GNSS天线相位中心偏差校准方法的实验研究
GNSS测量中常见误差源及其校正方法

GNSS测量中常见误差源及其校正方法导语:全球卫星导航系统(GNSS)已经成为现代测量和定位领域中不可或缺的技术工具。
然而,由于各种因素的干扰,GNSS测量结果可能会出现误差。
本文将讨论一些常见的GNSS测量误差源以及相应的校正方法。
一、信号传播误差在GNSS测量中,信号从卫星到接收机的传播过程中会受到大气层、多径效应等因素的影响,从而引入误差。
其中,大气层误差是最主要的误差源之一。
大气层中的水蒸气、电离层密度等因素会影响信号的传播速度和路径,进而引起测量结果的偏差。
校正大气层误差的方法包括双频差分测量和大气层模型计算。
二、钟差误差GNSS卫星上的原子钟是精确度非常高的,但是由于各种因素的影响,例如温度、空间辐射等,钟差误差仍然无法避免。
钟差误差会导致接收机收到的卫星信号的到达时间产生偏差,进而影响测量结果的准确性。
为了校正钟差误差,常见的方法是利用双频差分测量或者接收机内部的钟差模型进行补偿。
三、多路径误差多径效应是由于信号在传播过程中,同时经过直射路径和反射路径,造成接收机接收到多个信号,从而引起测量结果偏差的现象。
这种误差特别突出在城市环境或者山区等多反射面的地形中。
为了解决多路径误差,一种常见的方法是使用反射面特征分析技术,提高接收机的可靠度和抗干扰能力。
四、动态误差GNSS测量的准确性在很大程度上取决于接收机和测量对象的相对运动状态。
动态误差主要来自于运动的加速度、速度等变化过程中引起的信号多普勒效应、载波缺失等问题。
对于动态误差的校正,可以通过使用惯性测量单元(IMU)配合GNSS仪器进行联合定位,从而提高定位的精度和稳定性。
五、卫星几何误差卫星几何误差是由于卫星的位置分布、卫星与接收机的相对位置等因素引起的。
当卫星几何配置良好时,测量误差较小,但当卫星分布较差或者接收机与卫星的角度较小时,测量误差将增大。
为了解决卫星几何误差问题,可以通过使用多频多系统的GNSS接收机,提高系统的可靠性。
GNSS测量误差分析与修正方法

GNSS测量误差分析与修正方法GNSS(Global Navigation Satellite System)全球导航卫星系统是一种基于卫星定位技术的导航与定位系统。
在现代社会中,GNSS已经成为许多行业的重要工具,例如航空航天、交通运输、地质勘探以及城市规划等。
然而,在GNSS测量过程中,由于多种因素的影响,测量结果可能会受到一定的误差。
本文将对GNSS测量误差的产生原因进行分析,并探讨常见的修正方法。
首先,我们来了解一下GNSS测量误差的来源。
在GNSS测量过程中,有以下几个主要的误差源:1. 天线相位中心偏差:天线在接收信号时,由于设计和制造的原因可能存在相位中心偏差,导致测量结果产生误差。
2. 大气层延迟:卫星信号在穿过大气层时会发生折射,导致信号传播时间延长,从而引起位置定位误差。
3. 多径效应:卫星信号在传播过程中会受到地面和建筑物的反射,导致多个路径的信号同时到达接收器,使得接收到的信号出现多径效应,从而产生测量误差。
4. 时钟误差:测量过程中使用的时钟可能存在一定的偏差,导致定位结果出现误差。
5. 数据处理误差:在GNSS数据处理过程中,由于算法的近似和假设,可能会引入一定的误差。
针对以上误差源,研究人员提出了一系列的修正方法来减小测量误差。
下面将分别介绍这些方法。
1. 相位中心偏差的修正:可以通过对天线相位中心的测量和建模,对接收到的信号进行相应的修正。
这种方法可以在数据处理过程中对测量结果进行修正,减小位置定位误差。
2. 大气层延迟的修正:测量中常常使用双频观测来估计大气层延迟,并进行相应的修正。
此外,还可以通过使用大气层模型,根据卫星信号的传播路径对延迟进行估计,从而减小误差。
3. 多径效应的修正:可以使用多普勒滤波器或者抗多径接收算法来减小多径效应带来的误差。
这些方法可以通过抑制多径信号的影响,提高接收到的信号质量。
4. 时钟误差的修正:可以通过使用更精确的时钟来减小时钟误差带来的影响。
GNSS测量技术的误差源与补偿方法

GNSS测量技术的误差源与补偿方法GNSS(全球导航卫星系统)是目前人类使用最广泛的定位导航技术之一。
它利用一组卫星系统,通过接收来自卫星的微弱信号,测量接收设备的位置和速度。
然而,由于各种误差源的存在,GNSS测量结果可能会产生一定的误差。
因此,了解和控制这些误差源,并采取相应的补偿方法,对于确保GNSS测量的准确性和可靠性非常重要。
1. 天线相位中心偏差GNSS接收机的天线是接收卫星信号的重要部分。
由于天线结构和材料的差异,不同频率的信号在经过天线时会产生相位中心偏差。
这种偏差会导致测量结果的误差。
