GNSS天线相位中心PCV及PCO测试

作者: 胡俊杰

发布时间: 2020-09-04

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天线相位中心即天线接收信号的电气中心,其空间位置在出厂时往往不在天线的几何中心上。一般选取天线底部与天线中轴的交点作为参考点(称天线参考点,ARP)给出其电气中心,这个几何偏差值称为天线相位中心偏差(PCO)。从不同高度角和方位角测得的距离产生系统性的测量偏差,叫天线相位中心变化(PCV)。实践证明,天线的PCO和PCV误差是影响定位精度的关键系统误差源,高精度定位需要高精度的PCO和PCV改正模型进行修正,例如高精度的测量解算,必须用到天线模型数据。

GNSS天线相位中心的标定目前主要有微波暗室法和利用室外实测GNSS信号的相对定位法两种。微波暗室法采用的是在较为理想的环境下的GNSS模拟信号进行标定,这种方法对设备要求高,测试成本也较高,并且其模拟的观测环境与室外观测环境可能存在一定的差异,导致校正结果可信度不高。

我院建设有GNSS天线相位中心PCV检测实验室,是基于可倾斜和旋转的高精度机械臂的室外实测GNSS信号的实验室。通过采集大量不同方位角和高度角的实测GNSS观测值,结合严密的算法,在室外就可以实现GNSS接收机绝对天线相位中心的标定。同时对低高度角观测数据的多路径效应抑制效果明显,标定精度高,室外测试环境更接近使用环境,能够实现GNSS天线1mm的PCO及PCV标定精度。

目前GNSS天线PCO/PCV的标定主要被国外机构垄断,费用很高,并且只提供GPS和GLONASS两个系统的结果,不能很好的满足用户需求。我院作为法定计量检定机构,是国内少数有能力面向社会提供GNSS天线PCO/PCV检测服务的机构之一,并能提供GPS、BDS\GALILEO和GLONASS四个系统的解算结果,能满足快速发展的北斗导航系统的需求。已为华信3D基准站天线、Trimble扼流圈天线、Leica扼流圈天线等多种国内外主流天线进行测试,取得较好的效果。我院将在此领域继续深耕,为用户提供更好的服务。