GPS接收机天线装置定向标志线及平均相位中心参数的检测

本文讨论了GPS测量的重要误差来源之一－接收机天线相位中心漂移误差，研究了表征平均相位中心的基本参数及其检测和处理方法。如果用户设备进行了这种检测，并对观测成果作了相应的修正，目前大部分商品接收机在几十公里以内的短边测量中，精度可以提高到3mm＋2ppm·d（d为边长，单位：km），同时解决了混合机组参加GPS网观测和处理的难题。     

天线相位中心偏差对于GPS高程影响问题分析

GPS接收机天线相位中心与其几何中心不重合性构成了GPS接收机天线相位中心误差,如何减少相位中心偏移是天线设计和GPS数据处理中的重要问题。本文在分析GPS接收机天线相位中心在垂直方向上偏差的检测原理的基础上,讨论GPS天线相位中心垂直分量偏差对GPS高程精度的影响,应用实例得出一些有益的结论。     

GPS接收机检定原理与方法

根据多年GPS接收机检验工作实践经验,详细论述了GPS接收机天线相位中心一致性检测方法、原理和具体步骤,并对测地型GPS静态测量和RTK测量精度检测和计算方法、导航型GPS接收机的定位误差检测和计算方法作了阐述。     

GPS天线相位中心改正方法研究

由于天线本身的特性及机械加工等原因,GPS卫星和接收机天线相位中心与其几何中心不重合,从而产生相位中心偏差。某些类型的天线该偏差甚至可达数cm,直接影响高精度GPS测量的精确可靠性[1]。讨论了GAMIT软件在高精度GPS数据处理中进行天线相位中心改正的原理、方法和策略,结合美国IGS观测站及南加州区域站观测数据,对改正方法及策略进行了实验对比与分析。结果表明:对接收机天线相位中心和卫星天线相位中心采用模型改正,而卫星天线相位中心偏移不改正,所得到的基线解算结果较好[2];地面接收机天线方位角的变化对U方向的基线解算结果有较大影响,在高精度GPS测量中,必须进行天线方位角的变化改正。     

中、长基线检定的GPS接收机精度评定

GPS中长基线检定场精度评定,是指GPS接收机在出厂后或经过一段时间的使用后,如果接收机本身出现问题,会对测量结果产生误差。通过实例中的数据计算和误差分析,针对接收机此类误差的检校理论和方法进行论述,并提出在测绘工程中如何降低这种误差的影响。接收机的误差有钟差、天线相位中心误差等,通过对在标准基线检定场中基线测量结果分析,可以检定出接收机的钟差、天线相位质量问题。详细介绍通过中、长基线检定来评定GPS接收机精度的方法。     

双频GPS天线相位中心稳定性研究

天线相位中心是GPS接收机测量时的参考点.相位中心并不是固定的,它会随不同的信号入射方向发生移动,移动幅度达几个毫米甚至几厘米.相位中心的变化直接影响GPS伪距和载波相位观测量的测量.为了更好地满足一些高精度测量的需要,相位中心的变化量在解算时必须考虑进去.本文对相位中心定义进行了解释,对GPS相位中心及其稳定性进行了分析,并对GPS天线相位中心的测量方法进行了阐述.对自主研制的双频GPS天线相位中心进行了测定,得出相位中心随俯仰角变化的曲线.     

载波相位平滑伪距单点定位精度分析

介绍了载波相位平滑伪距单点定位原理,分析了在用GPS接收机导航解误差因素。通过对静态和动态条件下实测数据的检测与分析,检验了观测噪声、飞行速度和高度等因素与GPS导航解精度的关系。     

GPS天线相位中心误差的检测与改正

GPS天线相位中心误差是影响GPS测量精度的一项重要误差源。因此,在进行高精度的GPS定位测量时,必须进行天线定向,并对天线相位中心进行必要的模型改正。介绍了采用规范中常规相对定位检测法,检测出天线相位中心偏差的水平分量与垂直分量,并分析了该方法存在的不足。针对该方法的不足,提出了一种改进的新检测方法。实例表明,新方法可以快速简便地检测出天线相位中心偏差的水平分量,并具有较高的精度和可靠性,适合野外对GPS天线的检测。     

GNSS测量型接收机检定规程中天线相位中心偏差检测门限设置的探讨

天线相位中心是指微波天线的电气中心,其设计中心与天线几何中心不一致。天线相位中心最大平均偏差可达数厘米,为此,需对GNSS测量型接收机天线相位中心偏差进行标定。目前国内GNSS测量型接收机的检定规程中,天线相位中心采用室外天线旋转法进行标定,并以GNSS测量型接收机标称精度中所谓的“固定标准差”作为阈值进行判定。笔者认为GNSS测量型接收机标称精度中的固定标准差与星历类型、数据处理软件、观测时间长度、天线相位中心偏差等因素相关,不能作为天线相位中心偏差的检测门限;天线相位中心偏差有独立的指标要求,也有独立的精确检测方法,因此建议按照天线相位中心偏差的指标要求作为检测门限。     

GLONASS信号对GNSS接收机天线相位中心偏差的影响分析

GNSS接收机天线相位中心偏差是仪器的一项重要指标,在日常检测、校准过程中往往会遇到相位中心误差超限情况,究竟是仪器本身问题还是测量数据问题？现主要分析GLONASS信号在GNSS接收机天线相位中心检测、校准过程中,由于数据的稳定性对检测、校准结果带来的误差和影响.     

