PDF《方法研究》

即使相同天线,对于双频接收机来说,每个频率的相位中心 位置也是不同的.所以在基线解算时要分别对 L

1、L2,以及无电离层的 LC 组合测量.甚短 基线 (一般只有几米) 中, 天线的相位中心偏差的影响尤其严重, 占主导地位, 此时我们可以 只考虑天线的相位中心偏差,而忽略 PCV 影响.天线相位中心偏差的标定相对来说比较简 单,下面分别介绍旋转观测法、天线交换法、完全流动观测法和相对参考天线的双差相位观 测法. 2.1 旋转观测法 2.1.1 旋转标定的基础 在一个高精度 GNSS 测量中, 利用 GNSS 数据处理软件进行单基线相对定位处理, 通过 多次旋转天线提供基线冗余数,如果选择合适的观测策略,就可以进行最小二乘法估算,给 出相位中心偏差 PCO.观测方程可以写成: v = Ax ? b . (1) 其中 A 是系数矩阵,见下面旋转观测法中的方程 (3),x 是未知相位中心偏差 PCO 的三维 坐标矢量,b 是观测得到的地面上两天线之间的基线矢量,v 是计算得到的基线与观测得到 的基线的残差矢量, 它的解为: x = (AT PA)?1 (AT Pb) , (2) 其中,P 是权矩阵.在简单校准测量情况下,这种线性模型还可以通过分块矩阵来解算相位 中心偏差.但是, 这种方法的缺点是忽略了不同接收机基线之间的相关性. 2.1.2 旋转观测法 在上述简单标定测量的基础上, 提出旋转观测法. 如图

1 所示[1] , 在甚短基线情况下, 只 考虑天线相位中心偏差.测试时, 将两个天线分别安置在基线两端, 通过水平调整和对准后, 两天线均指向地理北方向,观测一段时间后得到第一时段基线矢量;

以其中一个为参考天线 固定指向地理北方向,另一个天线在第二时段向南顺时针旋转 90? 进行观测,得到第二时段

4 期 李晓波, 等:GNSS 天线相位中心偏差与变化精确标定方法研究

503 4 期 李晓波, 等:GNSS 天线相位中心偏差与变化精确标定方法研究

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503 所观测的基线矢量,以此类推,再顺时针旋转两个 90? 分别观测第三时段、第四时段;

然后, 固定这个天线不动,类似于前四个时段,使所谓的参考天线顺时针旋转 90? ,180? ,270? ,分 别观测第

五、

六、七个时段.设第 i 时段所观测的这两个天线之间的基线矢量为 (?xi, ?yi), 两个天线参考点 ARP 之间的矢量为 (x0, y0), 参考天线相对于其天线参考点的相位中心偏差 为(x1, y1),另一个天线相对于其参考点的相位中心偏差为 (x2, y2).假设水平方向的平均相 位中心偏差的影响是相同的, 则有: 第一时段: ?x1 = x0 ? x1 + x2 ?y1 = y0 ? y1 + y2 第五时段: ?x5 = x0 + x2 + y1 ?y5 = y0 + y2 ? x1 第二时段: ?x2 = x0 ? x1 ? y2 ?y2 = y0 ? y1 + x2 第六时段: ?x6 = x0 + x2 + x1 ?y6 = y0 + y2 + y1 第三时段: ?x3 = x0 ? x1 ? x2 ?y3 = y0 ? y1 ? y2 第七时段: ?x7 = x0 ? x2 ? y1 ?y7 = y0 + y2 + x1 第四时段: ?x4 = x0 ? x1 + y2 ?y4 = y0 ? y1 ? x2 (3) 其中观测量为基线矢量 (?xi, ?yi), (i =1,2,・ ・ ・ ,7), 未知量 (x0, y0, x1, y1, x2, y2), 根据最小二 乘法, 利用式 (1)、 (2), 可得到两个天线各自的相位中心偏差 (x1, y1) 和(x2, y2). 图1旋转法[1] 因为天线在水平面上的旋转并不会引起被测基线在高程分量上的变化, 所以解算的结果 在垂直方向为 0.旋转观测法只用于估算水平分量.为了完善在垂直分量上的缺陷,又提出 了交换天线法. 2.2 交换天线法 交换天线法测定的是一对天线的相位中心在垂直方向上的偏差之差.在相距几米的两测 站上各安置一台接收机,进行第一时段约