd@gmail.com
1Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
2Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 10/01/2020
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 26/3/2020
Ngày chấp nhận đĕng: 30/3/2020 
Tóm tắt 
Trong thông tin hàng hải, hệ thống AIS vốn được sử dụng để truyền thông các thông tin về vị trí tàu, số 
hiệu tàu, các thông tin chuyến đi của tàu giữa tàu với đài bờ hoặc giữa các tàu với nhau. Bài báo này đề 
xuất một thuật toán mới dựa trên phương pháp sai lệch thời gian tới (TDOA) để định vị tàu biển khi thu 
nhận tín hiệu AIS. Thuật toán này sẽ cải thiện tốc độ định vị cũng như giảm khối lượng tính toán trong quá 
trình xử lý tín hiệu của bộ thu. 
Từ khoá: Hệ thống AIS; tàu biển; phương pháp sai lệch thời gian tới; xử lý tín hiệu.
Abstract
In maritime information, the AIS system is originally used to communicate information about the ship’s 
position, its number, the ship’s information between the ship and shore stations or between ships. This 
paper proposes a new algorithm based on Time Difference Of Arrival (TDOA) to locate the ship when 
receiving AIS signals. This algorithm will improve the positioning speed as well as reduce the calculation 
volume during the signal processing of the receiver.
Keywords: AIS-Automatic Indentification System; sea ship; time difference of arrival; signal processing.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống nhận dạng tự động AIS (AIS - Automatic 
Indentification System) ra đời từ tháng 12/2004 từ 
khi Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) và Công ước 
quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển 
(SOLAS) quy định tất cả các tàu có tổng dung tích 
từ 300 GT trở lên tham gia vận tải quốc tế, các tàu 
hàng có tổng dung tích từ 500 GT trở lên tham gia 
vận tải nội địa, ven biển, các tàu chở khách phải 
trang bị AIS [1]. Hệ thống AIS là hệ thống nhận và 
phát tín hiệu để truyền vị trí, tốc độ, hướng đi cùng 
với một số thông tin cố định khác như: tên tàu, số 
nhận dạng (số ID), kích thước và chi tiết chuyến 
đi, Hệ thống sẽ tự động trao đổi dữ liệu với các 
tàu ở gần cũng như các trạm cố định và vệ tinh 
(hệ thống AIS nhận dạng vệ tinh được ký hiệu là 
S-AIS). Thông tin được cung cấp bởi thiết bị AIS có 
thể được hiển thị trên màn hình hay trên hệ thống 
thông tin và hiển thị biểu đồ điện tử (ECDIS). Hiện 
nay hệ thống AIS đang được áp dụng rộng rãi trong 
ngành hàng hải, khi được áp dụng trên tàu cá sẽ 
góp phần đảm bảo an toàn cho những chuyến ra 
khơi của bà con. Đây là hệ thống thời gian thực, 
tin cậy, được ví như “Đôi mắt thần” trên các luồng 
và vùng biển. AIS dùng công nghệ thông tin truyền 
giữa các thiết bị trên tàu và đất liền bằng truyền 
dẫn vệ tinh và trên làn sóng điện dải tần số cực 
cao VHF, hệ thống hoạt động liên tục 365/365 ngày 
trong nĕm 24/24 giờ trong ngày. Các tàu hay các 
đối tượng hàng hải liên quan được lắp đặt hệ thống 
AIS sẽ liên tục có chu kỳ phát các thông tin về tàu 
mình và các thông tin an toàn hàng hải, trao đổi 
thông tin với các tàu khác hay với các đài trên đất 
liền được trang bị AIS.
AIS ban đầu được dự định để giúp các tàu biển 
tránh va chạm cũng như giúp các cơ quan chức 
nĕng thuộc cảng biển kiểm soát lưu lượng ra vào 
Người phản biện: 1. PGS.TS. Nguyễn Quốc Cường 
 2. TS. Chử Đức Hoàng
12
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
cảng tốt hơn. Bộ thu phát AIS bao gồm một GPS 
để thu thập vị trí và chuyển động chi tiết của tàu, 
một bộ phát tín hiệu VHF sử dụng trên hai kênh tần 
số 161,975 MHz và 162,025 MHz (kênh VHF 87 và 
88 cũ). Các thông tin này sẽ được phát quảng bá, 
các tàu và trạm cố định có thể nhận các thông tin 
này và xử lý nó bằng một phần mềm chuyên biệt 
và hiển thị thông tin về vị trí tàu trên thiết bị vẽ biểu 
đồ hay máy tính.