GNSS接收机天线相位中心变化相对检测方法

在精密定位中,GNSS接收机天线相位中心变化是必须进行改正的影响因素。目前成熟的微波暗室法和自动机器人法,对于一般用户而言,不具备相关实验条件,而野外相对法相对简单、易操作。为此,本文利用相对检测法,对GNSS接收机天线相位中心变化进行检测。实例表明,此方法可获得精度优于±3 mm的检测结果,因此可利用此方法对其他类型天线PCV值进行检测,也可借鉴此方法对北斗接收机天线相位中心变化进行检测。同时论文分析了影响检测精度,提出了有益改进建议。      

Antenna phase center calibration for precise positioning of LEO satellites

Phase center variations of the receiver and transmitter antenna constitute a remaining uncertainty in the high precision orbit determination (POD) of low Earth orbit (LEO) satellites using GPS measurements. Triggered by the adoption of absolute phase patterns in the IGS processing standards, a calibration of the Sensor Systems S67-1575-14 antenna with GFZ choke ring has been conducted that serves as POD antenna on various geodetic satellites such as CHAMP, GRACE and TerraSAR-X. Nominal phase patterns have been obtained with a robotic measurement system in a field campaign and the results were used to assess the impact of receiver antenna phase patterns on the achievable positioning accuracy. Along with this, phase center distortions in the actual spacecraft environment were characterized based on POD carrier phase residuals for the GRACE and TerraSAR-X missions. It is shown that the combined ground and in-flight calibration can improve the carrier phase modeling accuracy to a level of 4 mm which is close to the pure receiver noise. A 3.5 cm (3D rms) consistency of kinematic and reduced dynamic orbit determination solutions is achieved for TerraSAR-X, which presumably reflects the limitations of presently available GPS ephemeris products. The reduced dynamic solutions themselves match the observations of high grade satellite laser ranging stations to 1.5 cm but are potentially affected by cross-track biases at the cm-level. With respect to the GPS based relative navigation of TerraSAR-X/TanDEM-X formation, the in-flight calibration of the antenna phase patterns is considered essential for an accurate modeling of differential carrier phase measurements and a mm level baseline reconstruction.

GPS接收机天线相位中心偏差的三维检定研究

根据GPS接收机天线相位中心的几何关系，在超短基线相对定位法的基础上，利用旋转天线，结合精密水准测量，给出了一种天线相位中心偏差三雏检验的方法。实例表明，该方法具有较高的精度和可靠性，适合于在野外对GPS接收机天线相位中心偏差进行实际检定。     

导航卫星天线相位中心误差标定方法研究现状及发展趋势

卫星天线相位中心误差是影响GNSS高精度定位定轨的重要误差源,实用中需要对其精确标定。随着北斗卫星导航系统的建设发展,如何对卫星天线相位中心误差进行更为精确的标定应引起人们的重视。为此,本文首先简要介绍了各卫星导航系统的卫星天线情况,而后系统总结了导航卫星天线相位中心误差标定方法的发展历程和研究现状,指出了未来卫星天线相位中心误差标定方法的发展趋势,相关研究成果对我国北斗卫星天线相位中心误差的标定方法研究具有参考意义。     

北斗天线相位中心偏差改正对精密单点定位的影响

利用厂商模型、MGEX模型和ESA模型对BDS卫星天线相位中心偏差进行改正,结果表明,3种模型对BDS精密单点定位精度均有所提升,其中,水平方向提升1～2 cm,高程方向定位精度由1 dm提升为厘米级,ESA模型优于另外两种模型。利用GPS接收机天线相位中心偏差改正值对BDS接收机天线相位中心偏差进行改正,其精度改善情况随天线类型的不同而存在差异,水平方向精度影响为毫米级,高程方向与天线类型有关,精度影响最大可达厘米级。     

TBC“未知天线类型”问题的解决方案

对于高精度的GNSS数据处理,特别是当多种品牌的GNSS接收机共同作业时,对天线进行相位中心改正是非常有必要的。当采用TBC处理非天宝类型GNSS接收机数据时,在导入数据时,有时会出现不识别接收机和天线类型的错误或警告。通过修改Rinex格式文件头的接收机及天线类型,使其与TBC软件中接收机及天线配置文件中信息一致,问题得到解决。本文还对此类问题做了一些引申,结语给出了若干条建议。     

天线相位中心改正对GPS精密单点定位的影响

GPS卫星与接收机由于自身特性以及机械加工等原因,导致其质量中心与相位中心不重合而产生相位中心误差,进而对GPS精密单点定位产生一定影响。介绍GPS天线相位中心偏移(PCO)、变化(PCV)的原理,并分析PCO、PCV,以及不同模型改正对GPS精密单点定位的影响。结果表明,在GPS精密单点定位中,天线相位中心改正不容忽略:在平面方向上,天线相位中心改正对定位影响较小,仅为毫米级;在高程方向上,天线相位中心改正对定位影响较大,可达厘米级;与相对中心改正模型相比,绝对相位中心改正模型精度更高。     

利用PPP分析GPS天线积雪引起的信号传播延迟

分析了GPS天线积雪对载波信号场强、功率的影响,推导了载波信号传播延迟的简化计算公式,利用精密单点定位(PPP)计算了测站在GPS天线积雪产生和消除前后的单日解。结果显示,天线积雪使得天线相位中心产生偏移,对平面和高程方向的影响为数个cm,甚至更大。