GPS天线相位中心消除偏差方法
GPS天线相位中心消除偏差方法
【摘要】本文介绍了GPS接收机相位中心的确定方法和如何减小相位中心偏差的方法，对提高GPS测量精度有一定的作用。该方法在实际应用中已取得了理想的效果。
【关键词】GPS；相位中心；偏差
1．引言
在GPS测量过程中，我们所得到的观测值都是以GPS接收机天线的相位中心位置为准的．而天线的相位中心与其几何中心．在理论上保持一致。可实际上接收机天线的相位中心是随着信号输入的强度和方向不同而时刻变化的，即观测时相位中心的瞬时位置与理论上的相位中心位置将有所不同，这种差别叫天线相位中心的位置偏差，它的影响可达数毫米至数厘米。因此．研究天线相位中心及其变化，找到减小这种偏差的方法，对GPS高精度测量有着重要的意义。
2．GPS天线的相位中心的确定
GPS接收机的相位中心．也就是通常所说的GPS接收机的电气中心，它是一台测量仪的基准点，研究GPS接收机的相位中心的变化规律，是提高测量精度的重要环节。
2．1机内时延
GPS接收机为了使用方便，一般都是天线与主机分开，它们之间通过一根具有一定长度的同轴电缆连接．当信号进入天线经放大、电缆传输、再放大、直到相关解调，于是便有了一个时延，这就是机内时延。
2．2GPS天线的相位中心的确定
在GPS测量过程中．我们一般都是把GPS接收机的天线放在标志点上，通常以天线上表面中心作为GPS接收机的相位中心，而实际上并不是这样。我们知道．GPS接收机在工作时需要同时接收四颗以上GPS卫星信号进行放大、传输、相关解调、运算．求出时间、位置、速度、方向等参数。相关解调点是指卫星信号到GPS接收机时延的参考点，对于每一颗卫星信号而言，相关解调点是测量的参考点(或起算点)。如此看来GPS接收机的相位中心不在天线上，具体在哪?分析如下：
总路程
d。为di=da+dD
对于天线固定在某位置的GPS接收机．其空间不同位置的卫星信号到达GPS接收机时，空间时延各不相同， 而机内时延却是相同的．因此在求解GPS接受位置等参数时，应该用总时延 =△l +△l。来进行解算。由于需要接收机四颗GPS卫星信号来求解GPS接收机所在的时间、位置、速度等参数，从图1可看出接收机的相位中心也不在相关解调点上。此时的相位中心应理解为等效相位中心，它由相关解调点到四颗卫星的伪距共同决定△ 。从图1中可知GPS接收机的等效相位中心大致可确定在天线平面位置的下方。具体在那里，显然决定于机内时延的大小和卫星在空间的分布情况。卫星在空间的分布与GPS接收机中反映出来的精度衰减因子PDOP值有一定关系，PDOP值大小反映接收机的等效相位中心接近天线平面中心轴线的程度。可见．GPS接收机的等效相位中心是变化的．等效相位中心的这种变化，相对于天线平面中心有水平偏差和高程偏差，偏差的大小与机内时延和PDOP值有关。
3．相位中心偏差的消除
如前所述．天线相位中心的位置偏差影响可达数毫米至数厘米．这对高精度测量来说是不能容忍的，为此我们可通过下面的方法来减弱它的影响，提高测量精度。
3．1扣除机内时延
从上面的分析我们了解到．引起GPS接收机等效相位中心发生偏差的最主要原因是机内时延。如果把机内时延扣除，测量的参考点真正定在天线的表面中心上．GPS接收机的等效相位中心就不会随PDOP
值发生变化，这将有利于提高GPS接收机的测量精度。扣除机内时延的方法是：对于某种型号的GPS接收机，使用固定型号和固定长度的同轴电缆．在实验中测出机内时延，把机内时延作为一个改正量，在接收机测量解算中首先从相关解调出来的总时延减去机内时延．再进行时间、位置等参数的解算；另一种方法是把使用不同长度的同轴电缆折算成时延．输入到接收机内进行时延改正。
3_2GPS差分测量
GPS差分测量的方法是：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知的高精度坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数．并由基准站适时地将这一改正数发送出去，用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站送来的改正数，并对其定位结果进行改正．这样可大大消除GPS接收机等效相位中心发生偏差的影响。
此种方法．我们必须注意以下两点：