Thông thường, hệ thống AIS là hệ thống truyền 
thông. Thông tin về vị trí tàu mà hệ thống AIS phát 
đi được thu nhận từ các bộ thu hệ thống định vị 
GPS được tích hợp bên trong máy thu AIS hoặc từ 
hệ thống GPS ở trên tàu. Tuy nhiên, để nâng cao an 
toàn trong hàng hải, đảm bảo cung cấp thông tin về 
vị trí trong mọi tình huống ngay cả khi mất tín hiệu 
GPS, tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) đã khuyến 
cáo việc trang bị thêm một hệ thống dự phòng. Hệ 
thống AIS đã được IMO đề xuất như một hệ thống 
thay thế cho GPS. Để thực hiện được việc xác định 
vị trí tàu, đài thu AIS trên tàu phải thu được tín hiệu 
AIS từ ít nhất ba (03) đài bờ. Mặt khác, các đài bờ 
phải có vị trí (kinh độ, vĩ độ) được xác định và đính 
kèm trong bản tin AIS gửi tới đài tàu. 
Phương pháp định vị dựa trê ...  4 đài bờ BS tương 
ứng có 4 phương trình để tối ưu quá trình ước 
lượng vị trí đài tàu MS. 
Hình 1. Phương pháp định vị TDOA
13
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
Từ (2), r
i
2 = (r
i0 + r0)2, i = 1,2,3N do đó (1) có thể được viết lại thành:
‖s
i
‖2 + ‖z
p
‖2 - 2s
i
Tz
p
= ri0
2 + 2 ri0 r0+ r02,i = 0,1,2,3N (3)
Khi i = 0, r
i0= 0. Ta có: 
‖s0‖2 + ‖zp‖2 - 2s0Tzp= r02 (4)
Kết hợp giữa (3) và (4), ta nhận được:
‖s
i
‖2 - ‖s0‖2 - 2(si - s0)Tzp= ri02 + 2 ri0 r0,i=1,2,3N (5)
Trong trường hợp xét đến tác động của nhiễu, 
được biến đổi thành:
x
i
x + y
i
y + r
i0r0= -0.5(ri02 - Ki + K0) + φi,i = 1,2,3N (6)
Trong đó:
 là khoảng cách giữa MS và BS0; 
φ
i
 (i = 1,2,3N) là sai số; 
K
i 
= x
i
2 + y
i
2, i = 0,1,2,3N. 
Biến đổi (6) sang dạng ma trận: 
 (7)
Trong đó:
Giả sử z
p
 và r0 là độc lập khi đó, các phương trình trên là tuyến tính. Tuy nhiên, trên thực tế giữa z
p
và r0 luôn phụ thuộc lẫn nhau. Vì vậy, các thuật toán được đề xuất trước đó đều phải xét đến yếu 
tố này như: thuật toán SI thực hiện tìm giá trị gần 
đúng nhất với giả sử bỏ qua (1). Thuật toán Chan 
tính toán z
p
 và r0 là 4 biến số độc lập và hiệu chỉnh chúng thông qua (1). Do đó, chắc chắn sẽ dẫn đến 
mâu thuẫn trong việc xác định giá trị của z
p
 và r0. Nếu các giá trị này được hiệu chỉnh một cách đơn 
giản thì kết quả phải tuân theo (1) nhưng sẽ bị phân 
tán kết quả. Do đó cần phải có các giải pháp, thuật 
toán để đạt được các giải pháp tối ưu.
Bỏ qua các thành phần bậc cao ở (1), phương trình 
vi phân nhận được sẽ là:
 (8)
Từ (1) và (8) thấy rằng: z
p
 quyết định giá trị của r0 sai số của z
p
 ảnh hưởng đến r0 như minh họa ở hình 2. Ngược lại, mặc dù giá trị r0 được xác định, 
giá trị cụ thể của z
p
 trong một phạm vi nào đó là 
không chính xác, đồng nghĩa sai số của r0 không ảnh hưởng đến z
p
. Xét bổ sung thêm một số thông 
tin chính xác như hướng góc tới chính xác, sai số 
của z
p
 chỉ tĕng lên ở hướng xuyên tâm và tương 
đối nhỏ ngay cả khi sai số của r0 lớn. 
Vì vậy hướng của thuật toán trong bài báo này đó 
là đầu tiên tính toán giá trị của r0 rồi sau đó xác định giá trị của z
p
. 