为了补偿天线相位中心偏差,可以使用校准数据和模型来进行修正。
2. 多径效应多径效应是指GNSS信号在传播过程中被地面、建筑物、树木等物体反射或散射后到达接收机的现象。
由于反射信号的延迟和干扰,多径效应会导致测量结果的偏差。
为了减小多径效应的影响,可以采用天线设计、信号处理和滤波等方法来提高GNSS接收机对多径信号的鉴别能力,并通过多普勒频移来区分直达和反射信号。
3. 电离层延迟电离层延迟是指GNSS信号在穿过大气中的电离层时发生的相位延迟。
由于电离层中的电子密度不均匀性,导致信号的传播速度发生变化,从而影响测量结果的精确性。
为了补偿电离层延迟引起的误差,可以使用双频技术和电离层模型来进行修正。
4. 卫星轨道误差卫星轨道误差是指卫星实际运行轨道与预测轨道之间的差异。
由于外部扰动和测量误差等因素的影响,卫星轨道可能会发生偏离,从而导致测量结果的偏差。
为了消除卫星轨道误差的影响,可以使用差分技术和精密轨道模型来进行修正。
5. 时钟误差时钟误差是由于接收机和卫星钟的不完美而引起的误差。
由于时钟精度的限制,卫星钟和接收机钟的频率可能会发生偏差,进而导致测量结果的误差。
为了补偿时钟误差,可以利用差分技术和外部参考钟来进行修正。
在补偿GNSS测量误差的方法中,差分技术是一种常用且有效的方法。
差分技术利用两个或多个接收机同时观测卫星信号,并通过接收机之间的信号差异来消除误差。
GNSS接收机天线相位中心改正的影响分析

城
市
勘
测
A u g . 2 0 1 4
No . 4
Ur ba n Ge o t e c hn i c a l I n v e s t i g a t i o n& S ur ve y i n g
文章编号 : 1 6 7 2 — 8 2 6 2 ( 2 叭4 ) 0 4 — 9 1 - 0 4
中图分类号 : P 2 2 8
文 献标 识 码 : B
G N S S 接收机天 线相位中心改正的影响分析
张碧波 , 李江卫 , 熊佑祥3 , 孙伟
( 1 .天 门市勘察测绘研 究院 , 湖北 天 门 摘 4 3 1 7 0 0 ; 2 . 武汉市 测绘 研究 院 , 湖北 武汉 4 3 0 0 9 0 ) 4 3 0 o 2 2 ; 3 .武汉市汉南 区勘察测量 队 , 湖北 武汉
改正 ( 同时考虑 卫 星天线 和接 收机 天线 ) 。 在G N S S测量 中 , 能 够 直 接 得 到 的是 地 面 标 石 到 天线 参考 点或 者天 线盘 面上 某些 可量测 到 的几何 点 之
中心存 在一定 的偏差 , 两 者并 不重 合 。另外 , 随着 卫 星
的位 置 和高 度角 的改 变 , G N S S接 收 机天线 相 位 中心 与 平 均相 位 中心 之 间 的偏 差 也 将 发 生 变化 , 因而 在测 量
要: G N S S天线相位 中心改正 包括 天线相位 中心偏 差( P C O) 和 天线相位 中心 漂移改 正( P C V) 。P C V随接收 的卫
星的高度 角、 方位 角等 而变化 。在 测量作 业 中, 为将接 收机 天线的瞬 时相 位 中心 与实 际测量应 用联 系起 来 , 通 常需要 知道 天线瞬时相位 中心与天线量测参考 点( A R P) 之 间的关 系, 并采 用特定 的模 型进行 P C V改正。本文介 绍 了 G N S S
GNSS接收机天线相位中心变化相对检测方法

GNSS接收机天线相位中心变化相对检测方法邓科;郝金明;陈逸伦;王鹏旭;杨东森【摘要】在精密定位中,GNSS接收机天线相位中心变化是必须进行改正的影响因素.目前成熟的微波暗室法和自动机器人法,对于一般用户而言,不具备相关实验条件,而野外相对法相对简单、易操作.为此,本文利用相对检测法,对GNSS接收机天线相位中心变化进行检测.实例表明,此方法可获得精度优于±3 mm的检测结果,因此可利用此方法对其他类型天线PCV值进行检测,也可借鉴此方法对北斗接收机天线相位中心变化进行检测.同时论文分析了影响检测精度,提出了有益改进建议.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2017(042)001【总页数】6页(P16-21)【关键词】GNSS;接收机天线;相对检测;相位中心变化【作者】邓科;郝金明;陈逸伦;王鹏旭;杨东森【作者单位】信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001,China;北斗导航应用技术河南省协同创新中心,河南郑州450001,China;信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001,China;北斗导航应用技术河南省协同创新中