1)GPS差分测量时．每台GPS接收机要接收相同的一组卫星。前面已讨论过．不同的两组卫星等效相位中心偏差大小和方向都不一样．及时差分也减不掉。
2)为了便于安装和测量．总是把天线上表面中心作为仪器的等效相位中心．实际上即是扣除了机内时延，GPS接收机的等效相位中心和天线上表面中心有个偏差．偏差大小与所用的天线类型有关。
有资料表明．扣除机内时延的起算点应是天线顶部馈电点，因此相位中心应在馈电点上，对于振子天线和螺旋天线，馈电点就在天线顶部中心；对于大量使用的微带天线，由于圆极化和阻抗匹配的需要，馈电点与天线上表面中心有一偏差，此外，为了提高接收机的信
噪比，前置放大器紧贴天线下部安装， 由于前置放大器电路安排的需要，便把天线馈电点偏离天线前置放大器基座中心安装，而基座中心是测量的对中标志，所以天线相位中心与基座标志中心的偏)差由上述两因素形成。因此，GPS接收机应在天线上作统一的指向标志。在架设天线时，天线指向标志应指向同一方向，这样在差分测量时可消除天线相位中心偏差带来的测量误差。
4．结论
本文对GPS接收机天线相位中心的位置进行了比较详细的讨论，得出结论：其等效相位中心在天线平面位置的下方，具体位置决定于机内时延的大小和卫星在空间的分布情况。此外．该方法在工作中已得到应用，并取得了理想的效果
GPS天线相位中心偏差三维检定研究
第３２卷第１０期 ・３４８・ ２ ０ ０ ６年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｌｏｌ。３２Ｎｏ．１０ Ｍａｙ．２００６
・测量・
文章编号：１００９ ６８２５Ｉ２００６）１０．０３４８—０２
ＧＰＳ天线相位中心偏差三维检定研究
李黎唐诗华郭玉珍
摘要：根据ＧＰＳ接收机天线相位中心的几何关系，利用旋转天线时相对定位的方法，并结合精密水准测量，论证了一
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。
关键词：ＧＰＳ，相位中心偏差，天线，三维检定
中图分类号：Ｕ４１８．８ 文献标识码：Ａ
引言
ＧＰＳ卫星信号接收天线是ＧＰＳ用户设备的重要组成部分，
ＧＰＳ接收机通过天线获取卫星信号及相关数据信息，ＧＰＳ用于
大地测量所获取的基线及三维坐标矢量是通过基线两端ＧＰＳ天
线中心之间的坐标矢量加上相应的天线高改正获得的。
在利用ＧＰＳ进行精密测量（包括定位和定时）时，其测量结果
是对应于ＧＰＳ天线相位中心的…１。而实际的天线相位中心（天线
接收卫星信号的电气中心）与厂家提供的位置（机械几何中心）并
不完全一致，其差值称之为天线相位中心偏差【２］２。它还会随时间
而变化。对于高精度测量，必须对之进行检测。
１检定原理
１．１水平偏差检定原理
在进行天线相位中心偏差检定时，在天空视野开阔、无强电磁
场干扰和反射环境的地势平坦之处，选择一条超短基线，一般取１ ｍ
～１０ ｍｏ在基线两端点上安置ＧＰＳ接收机，将天线严格置平，选
择ＰＤＯＰ￣５所对应的时间段进行观测。相位中心一般是指平均
相位中心，而瞬时相位中心是随时间而变化的。为了求得稳定的
平均相位中心，要求有足够长的观测时间，一般一个时段为２ ｈ。
Ａ与Ｂ分别是架设于２个基线点的ＧＰＳ天线。Ｏ＾是天线Ａ
的几何中心，ＯＢ是天线Ｂ的几何中心。Ａ１是天线Ａ的相位中
GPS接收机噪声及天线相位中心偏差检测技术应用
第２８卷第３期 ２０１２年９月 防灾减灾学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＩＳＡＳＴＥＲ ＰＲＥＶＥＮＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１２
Ｇ ＰＳ接收机噪声及天线相位中心偏差检测技术应用
刘俊清ｌ， ，丁 广 ，
（１．吉林省地震局，吉林长春１３０１１７；２．吉林大学 张晨侠 ，张 宇
地球探测科学与技术学院，吉林长春 １３００２６）
摘要：采用“零基线检验法”对６台套Ｌｅｉｃａ ＧＲＸ１２００系列仪器内部噪声水平和天线相位中心偏差进行 检验。使用ＴＥＱＣ和ＧＡＭＩＴ／ＧＬＯＢＫ软件进行数据处理和结果评价。文章中结合ｌｅｉｃａ机器检测流程，在 没有测量部门标准检定试验场的情况下，阐述如何按照规范对ＧＰＳ仪器进行检验。 关键词：基线；ＧＰＳ接收机；噪声水平；扼流圈天线 中图分类号：Ｐ３１５．６２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—８５６５（２０１２）０３—００７７—０５