Hình 2. Mối quan hệ giữa khoảng cách 
và các tọa độ 
2.2. Thuật toán TDOA đề xuất
2.2.1. Bước 1: Tách khoảng cách từ các phương 
trình và ước lượng giá trị khoảng cách
Thực hiện các phép toán ma trận theo hàng trên 
các nhóm phương trình ở (7), sau đó loại bỏ biến x 
và y, ta nhận được:
(9)
Trong đó:
haʹ, Φʹ, k
i
 (i = 1,2,3N) được tạo ra từ các phép 
toán theo hàng:
 ( ) ( )20200 yyxxr -+-=
 F+=
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
ha
r
y
x
Ga
0
, 
úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=
0
222
111
NNN ryx
ryx
ryx
Ga !!!
, . 
úú
úú
ú
û
ù
êê
êê
ê
ë
é
+-
+-
+-
-=
0
2
0
02
2
20
01
2
10
2
1
KKr
KKr
KKr
ha
NN
! úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=F
Nj
j
j
!
2
1
. ( ) ( ) yr
yyxr
xxr ¶-+¶-=¶
0
0
0
0
0
 F¢+¢=
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
úú
úú
úú
úú
û
ù
êê
êê
êê
êê
ë
é
ah
r
y
x
k
k
k
k
k
N
0
4
3
2
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
!!!
, , 
, 
( )
( )( )
úû
ùêë
é
¢
¢
=¢
´-
´
122
121
Nah
ahah
îí
ì
¢×-=¢
×=¢ -
122
1
1
1
ahBhaah
haAah
( )
( )( )
úû
ùêë
é
=
´-
´
122
121
Nha
haha
, , 
, 
( )
( )( )
úû
ùêë
é
F¢
F¢
=F¢
´-
´
122
121
N îí
ì
F¢×-F=F¢
F×=F¢ -
122
1
1
1
B
A
( )
( )( )
úû
ùêë
é
F
F
=F
´-
´
122
121
N
, , 
úû
ùêë
é×=úû
ùêë
é -
20
101
2
1
r
rAk
k úû
ùêë
é×-
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
=
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
2
1
0
303
k
kB
r
r
k
k
NN
!!
14
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
Hai phương trình đầu tiên của (9) chứa 1 biến 
chưa xác định trong x và y ngoại trừ r0. Ý nghĩa vật lý ở đây đó là 2 phương trình TDOA được tạo 
bởi 2+1 đài bờ BS trực giao trên 1 mặt phẳng. Các 
BS tương ứng khi được thực hiện các phép toán 
theo hàng trong 2 phương trình này sẽ tiệm cận 
đến điểm trực giao do đó sai số trong phép biến 
đổi này là nhỏ nhất. Trường hợp các đài bờ BS số 
0, 1, 2 không đồng phẳng tương ứng với |A| ≠ 0. 
Bên cạnh đó, như đã nêu ra ban đầu, cần ít nhất 4 
đài bờ (N ≥ 3). Như vậy, N - 2 phương trình còn lại 
trong (9) tạo thành nhóm các phương trình mang ý 
nghĩa hiệu chỉnh cho biến chưa xác định: 
ga·r0 = ha2ʹ + Φ2ʹ (10)
Trong đó: 
Bỏ qua sai số Φ2ʹ, trị bình phương tối thiểu của r0 là:
 (11)
2.2.2. Bước 2: Ước lượng vị trí theo các khoảng 
cách giữa đài tàu và các đài bờ
Kết hợp (11) và (7), phương trình xác định vị trí 
sẽ là:
 (12)
Trong đó:
, . 
úú
úú
ú
û
ù
êê
êê
ê
ë
é
+-+
+-+
+-+
-=
0
2
000
02
2
20020
01
2
10010
ˆ2
ˆ2
ˆ2
2
1
KKrrr
KKrrr
KKrrr
hb
NNN
! úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=F
Nj
j
j
!
2
1
Vị trí của MS có thể xác định nhờ phương pháp 
WLS (bình phương tối thiểu có trọng số).
 (13)
Trong đó: 
Ma trận hiệp phương sai:
r
i
 là khoảng cách giữa đài bờ BSi và đài tàu MS có 
thể được tạm thời tính thông qua: 00 rˆrr ii += . 
Ngoài ra: 
 σ là độ lệch chuẩn 
của sai số trong quá trình xác định vị trí.
Trên cơ sở tính toán, các kết quả dựa trên độ chính 
xác của 0ˆr và không phụ thuộc vào (1). Trên thực tế, sai số của 0ˆr tương đối nhỏ so với cự ly của các đài. Do đó, giá trị ( )yx ˆ,ˆ tính toán được của vị trí đài tàu tương đối tin cậy và chính xác theo (1). 