心,河南郑州450001,China;信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001,China;北斗导航应用技术河南省协同创新中心,河南郑州450001,China;信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001,China;北斗导航应用技术河南省协同创新中心,河南郑州450001,China;信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001,China;北斗导航应用技术河南省协同创新中心,河南郑州450001,China【正文语种】中文【中图分类】P228.4影响GNSS定位精度因素有卫星和接收机钟差、电离层和对流层延迟、卫星和接收机天线相位中心误差等,其中接收机天线相位中心误差影响较小,但在精密定位中必须考虑。
GNSS测量中天线相位中心偏差的影响及处理方法

关键词 : 天线相 位 中心偏差 ; G N S S ; N G S 中图分类 号 : P 2 2 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2— 5 8 6 7 ( 2 0 1 5 ) 0 2— 0 2 0 7— 0 2
EI I f e l c t s o f An t e n n a Pha s e Ce n t e r De v i a t i o n i n GNS S
魏 来
( 长春市测绘院 。吉林 长春 1 3 0 0 2 1 )
摘
要: 通过 G N S S天 线相 位 中心 偏 差 差 值 实验 , 对 不 同 天线 类 型 、 不 同机 构 的 天 线相 位 中心 偏 差 进 行 组 合 , 通 过
对数据 比较 分析 , 采用统 一机构 的 天线相 位 中心偏 差 参数 可有 效 降低 天线相 位 中心偏 差 对 G N S S点位精 度 的
第3 8卷 第 2期
2 01 5年 2 月
测 绘 与 空 间地 理 信 息
GEoM ATl Cs & S PATI AL I NFORM AT I ON T ECHNOLOGY
Vo 1 . 3 8. No. 2 Fe b.,201 5
GN S S测 量 中 天 线 相 位 中心 偏 差 的 影 响 及 处 理 方 法
Me a s u r e me n t a n d Pr o c e s s i n g n g e h u n S u r v e y i n g a n d Ma p p i n g I n s t i t u t e , Ch a n g c h u n 1 3 0 0 2 1 ,C h i n a )
Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r ,t h r o u g h t h e GNS S a n t e n n a p h a s e c e n t e r d e v i a t i o n e x p e i r me n t ,a n t e n n a p h a s e c e n t e r d e v i a t i o n o n d i f f e r e n t a n — t e n n a t y p e s ,d i f e r e n t i n s t i t u t i o n s a r e c o mb i n e d, t h r o u g h a n a l y s i s a n d c o mp a is r o n o f d a t a ,t h e a n t e n n a p h a s e c e n t e r o f f s e t p a r a me t e r U — n i i f e d me c h a n i s m c a n e f e c t i v e l y r e d u c e t h e a n t e n n a p h a s e c e n t e r d e v i a t i o n o f G NS S p o s i t i o n p r e c i s i o n . Ke y wo r d s : a n t e n n a p h a s e c e n t e r d e v i a t i o n;GNS S;NGS
GNSS测绘技术的错误分析与校正方法

GNSS测绘技术的错误分析与校正方法GNSS(Global Navigation Satellite System)是一种用于确定地球表面位置和时间的全球性卫星导航系统。
