GPS接收机天线相位中心的检测方法 ppt课件

GPS接收机天线相位中心的检测方法
旋转天线法
GPS接收机天线相位中心的检测方法
旋转天线法
假设当2台天线都指北时天线A的相位中心A1(δx1,δy1), 天线B的相位中心B1的坐标为(δx2,δy2),则当天线B顺时针旋 转90°、180°、270°后,B1分别转到B2(-δy2,δx2)、B3(δx2,-δy2)、B4(δy2,-δx2)的位置。
因此，室内测量法特别适用于实验室检测和天线生产厂对 天线定标时的检测。
但由于微波天线测量设备复杂、昂贵，检定费用高、耗时 多，并且一般测绘部门没有这种设备，不适合野外检测。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
2、室外测量法
1）旋转天线法
测量相位中心 的水平偏差
2）交换天线法
测量相位中心 的垂直偏差
GPS接收机天线相位中心的检测方法
旋转天线法
在进行天线相位中心偏差检定时，在天空视野开阔、无强电 磁场干扰和反射环境的地势平坦之处，选择一超短基线，一般取 1-10m。选择PDOP≤5所对应的时间段进行观测。
第一个测段中两个天线都指北，观测一个时段(1.5 h)。然后 固定一个天线A不动,另外一个天线B依次旋转90°、180°、270° 再测3个时段；之后,B不动,原固定不动的A天线依次旋转90°、 180°、270°，再测3个时段；求出各个时段的基线值。
GPS接收机天线相位中心的 检测方法
报告人：魏锦德
日期：2011年11月10日
关键字：GPS接收机；天线相位中心；检测方法
摘要
在高精度测量中，GPS接收机天线相位中心偏差是不容忽视 的。本文讨论了采用室内测量法和室外测量法，并结合最小二乘 原理，来确定天线相位中心在水平和垂直方向上的偏差。通过实 例测量结果，做出相应的总结分析。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
一
研究背景
二
检测方法
三
实例计算
四
总结分析
GPS接收机天线相位中心的检测方法
➢ GPS在测量中的应用十分广泛,其作业速度快、精度高、布点灵 活、可以全天候作业。
➢ 通常，我们是根据仪器厂家所提供的天线几何中心和所量测的 夭线高，将定位结果归算至标石中心的。
➢
GPS接收机天线相位中心偏差：是指GPS天线接收卫星信号的
GPS接收机天线相位中心的检测方法
组成法方程
解出X,并求出精度。
依照以上所述原理编制了一个简单的VB程序,计算时只要输入 各条基线的数值再按计算按钮就可以得到计算结果。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
交换天线法
地面标石到瞬时相位中心的高度改化H分为3部分: H = h1 + h2 + h3
h1是地面标石到天线参考点ARP之间的高度； h2是天线参考点到平均相位中心的偏移PCO； h3是瞬时相位中心相对于平均相位中心的相位中心变化PCV。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
交换天线法
在使用旋转天线法的过程一并完成。 第一个测段中两个天线精确对中、整平,天线定向标志指北, 精确地量取天线高，观测一个时段(1.5 h)； 交换天线，精确对中、整平,天线定向标志指北,精确地量取 天线高，再观测一个时段； 分别解算二个时段基线值。
采用精密水准测量测定两天线抑径板之间的高差Δh=hB-hA。 测站A和B的大地高分别为HA和HB，天线高分别为hA和hB。
向绘图仪和微波暗室等部分组成。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
➢ 室内测量法工作原理：
如果天线相位中心与转台旋转中心完全重合,那么在转台 旋转过程中天线相位中心的位置是恒定不变的,信号通道的信 号与参考通道信号的相对相位值也是固定不变的,在绘出的直 角坐标系相位方向图中其相位曲线理论上是一条直线。
Δx,Δy分别是基线几何中心的坐标差,dxi,dyi分别是第i 基线测量的x坐标差与y坐标差。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
GPS接收机天线相位中心的检测方法
数学模型与未知数解算 下面采用最小二乘法解算未知数。 观测量为dxi,dyi(i=1,2,…,7) 未知数为δx1,δy1,δx2,δy2,Δx,Δy 误差方程为V=BX+L X=(δx1,δy1,δx2,δy2,Δx,Δy)T 系数阵B为
GPS接收机天线相位中心的检测方法
交换天线法
GPS接收机天线相位中心的检测方法
交换天线法
第一时段： 第二时段：
相减得：
对于双频GPS接收机而言，由于L1和L2载波的相位中心是 不一致的，因此，必须对L1、L2载波的相位观测值分别求解。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
按照以上所述的方法测量了7条基线,结果如表2。表2所列 的是空间基线dx,dy,dz,下面把它们转化为平面坐标系下的基 线。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
为了测定天线相位中心的Y轴分量, 应把天线绕其中心轴旋转90°。
改变信号源的输出频率,照此原理, 便可测量出另一波段(L2)的相位中心。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
➢ 室内测量的优点是: ①不受时间、室外环境的影响，测量重复性、复现性好； ②测量准确度高。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
因为这是一条超短基线,所以可以用一种简单而有效的方 法。如图所示,假设弧EF只有1 m长,它是如此之短以至可以把它 当作一条直线,则:
其中, a为长半轴,e是第一偏心率,取WGS-84椭球)ρ=206 265″从而表2的基线化为平面坐标差见表3。
电气中心与其厂家提供的位置（机械几何中心）之差。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
天线相位中心偏差的影响： 1）天线相位中心的垂直偏差，造成测站间相对高程偏差达mm级； 2）对于水平位置的影响,由天线相位中心偏差造成误差也达mm 级。
天线相位中心偏差受多种原因影响，如天线制造水平、GPS信 号入射方向、信号强度、高度角等，因此它会随时间而变化。
GPS测量过程中我们只能测出理论上的平均相位中心。
GPS接收机天线相位中心的检测方法
➢ 卫星导航接收天线相位中心偏差的测量方法可分为室内测 量法和室外测量法。
1、室内测量法
室内测量法，即用微波天线测量设备测定相位中心位置， 必须在微波暗室里进行。
➢
微波天线测量设备由转台、微波发射天线、微波接收机、方