2.2.3. Bước 3: Hiệu chỉnh các điều kiện ràng buộc
Thêm các điều kiện ràng buộc vào (7) và áp dụng 
WLS cho tất cả. Một điều kiện ràng buộc là: 
00 rˆr = (14)
Để tính toán giá trị tọa độ của đài bờ, mối quan hệ 
r02 = (x - x0)2 + (y - y0)2 tương đương với hình nón trong không gian x, y and r0. Phương pháp WLS cho các phương trình: 
(15)
Là tương đương với một điểm của khoảng cách 
tối thiểu có trọng số tới các mặt phẳng và khối 
hình chóp. Xác định một mặt phẳng tiếp tuyến gần 
nhất với được coi là xấp xỉ theo 1 phương, ta sẽ biến đổi từ hình nón về mặt phẳng. Giả sử (x0, y0) là gốc, vector chỉ phương của mặt phẳng sẽ là 
. [ ]22 ˆˆˆˆ yxyx +-- Do đó, phương pháp WLS là tìm 
ra điểm giữa các mặt phẳng khoảng cách tối thiểu 
có trọng số và mặt phẳng tiếp tuyến như minh họa 
ở hình 3. 
Hình 3. Tuyến tính hóa hình nón ràng buộc
, , . 
( )
( )( )
úú
úú
úú
û
ù
êê
êê
êê
ë
é
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
úû
ùêë
é
=
´-
´
0
30
22
20
10
22
N
N
r
r
B
r
rA
Ga
!
úû
ùêë
é
=
22
11
yx
yxA
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
=
NN y
y
x
x
B !!
33
. 
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
=
Nk
k
ga !
3
 ( ) 2
1
0ˆ ahgagagar TT ¢×××= -
 F+=úû
ùêë
é hby
xGb
, 
úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=
NN y
y
y
x
x
x
Gb !!
2
1
2
1
 ( ) ( ) hbGbGbGbyx TTT ×××××= --- 111ˆ,ˆ yy
, , BQBc ×××= 2y
úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=
Nr
r
r
B
!
"#""
!
!
00
00
00
2
1
úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=
15.05.0
5.015.0
5.05.01
22
!
"#""
!
!
scQ
 ( )
( ) ( )ïî
ïí
ì
-+-=
++--=+++
i
iiiiii
yyxxr
KKrrrzzyyxx
2
0
2
0
2
0
0
2
000 2
1 j
 ( )yx ˆ,ˆ
15
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
Vì vậy, mặt phẳng hình nón được tuyến tính hóa 
sẽ là:
 (16)
Kết hợp (7), (14) và (16) ta nhận được:
 (17)
Trong đó: 
Ước lượng tối ưu nhận được 
(x, y, r0)T = (GcT·ψʹ-1·Gc)-1·GcT·ψʹ-1·hc (18)
Trong đó: 
Do việc xác định ma trận hiệp phương sai ψ’ sẽ 
gặp rất nhiều khó khĕn, phức tạp, một số giả định 
được đề xuất. Thứ nhất, các biến φxy, φr và φi là độc lập với nhau, do đó phương sai là bằng 0. 
Thứ hai, φxy và φr tỉ lệ nghịch với nhau. Thứ hai, điều kiện ràng buộc hình chóp chỉ ảnh hưởng ở 
cự ly gần, có thể bỏ qua ở khoảng cách xa. Thay 
đổi các trọng số có thể cân bằng được những ảnh 
hưởng này đến khoảng cách tính toán. Mặt khác, 
ở cự ly xa, điều kiện ràng buộc khoảng cách điều 
chỉnh độ chính xác và phải được đánh trọng số 
lớn hơn. Trong khi đó, ở cự ly gần, điều kiện về 
hình nón sẽ có ý nghĩa hơn. 
3. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
Thực hiện các mô phỏng Monte-Carlo để đánh giá 
hiệu quả của phương pháp được đề xuất trong bài 
báo với các phương pháp khác trước đó. Các kết 
quả thống kê được tính toán trong các điều kiện 
nhiễu ngẫu nhiên ở dạng RMSE và phương sai 
chuẩn. Các kết quả mô phỏng được phân tích theo 
2 hướng khác nhau: ảnh hưởng của độ chính xác 
đến khoảng cách tính toán được; và sai số của quá 
trình đo đạc. Sai lệch thời gian được mô phỏng 
theo thực tế bằng cách bổ sung thêm tạp âm trắng 
chuẩn Gauss. Mô hình mô phỏng bao gồm: 1 đài 
bờ tham chiếu và 6 đài bờ khác được sử dụng để 
xác định vị trí đài tàu. Tọa độ của các đài bờ được 
minh họa ở bảng 1. 