它包括包括GPS(Global Positioning System)、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、Galileo(欧洲版)和Beidou(北斗卫星导航系统)。
GNSS测绘技术在现代测绘领域发挥着重要作用,但由于各种原因,包括信号传播、卫星轨道误差和接收机误差等,GNSS测绘结果可能存在一定的误差。
因此,分析这些误差并采取相应的校正方法,对于保证测绘结果的准确性和可靠性至关重要。
本文将探讨GNSS测绘技术的错误分析与校正方法。
一、GNSS测绘技术的错误分析1.信号传播误差在信号传播过程中,由于大气层中水蒸气含量和温度等变化,信号传播速度会发生变化,导致测量结果的偏差。
此外,信号被建筑物、树木等遮挡,也会引入误差。
2.卫星轨道和钟差误差卫星轨道和钟差的不确定性是造成GNSS测绘误差的主要因素之一。
卫星轨道的误差可以导致接收机位置误差,而卫星钟差的误差会影响到测量结果的时间计算。
3.接收机误差GNSS接收机本身可能存在一些误差,如接收机的硬件误差和信号多路径效应等。
硬件误差包括频率偏移、噪声、放大器非线性等。
而信号多路径效应是指信号在到达接收机之前被建筑物、地形和地面等反射,导致接收到多个信号,从而干扰了真实信号。
二、GNSS测绘技术的错误校正方法1.差分测量法差分测量法是通过同时观测参考站和待测站的GNSS观测值,通过计算这两个站点之间的差别,消除部分误差。
常见的差分测量方法有实时差分和后处理差分。
2.精密轨道和钟差校正为了消除卫星轨道和钟差误差对测量结果的影响,可以使用精密轨道和钟差校正模型。
这些模型基于卫星测量数据,通过数学建模和拟合方法来计算真实的轨道和钟差参数,从而提高测量结果的精度。
探讨GNSS测量中天线相位中心偏差的影响及处理

181CITYGEOGRAPHY探讨GNSS 测量中天线相位中心偏差的影响及处理古玉才(云南恒兴测绘科技有限公司,674400)摘要:在目前的社会中,对于信息数据的利用已经非常的广泛,越准确的信息,其利用价值也越高,所以在具体的数据利用中,保证数据的准确性有着重要的价值。
CNSS 技术的发展使其在数据采集中的作用越来越突出,但是因为技术利用的时代存在着差异,具体的接收机和不同部门建立的CORS 系统的CNSS 接收机存在着不匹配的情况,所以在进行同步观测后,最终所获得的数据会存在天线相位偏差,这种偏差造成了CNSS 控制点的系统误差,对其的具体利用产生了显著的影响,所以要对其进行消除。
本文就CNSS 测量中天线相位中心偏差的影响和具体的处理方式做分析研究,旨在为实践活动提供理论上的指导。
关键词:CNSS 测量;天线相位中心偏差;影响;处理方式工程建设是我国现代化发展中不可缺少的重要项目,在人们质量意识不断提高的情况下,对于工程建设的质量要求也在不断的提升。
从工程建设的具体分析来看,其建设需要有科学精准的设计,而设计的基本标准则来自于工程测量,所以说工程测量数据的准确性和可靠性是影响工程质量的重要因素。
从实践分析来看,空载工程测量中,CNSS 测量普遍存在,而这种测量技术在时代变化下发生了显著的进步,所以在各个时期的利用存在着明显的差异。
从具体分析来看,不同时期的技术利用构建的测量系统不同,因此在统一性利用方面会出现较差的误差,天线相位中心偏差便是其中的一种。
为了将CNSS 测量中天线相位中心偏差的具体影响和处理方式进行分析,本文展开了详细的分析和研究。
一、天线相位偏差从目前的具体分析来看,CNSS 接收机在具体利用的过程中会产生L1和L2两个相位参数,CNSS 接收机在接收卫星连续发着L 波段的两个无线电载波信号L1和L2。
当CNSS 接收机的天线相位中心和其几何中心存在不重合现象的时候,相位中心误差便会产生。
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由此可给出相位 中心偏差 的计算公式为
△ P=P//I ̄IX-P 抽
(1)
收 稿 日期 :2015—1卜 09 基金项 目 :中国地震局第一监测中心主任基金资助 (FMC2015015)。 作 者简介 :景琦 (1983-),女 ,辽宁铁岭人 ,满族 ,硕士研究生 ,工程师 ,研究方 向:测绘仪器 的计量检定等。
第 23卷 第 1期 2016年 1月
仪 器 仪 表 用 户
6 No.i
GNSS天 线 相 位 中心偏 差 校 准 方 法 的实 验研 究
景琦
(中国地震局 第一监测 中心 ,天津 300180)
