GNSS天线相位中心模型更新对PPP的影响分析

目前,天线相位中心改正(PCC)模型由igs14.atx更新至igs20.atx,更新后的PCC模型会对精密单点定位的坐标参数估计产生影响。本文对比了更新前后的PCC模型,综合分析了四大全球卫星导航系统(GNSS)的在轨卫星和接收机天线的PCC模型,并选取了31个国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)测站的观测数据进行精密单点定位数,通过点位偏差和点位精度来分析模型间差异对测站点位估计的影响。结果表明:在IGS框架和天线产品更新后,全球定位系统(GPS)、格洛纳斯系统和伽利略系统的点位偏差下降0.7、2.4和1 mm,北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)增加了0.3 mm;4个系统的点位精度与更新前相当,变化在1 mm内。多GNSS系统联合处理下定位效果有明显改善,点位偏差平均减少了约1.2 mm,点位精度提高了1.5 mm。除此之外,在IGS20框架下使用igs14.atx中的模型后,4个系统的定位性能受到不同程度的影响。

接收机端天线相位中心标定及其对北斗导航卫星精密定轨的影响

实现并给出了基于自动机器人的TRM57971.00/NONE和TRM59800.00/NONE两类天线在GPS L1和L2以及北斗B1I和B2I频点的相位中心改正,并将两者相位中心改正结果进行了比较和分析。在此基础上,利用2016年4月9日到2016年5月8日共30天配有以上两类天线的约31个IGS MGEX测站数据,在是否考虑接收机端北斗频点相位中心偏差以及偏差和变化的条件下确定了3类北斗卫星精密轨道。结果表明考虑接收机天线北斗频点相位中心改正能够有效改善北斗IGSO和MEO卫星重叠轨道差异,但是考虑相位中心偏差以及变化的轨道改善幅度与仅考虑相位中心偏差相当。具体而言,考虑接收机端北斗频点相位中心改正后北斗IGSO卫星轨道在切向、法向、径向的重叠轨道差异分别改善了63.1 mm、21.5 mm和6.7 mm;MEO卫星轨道重叠精度则在切向、径向和法向分别改善了217.1 mm、75.8 mm和23.3 mm。同时北斗单系统精密单点定位相对于单GPS系统精密单点定位结果在高程方向的一致性可以提高约10.0 mm。

BDS接收机天线相位中心标定

在高精度GNSS定位中,接收机天线相位中心偏差(PCO)和天线相位中心变化(PCV)的影响不可忽略。目前,IGS发布的绝对天线相位模型文件中包含了GPS/GLONASS系统的标定值,但是没有发布北斗系统(BDS)的标定值。本文借助机械臂可以控制天线自由旋转,在数小时内实现全方位GNSS观测的特性,采用历元间差分的方法对接收机天线包括GPS L1/L2和BDSB1I/B2I/B3I等多个频点的PCO和PCV分别进行标定和拟合。标定结果表明,比较最小二乘估计的GPS PCO与IGS发布值,其STD和RMS在L1/L2上均小于1 mm;BDS PCO估计值的STD在B1I/B2I/B3I上分别为0.5、0.3、0.3 mm。利用球谐函数拟合的GPS PCV格网值与IGS发布值相比,其偏差在天顶距小于75°时均小于1.5 mm。BDS PCV拟合值范围均在-5~8 mm,且随天顶距变化曲线呈现波谷状。BDS PCV在低高度角处拟合值波动较大,随方位角变化曲线峰值-峰值最大达到了5.6 mm。

不同接收机天线相位中心改正模型对GPS/BDS精密定位的影响

针对国产不同品牌不同型号的地面接收机天线相位中心(antenna phase center,APC)模型及仪器厂商模型差异,本文分别采用相对定位及精密单点定位(precise single-point positioning,PPP)方法,分析了GPS/BDS高精度定位中基于不同APC改正模型引起的站点估计位置差异,获得了各不同天线APC改正模型对站点估计位置影响的平均差异值.试验结果表明:不同APC改正模型对站点定位精度的影响相当,对站点估计位置在平面方向影响较小,U方向影响较大;同一种类型的天线在不同实验区域造成的影响具有较好的一致性;同品牌天线对站点估计位置的影响有一定的相似性,尤其是同品牌系列产品其相位中心的影响更为接近.

GNSS天线相位中心偏差与变化精确标定方法研究

综述了地面上天线相位中心偏差的标定方法和天线相位中心变化的归算方法及其优缺点,并研究了GNSS在轨卫星天线相位中心改正的估算策略,探讨了LEO GPS卫星天线相位中心变化的在轨标定,有利于我国导航系统天线相位中心偏差和变化的标定研究。

GPS天线相位中心变化精确检测试验研究

天线相位中心误差是高精度地壳形变监测中制约定位精度的重要误差源,天线相位中心改正已成为提高观测精度的有效手段。文中对基于精密测量机器人的GPS天线相位中心变化精确检测方法进行了试验研究,并对试验数据进行初步分析,得到的天线平面校正精度约为2mm,高程方向校正精度约为3mm。研究结果表明,天线相位中心的精确校正除了可以提高GPS测量定位精度之外,还可为中国自主北斗导航系统提供精确的天线相位中心校正参数,推动北斗导航系统在高精度地壳形变监测领域的应用。

