GNSS接收机天线相位中心误差改正方法分析

2023-01-20

对于GNSS接收机天线相位中心误差而言, 主要就是在微型位置与高度不断改变的情况下, 接收机天线与平均相位中心出现偏差的现象, 导致测量数据信息准确性降低。因此, 需要对接收机天线的平均相位中心进行全面的控制, 改正其中存在的误差问题, 逐渐提升系统的运行质量, 以此增强技术应用成效。

一、GNSS接收机天线相位中心误差问题改正措施

GNSS接收机相位中心误差问题, 主要包括以下几点:中心误差、中心漂移。中心误差, 就是天线的平均相位中心与参考点相互脱离, 出现严重的偏差现象, 也就是PCO与ARP之间存在偏差现象。对于中心漂移而言, 就是在实际工作中, 天线平均相位中心与瞬时的相位中心之间存在偏差现象, 主要因为微型高度角与空间结构等方位发生变动, 导致出现了严重的偏差问题。在对其进行处理的过程中, 需要保证GNSS的精确度, 积极开展数据处理工作, 除了要全面分析天线相位中心偏差问题, 还要对其漂移问题进行解决, 保证可以满足其实际发展需求, 科学考虑GPS对于相关天线相位中心的影响情况, 保证在实际工作中, 可以全面优化其工作体系, 做好接收机天线的处理工作, 做好绝对相位中心的改正工作[1]。

在开展GNSS测量工作的过程中, 需要制定完善的管控方案, 获取地面标石与天线之间的数据信息, 对几何点之间的垂直高度与倾斜高度进行分析, 保证可以提升其工作质量。第一, 相关测量人员需要对GNSS数据中瞬时相位中心与地面标石之间的距离进行分析, 对其高度进行改化处理, 如图1所示, 需要将其高程改化成为H, 然后将其分为三个部分, 将地面的标石作为天线参考点, 也就是ARP之间的高度数据信息, 全面测量天线的垂直高度, 保证工作质量[2]。在外业测量中, 天线倾斜高度测量工作者可以将直径与参考点ARP作为基准点, 对其进行全面的分析, 科学应用勾股定理计算方式, 对偏差与参数进行全面分析。其中, h2为实际运行中的天线参考点到平均相位中心的偏移情况, 也就是在相位分析中, 获取的偏移数据信息。对于h3而言, 就是在实际测量中, 瞬时相位中心与平均相位中心之间出现的变化, 且对于垂直方向的影响情况进行分析, 例如:PCV高程影响情况与数据信息等, 保证可以提升其工作质量[3]。

(一) 接收机天线相位中心误差问题

在实际工作的过程中, 经常会出现接收天线相位中心偏差现象, 难以提升其工作质量, 无法满足其实际发展需求。根据天线的查取, 与生产厂家相互联系, 要求其提供相位偏差最为常用的局部坐标数据信息, 例如:天线相位中心与ARP垂直方向偏差数据信息, 保证可以获取准确的技术信息。在对各类偏差问题进行改正处理的时候, 相关人员需要利用旋转局部坐标系等, 对偏向量转换到地固系, 以此提升系统的建设水平。相关人员可以利用相位观测值等方式, 对误差问题进行改正处理, 保证可以科学检卫星与测站, 明确地固系的位置与波长, 以此达到预期的工作目的[4]。

(二) 接收机天线相位中心漂移的改正措施

在对相位中心漂移问题进行改正处理的过程中, 需要建立专门的模型, 利用IGS方式的绝对相位模型开展相关工作。传统的漂移改正模型为相对天线相位中心模型, 难以保证其工作质量, 无法满足其发展需求, 然而, 利用绝对相位中心模型, 除了可以继承传统模型之外, 还能利用方位角与整流罩的方式对其进行处理, 逐渐提高相关模型的精确度, 增强GNSS数据处理工作的有效性, 在数据检验的情况下, 对各类信息进行优化处理[5]。

首先, 利用NONE方式对其进行处理, 如果不对天线的相位中心变化情况进行改正分析, 那么就可以将其列为:Xt1=Xt2=0。

其次, 在实际处理中, 如果应用ELEV方式对其进行处理, 就可以将天线相位中心漂移视为一个卫星函数, 然后利用L1与L2的方式, 拟合处理单差残差, 以此获取准确的数据信息, 在一定程度上, 可以全面分析与高度角变化下观测值的变化情况。