Bảng 1. Tọa độ của các đài bờ
BS number Coordinates (unit: m)
0(ref) (0,0)
1 (800,0)
2 (400,693)
3 (-400,693)
4 (-800,0)
5 (-400,-693)
6 (400,-693)
Với hướng thứ nhất, sai số tính toán sai lệch thời 
gian là 5×10-3s, đài tàu MS di chuyển theo đường 
thẳng từ (140,260) đến (-4200, 4600) với bước di 
chuyển là 70 m. Sau mỗi bước di chuyển, thực hiện 
tính toán vị trí của đài tàu ứng với 1000 điểm tính 
toán để tính ra ra giá trị trung bình. Cuối cùng, tiến 
hành phân tích các giá trị RMSE và độ lệch chuẩn 
của 1000 điểm đó như mô tả ở hình 4. 
Hình 4. Vị trí của đài tàu MS và các đài bờ BSi
Các kết quả mô phỏng được minh họa ở hình 5. 
Trong hình 5, ta thấy ở cự ly xa thì phương pháp 
Chan cho kết quả kém nhất, nhưng kết quả sẽ 
được cải thiện khi ở cự ly gần. Ngược lại, SI thì 
có hiệu nĕng tốt cự ly xa nhưng lại kém hơn Chan 
ở cự ly gần. Thuật toán tốt nhất ở đây là chuỗi 
. [ ] 0ˆˆˆˆ
0
22
=
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
×+--
r
y
x
yxyx
 F+=
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
hc
r
y
x
Gc
0
, 
úú
úú
úú
ú
û
ù
êê
êê
êê
ê
ë
é
+--
=
22
0
20
10
2
1
2
1
ˆˆ
1
ˆ
0
ˆ
0
yx
r
r
r
y
y
y
y
x
x
x
x
Gc
NNN
!!!
, . 
úú
úú
úú
ú
û
ù
êê
êê
êê
ê
ë
é
+-
+-
+-
-=
0
ˆ2
2
1
0
0
2
0
02
2
20
01
2
10
r
KKr
KKr
KKr
hc
NN
!
úú
úú
úú
ú
û
ù
êê
êê
êê
ê
ë
é
=F
xyz
r
N
j
j
j
j
j
!
2
1
, , 
úú
ú
û
ù
êê
ê
ë
é
=¢
xy
r
f
f
y
y
00
00
00
BQBc ×××= 2y
, 
úú
úú
û
ù
êê
êê
ë
é
=
Nr
r
r
B
!
"#""
!
!
00
00
00
2
1
, 
( ) ( ) ( )222 ˆˆˆ iiii zzyyxxr -+-+-=
, 
0ˆrr
sf = sf
0ˆr
xy =
16
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
Taylor, hiệu nĕng của thuật toán này tốt trên toàn 
dải di chuyển của đài tàu. Thuật toán được đề xuất 
rõ ràng tốt hơn hẳn so với Chan và SI và có hiệu 
nĕng tương đương với chuỗi Taylor. Ưu điểm, của 
phương pháp đề xuất so với chuỗi Taylor đó là tính 
toán đơn giản và không cần phải có giá trị khởi tạo. 
Hình 5. So sánh RMSE của 4 thuật toán ở các cự 
ly khác nhau
Với hướng thứ 2, vị trí của MS được lựa chọn ngẫu 
nhiên trong 1 phạm vi hình chữ nhật có độ dài 
200 m, trung tâm ở (350,200). Chuỗi các sai số đo 
đạc được liệt kê ở bảng 2. 
Bảng 2. Độ lệch chuẩn của TDOA
num 1 2 3 4 5 6
σ(s) 1×10-4 5×10-4 1×10-3 5×10-3 1×10-2 4.5×10-2
Hình 6 minh họa sai lệch vị trí tĕng lên khi sai số 
đo đạc tĕng lên. Mặt khác, khi tạp âm lớn, phương 
pháp chuỗi Taylor sẽ không hội tụ do giá trị khởi tạo 
không hợp lý như minh họa ở hình 7. Tuy nhiên, 
phương pháp đề xuất có tính ổn định tốt hơn. 