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。

基于测量机器人的GPS天线相位中心影响检测法

在GPS高精度定位中,天线相位中心影响是制约精度的一个不可忽视的因素。介绍国外最新发展的机器人测量法,推导其原理和实施步骤,并给出数据解算中应用天线相位中心检测结果的方法和流程。本研究对提高GPS测量定位的精度,以及开展基于我国卫星导航系统的接收机相位中心的检测,都具有重要的参考意义。

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。

GPS天线相位中心校正对低轨卫星精密定轨的影响研究

执行各种低轨卫星任务的官方在公布定轨结果的同时并没有公布星载接收机的天线相位中心校正(PCV)信息,而PCV误差是星载GNSS精密定轨必须考虑的主要误差源之一。以GRACE卫星任务为例研究PCV误差对低轨卫星精密定轨的影响,利用GPS观测数据直接估计与相位误差有关的天线相位偏差(PCO)和PCV参数,然后利用K波段测距系统和卫星激光测距仪数据进行定轨评定。

北斗天线相位中心改正策略及其对定位精度的影响分析

当前尚未有权威机构发布北斗接收机天线相位中心改正信息,从而影响和限制了北斗系统的高精度定位应用。针对这一亟待解决的问题,采用以GPS天线相位中心改正(PCO和PCV改正)模型代替BDS天线相位中心改正来提高北斗定位精度的处理策略。结果表明,采用上述处理策略,PPP高程方向偏差从1dm减小到cm级,相对定位的高程方向偏差从cm级减小到mm级,验证了此处理策略的有效性和可行性。

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维检验的方法。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。

BDS卫星天线相位中心改正模型比较

介绍北斗二代卫星系统(BDS)3种卫星天线相位中心改正模型,分析对比不同模型对精密定轨、卫星钟差以及精密定位的影响。结果表明,ESA/ESOC的BDS卫星天线相位中心改正模型在精密定轨、卫星钟差和精密定位方面均优于其他模型结果,建议在北斗高精度数据处理中采用。

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。

天线相位中心的精确测量方法研究

以天线相位方向图实测数据为基础,通过改变参考点,建立相位偏差与相位中心位置偏差的关系式,并利用最小二乘法估算天线相位中心偏差.研制了一套实际测试系统,通过实际测试和理论误差分析表明,该方法能够精确测量天线相位中心,测量精度小于1 mm.

北斗卫星天线相位中心改正在PPP中的应用研究

基于我国时间基准UTC(NTSC)系统,开展北斗天线相位中心(APC)改正在精密单点定位(PPP)以及高精度时间比对中的应用研究。通过接收机实测的北斗数据以及国际GNSS服务(IGS)中心提供的北斗精密钟差产品、轨道产品和IGS发布的多系统APC改正文件,进行北斗精密单点定位数据处理。结果表明,APC改正前后的精密单点定位X、Y、Z 3个方向上的误差均方根分别为0. 011 0、0. 021 2、0. 009 5 m以及0. 002 6、0. 007 1、0. 003 7 m,可以看出修正后的定位精度具有明显的提高。同样在零基线共钟时间比对以及远距离时间比对方面,两接收机同源零基线比对结果的标准偏差由未进行APC修正前的0. 148 2 ns降到修正后的0. 093 0 ns;远距离高精度时间比对结果的标准偏差从修正前的0. 302 9 ns降低到修正后的0. 266 8 ns,时间比对的短期稳定度也有所提高。因此,随着北斗系统的建设以及国际GNSS服务分析中心的相关北斗精密产品的不断完善,北斗的服务精度将越来越高。

GPS天线相位中心变化及测试

对GPS天线相位中心随卫星变化的情况及减小和消除天线相位中心误差的方法进行了阐述 。

Swarm卫星天线相位中心校正及其对精密定轨的影响

接收机天线相位中心偏差是星载GPS精密定轨必须考虑的误差源,而PCV一般需要多天观测数据进行联合估计,其估计方法及效率显得尤为重要。本文针对传统PCV综合方法计算效率较低、需要存储多天的法方程以及先验信息等问题,提出了一种改进的PCV综合方法。该方法通过递推的方式,既不需要存储多天的法方程及先验信息,又能够及时提供PCV信息,进而提高了PCV值获取的效率,为实现Swarm卫星PCV的快速求解提供了一种新的途径。最后,利用星载GPS数据进行了Swarm卫星精密定轨。试验结果表明:采用改进的PCV综合方法,能够提高PCV综合效率,降低所需存储空间;通过与外部精密轨道比较表明,进行PCV改正后,Swarm卫星的径向、切向和法向定轨精度均有不同程度的提高,尤其是对法向精度改善最为明显,平均提高约23.3mm;进行PCV改正后,Swarm卫星各个方向的定轨精度均优于2cm。

GPS接收机天线相位中心偏差的一种检定与计算方法

:GPS接收机的天线相位中心是指微波天线的电气中心 ,其理论设计应该与天线几何中心一致。天线相位中心与天线几何中心之差称为天线相位中心偏差。在 GPS检定中 ,天线相位中心偏差的检定是必不可少的。

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。