摘 要 :天线相位 中心偏 差作为影响 全球导航 卫星系统 (GNSS)测量精度 的干扰 因素一 直为众 多研 究者所关注 。 对天 线相位 中心偏差 的校准方 法展 开研 究也是 十分必要 。文章从天线 相位 中心偏 差产生 的原 因入手 ,设 计并实施 了两 种天线相位 中心偏差 的补 充方法 。实验结果 表明 :两 种方法均能 有效 的校 准天线相位 中心偏差 ,具 有较强 的 应用价值 。 关键词 :全球导航 卫星 系统;天线相位 中心偏差 ;校准方法
0 前言
1 校准实验设计
天线是 全球 导航 卫星系统 (即 GNSS)用户设备 的最前 端 。GNSS观测所获取 的基线值 和地理坐标信息是通过安置 在 基 线 两 端 的 天 线 中心 之 间 的 坐 标 矢 量 加 上 对 应 的 天 线 高 改 正获得 的 l1】。天线相位 中心是 指微波 天线 的电气 中心 , 理论 上应和天 线的几何 中心一致 ,但 由于机械制 造工艺 的 限制和装配误 差的影 响 ,两个 中心并 不重合 ,两 者的差值 称 为天线相位 中心偏差 『2]。
Abstract:The antenna phase center deviation as a global navigation satellite system fGNSS1 the interferenee factor that the accuracy of m easurem ent has been concerned by many researchers.Researches on the calibration m ethod of antenna phase center deviation iS also very necessary.The article obtains from the causes of antenna phase center deviation.design and implem entation of the two m ethods of antenna phase center deviation of the added.The experimental results show that both m ethods are effective calibration antenna phase center deviation.has strong application value. Keyw ords:global navigation satellite system;the antenna phase center deviation;calibration method
天线相 位 中心 的稳 定性直 接影 响 GNSS的测 量结果 , 在 使用前 和使 用 中需 要进行 校准 ,这一项 也是测 量型 GPS 接 收机校准 的重要环节 。
((JJF1 1 18—2004全球定位系统 (GPS)接收机 (测地 型和 导 航型 )校 准规 范 》 (以下 简称 “规 范 ” )中仅 给出 了一 种 校准天线相 位 中心 的方法 ,且该 方法利用 了 2台接 收机 的内符合性进 行 自校 准 ,不能很好 的溯源 。本文 设计 了另 外 2种校准方法 ,算作对规范方法的有益补充。
中图分类号 :T
文献标识码 :A
文章编号 :1671—1041(2016)01—0022—02
GNSS Antenna Phase Center Deviation Calibration M ethod of Experim ental Research
Jing Qi (The first monitoring center,China seismological bureau,Tianjin,300180,China)
采 用 2台天 宝 Net R9接 收机 配合 扼 流 圈天线 (GNSS Choke)进 行 同步 观 测 实 验 。天 宝 Net R9的水 平 静 态 测 量 精 度 为 :3mm+0.1ppm RMS;垂 直 静 态 测 量 精 度 为 : 4r am+0.4ppm RMS。 在 相 距 约 为 0.5m 的 超 短 基 线 观 测 墩 A和 B上 分 别 安 置 两 台套 GNSS接 收机 天 线 ,并 严 格 整 平 ,设置接 收机 的采样频率为 15Hz,观测 的截 止高度角为 15。 ,PDOP≤ 5,按照 GPS测量规范 (GB/T18314—2002) 的要求 进行 静 态观 测 ,测得数 据 用 天宝 随机 软件 Trimble Business Center fTBC)进行解算 。
第 l期
景琦 ·GNSS天线相位 中心偏 差校准 方法 的实验研 究
23
其 中: △ P——天线相位 中心偏差值 ; P ——天线旋转方位后观测 的基线长度最大值 ; P一—— 天线旋转方位后 观测 的基线长度最小值 。 1)旋转天线 90。法 翻