Hình 6. So sánh RMSE của 4 thuật toán trong các 
điều kiện nhiễu khác nhau
Hình 7. Độ lệch chuẩn của 4 thuật toán trong các 
điều kiện nhiễu khác nhau
4. KẾT LUẬN
Bài báo đã đề xuất thuật toán xác định vị trí của 
đài tàu dựa trên việc thu tín hiệu AIS theo phương 
pháp sai lệch sóng tới TDOA. Thuật toán được 
đề xuất đạt hiệu nĕng tốt trong các điều kiện về 
cự ly cũng như nhiễu môi trường xung quanh. So 
với thuật toán chuỗi Taylor, thuật toán đề xuất có 
hiệu nĕng tương đương nhưng không bị mất hội 
tụ kết quả như thuật toán Taylor. Ngoài ra, thuật 
toán đề xuất còn có khối lượng tính toán ít hơn so 
với Taylor. Do đó, thuật toán này đặc biệt thích hợp 
trong các bộ thu AIS có giá rẻ, phù hợp với các đội 
tàu hoạt động trên các tuyến đường thủy nội địa, 
hoặc tuyến pha sông biển. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] J.S. Ning, Y.T. Wu, D.J. Sun (2014), The 
development of LBL acoustic positioning 
system and its application, HSAC. 34, 72.
[2] D.Eswara Chaitanya, G.Sasibhushana Rao 
(2016), Unknown radio source localization 
based on a modified closed form solution 
using TDOA measurement technique, PCS. 
87, 184.
[3] Y.T. Chan, H. Yau, C. Hang. Pakchung Ching 
(2006), Exact and Approximate Maximum 
Likelihood Localization Algorithms, IEEE 
Transactions. 55, 10.
[4] Z. Fang, Y.D. Ni, Y. Liu (2015), New method 
of hybrid location based on least square and 
Taylor series expansion, CE. 41, 316.
[5] Z.J. Wang, H.Y. Yu, Y.P. Hu (2014), Improved 
Chan algorithm based on maximum likelihood 
criterion, CAAS, 31, 240.
[6] Mauro Boccadoro. Guido De Angelis (2012), 
TDOA positioning in NLOS scenarios by 
particle filtering, WN 18, 579.
[7] L. An, X.F. Zhang, L.J. Chen (2011), The 
array measurement and cross-correlation 
peak tracing method for flexible array passive 
localization system, TA. 30, 210.
[8] Chan Y T, Ho K C (1994), A simple and 
efficient estimator for hyperbolic location, 
IEEE Transactions, 48,1905.
[9] X.M. Qu, L.H. Xie (2016), An efficient convex 
constrained weighted least squares source 
localization algorithm based on TDOA 
measurements, PS. 119, 142.
17
LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA
Tạp chí Nghiên cứu khoa học, Trường Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190, Số 1 (68) 2020
 Nguyễn Trọng Các
- Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, 
nghiên cứu): 
+ Nĕm 2002: Tốt nghiệp Đại học ngành Điện, chuyên ngành Điện nông nghiệp, Trường Đại 
học Nông nghiệp I Hà Nội
+ Nĕm 2005: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Kỹ thuật tự động hóa, chuyên ngành Tự động hóa, 
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
+ Nĕm 2015: Tốt nghiệp Tiến sĩ ngành Kỹ thuật điện tử, chuyên ngành Kỹ thuật điện tử,
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
- Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Điện, Trường Đại học Sao Đỏ
- Lĩnh vực quan tâm: DCS, SCADA, NCS
- Email: cacdhsd@gmail.com
- Điện thoại: 0904369421
THÔNG TIN TÁC GIẢ
Phạm Việt Hưng
- Tóm tắt quá trình đào tạo, nghiên cứu (thời điểm tốt nghiệp và chương trình đào tạo, 
nghiên cứu): 
+ Nĕm 2003: Tốt nghiệp Đại học ngành Điện tử viễn thông chuyên ngành Điện tử viễn 
thông - Đại học Bách Khoa Hà Nội
+ Nĕm 2007: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Điện tử viễn thông chuyên ngành Điện tử viễn thông 
- Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nĕm 2015: Tốt nghiệp Tiến sĩ ngành Điện tử viễn thông chuyên ngành Kỹ thuật viễn thông 
- Đại học Bách Khoa Hà Nội
- Lĩnh vực quan tâm: Xử lý tín hiệu trong hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu, truyền thông kỹ 
thuật số, truyền thông hàng hải
- Điện thoại: 0916588889