最后, 在应用AZEL方式开展相关工作的时候, 需要将天线相位中心漂移视为卫星的高度角与方位角函数, 也就是:卫星高度角与方位角是主要参数, 获取球谐函数数据信息。 (anmcosma+bnmsinma) , 在实际分析的过程中, 可以获取较为准确的数据信息, 逐渐提升管理工作水平, 保证可以利用卫星方位角与高度差等计算方式, 得出函数的结果, 以此对其进行准确的治理。

在实际工作中, 可以按照ICS的数据交换格式对其进行处理, 建设先进的绝对相位中心改正模型, 保证可以将卫星天线的角度范围控制在1°到13°之间, 然后对其进行改正处理, 然后获取改正数据信息。对于接收天线卫星而言, 如果天顶角为89°, 那么, 就应该将方位角设置在1°至359°之间, 然后对其二维相位中心变化与漂移情况进行改正, 在这两类改正措施中, 要对改正数据信息进行处理, 每隔5°就要出示一组信息, 保证可以提升其工作成效。对于一些非网格点改正方式, 可以利用相关计算方式, 对其进行内插处理[6]。

在实际工作中, 可以利用卫星的历元与天顶角、方位角等, 设立成为格网, 然后根据相关格网点等, 对各类中心漂移与偏差情况进行改正处理, 选择双线性模型, 对其进行内插, 然后做出实际的改正举动。对于双线性内插数据模型而言, 主要为:f (a, z) = (1-x) (1-y) +x (1-y) f (L, r) + (1-x) yf (U, L) +xyf (U, r) , 对于f (a, z) 中的z而言, 主要就是卫星天顶角, 主要就是相位中心偏差改正数据信息, 可以对其进行全面的处理, 达到预期的改正目的[7]。

二、算例分析措施

为了可以更好的对GNSS天线相位中心偏差改正影响情况进行分析, 相关人员可以利用CORS的观测数据开展相关工作, 可以选取某一天的观测数据进行处理与分析。在对数据进行整理的时候, 可以利用TEQC软件开展相关工作, 对于24小时的原始数据进行分割, 将其分割成为12小时的数据信息, 制作成为观测文件, 将采样率控制在10s左右。对于接收机而言, 主要为TRIMBLE与NETRS两种型号, 可以对相关天线相位中心数据信息进行分析, 以便于获取较为准确的数据信息, 对其进行处理。

在利用基线解算软件的过程中, 可以建设专门的相对相位中心改正模型, 同时, 要建设绝对相位中心偏差改正模型, 然后利用相关解算方式, 开展数据信息计算工作。对于网平差软件而言, 可以利用COSAGPS的方式对其进行处理, 然后对固定的三维坐标改正, 在框架的支持之下, 开展三维无约束平差的分析工作, 尤其获取准确的数据信息参考值, 以此提高其工作成效。

在实际分析与处理期间, 需要全面分析APCV对于各类状态数据的影响情况, 建设专门的参考站, 然后对卫星进行全面的观测, 获取高度角变化的数据, 以便于对其进行改正处理。因此, 在对相距小于34km的观测站进行分析的过程中, 可以将基线解算方式设置成为相同数据, 然后对其进行全面的处理。对于一些距离较远的观测站而言, 需要利用不同类型的数据分析方式, 对其进行改正处理。

结语:

综上所述, 在测站之间距离小于34km的时候, 可以忽略卫星天线相位中心变化的残余情况。在天线定向标志指向北的时候, 需要利用不同种类的天线机械设备对其进行接收处理, 以便于减小影响。

摘要：GNSS接收机, 是利用伪距方式与载波相位计算方式, 对微型天线相位中心与接收机的天线纤维进行处理, 观测二者之间的距离。近年来, 人们利用IGS技术与GNSS技术对卫星的轨位置进行计算, 获取准确的数据信息, 然而, 卫星与天线的相位很容易出现偏差的现象, 导致出现无法重合等问题。因此, 需要对中心误差进行改正, 利用先进的技术开展改正处理工作, 保证可以提升GNSS接收机天线的运行成效。

关键词：GNSS接收机,天线相位中心,误差改正方法