０ 引言
新购置的ＧＰＳ接收机按照《全球定位系统
（ＧＰＳ）测量型接收机检定规程》要求，都要对 ＧＰＳ接收机内部噪声水平和天线相位中心偏差
进行检验＿１］。内部噪声水平是衡量一台ＧＰＳ接 收机性能好坏的重要指标，是ＧＰＳ接收机信号
通道间、信号锁相环、码跟踪环的偏差、以及
钟差等引起的测距和测相误差的综合反映。天
线相位中心偏差是衡量ＧＰＳ天线性能好坏的重 要指标。天线相位中心是指微波天线的电气中
心，其理论上应该和天线的几何中心一致，但
是由于制造工艺的局限，各厂家的ＧＰＳ天线的 相位中心和几何中心均有不同程度的偏差，如
果这个偏差在一定范围内，在数据处理中通过
模型可以消除它的影响＿２］，但是如果太大就表 明该天线不符合要求，不能使用。
一般的测量仪器的检验工作须在专业测量
仪器检定站进行，但是ＧＰＳ接收机和天线则不
同，它的检测不需要专门的检测仪器和特殊的 检测场地。若能了解其检定程序并使用相关的
GPS测量误差分析及控制
第３１卷第３期 ２００８年６月 测绘与空间地理信息 ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．，２００８
ＧＰＳ测量误差分析及控制
张文山 （哈尔滨市勘察测绘研究院，黑龙江哈尔滨１５００１０） 摘要：首先分析ＧＰＳ测量的各种主要误差来源、特点及影响，提出减小或消除误差的解决方法。 关键词：ＧＰＳ；误差；精度 中图分类号：Ｐ２２８．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２～５８６７（２００８）０３—０１ｌ０—０２
Ｅｒｒｏｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＧＰＳ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ
ＺＨＡＮＧ Ｗｅｎ—ｓｈａｌｌ （Ｈａｒｂｉｎ Ｃｉｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ １５００１０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｓｏｍｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ＧＰＳ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ．Ｔｈｅｎ ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒ－ ｗａｒｄ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｅｌＴＯＹＳ、 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ｅｒｒｏｒ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
０ 引 言 ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）是全球卫星定位系统 的简称。它的出现给传统的测量方法和理论带来了一次 根本性变革。ＧＰＳ以卫星为基础平台，进行无线电导航定 位，具有全能、全球、全天候、连续和实时的导航、定位和定 时功能，能为用户提供精密的３维坐标、速度和时间。随 着ＧＰＳ卫星轨道精度的提高和数据处理模型的完善，ＧＰＳ 测量技术在我国得到了越来越广泛地应用，遍及国民经 济的各个领域。精度是ＧＰＳ的一个极其重要的参数，为 了能进一步提高其定位精度，下面对ＧＰＳ在导航定位过 程中存在的误差来源进行详细分析，并提出具体消除措 施。 ｌ误差来源及影响 ＧＰＳ测量误差产生的主要来源可分为三大部分：ＧＰＳ 信号的自身误差，包括星历误差、卫星钟差和ＳＡ的影响； ＧＰＳ信号的传输误差，包括太阳光压、电离层延迟、对流层 延迟、多路径传播和由它们影响或其他原因产生的周跳； ＧＰＳ接收机的误差，包括钟误差、通道间的偏差、锁相环延 迟、码跟踪环偏差、天线相位中心偏差等。 １．１ ＧＰＳ信号的自身误差 １）星历误差：是指预报的卫星位置误差，它是由于 ＧＰＳ所发播的卫星位置不正确产生的。一般来说，对特定 卫星而言，星历误差对于全球所有的用户来说都是相同 的。但是，对于不同的用户在不同的角度观测同一颗卫 星时，星历误差对测量的影响不一样，因此，计算得到的 位置也就不同。这就意味着两台接收机同时跟踪某一特 定的卫星并不能完全消除星历误差。 但是，对于位置相距较近的用户，会因为星历误差而 具有几乎相同的误差范围，因此，采用差分观测的方法基 本上可以消除星历误差。 ２）卫星钟差：是指预报的卫星钟差。众所周知，ＧＰＳ 基于单程测距，它主要取决于预报的卫星钟。卫星钟差 对Ｃ／Ａ码用户和Ｐ码用户是相同的，并且此影响同方向 无关。这在采用差分改正技术时很有用，全部差分站同 用户观测值都含有相等的钟差。卫星钟差的主要误差源 是ＳＡ，但从２０００年５月１日起美国取消了该项限制措 施。 １．２ ＧＰＳ信号的传输误差 １）电离层误差：是由于电离层效应引起的观测值的 误差。它与沿卫星和用户接收机视线方向上的电子密度 有关，在垂直方向上延迟值在夜间平均可达３ ｍ左右，白 天可达１５ ｍ，在低仰角情况下分别可达９ ｍ和４５ ｍ，在反 常时期这个值还会加大。为了削弱电离层延迟所引起的 定位精度损失，在长基准测量中用双频接收机采集ＧＰＳ 数据，对观测成果进行实时电离层延迟改正，可以获得很 好的效果。 ２）对流层误差：是电磁波信号通过对流层时其传播 速度不同于真空中光速所引起的。分干大气分量和湿大 收稿日期：２００８—０２一ｌ８ 作者简介：张文山（１９６４一），男，黑龙江哈尔滨人，工程师，主要从事城市测绘技术管理一【作。
浅谈GPS测绘存在误差及有效提高定位精度
科学之友 Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕｒｓ ２０１０年１２月
浅谈Ｇ ＰＳ测绘存在误差及有效提高定位精度
麦卫东
（从化市土地开发整理中心，广东从化５１０９００）
摘要：笔者论述了ＧＰＳ测量误差的来源，并指出在土地整理测绘项目中提高ＧＰＳ控
制测量平面和高程精度的手段和措施，对实际工作有一定的指导作用。 关键词：土地整理测绘；ＧＰＳ卫星测量；误差；定位；精度
中图分类号：Ｐ２２８．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—８１３６（２０１０）３６—００１６—０２
近年来，我市国土资源部门依据土地利用总体规划和土地
开发整理规划，对部份地区的土地进行了集中整理开发。为了 保障该项工作的顺利开展，首先要获取准确的野外地形资料，
在时间紧、工作区域分散等不利条件下，工作过程中普遍采用
了ＧＰＳ技术，保证了数据资料的精度和工程的进度。
１ ＧＰＳ的误差来源
我们在利用ＧＰＳ进行定位测量时，会受到诸多因素的影响， 产生定位误差。影响ＧＰＳ定位精度的因素一般可分为以下四类： １．１与ＧＰＳ卫星有关的因素 １．１．１信号误差 美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度，在 ＧＰＳ基准信号中加入高频抖动信号等方法，人为降低普通用户 利用ＧＰＳ进行导航定位时的精度。
１．１．２卫星星历误差 在进行ＧＰＳ定位时，计算在某时刻ＧＰＳ卫星位置所需的 卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的，但不论采用哪种 类型的星历，所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异， 这就是所谓的星历误差。
１．１．３卫星钟差 卫星钟差是ＧＰＳ卫星上所安装的原子钟的钟面时与ＧＰＳ 标准时间之间的误差。 １．１．４卫星信号发射天线相位中心偏差 卫星信号发射天线相位中心偏差是ＧＰＳ卫星上信号发射天 线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。 １．２与传播途径有关的因素
１．２．１电离层延迟 由于地球周围的电离层对电磁波的折刺 喧，使得ＧＰＳ信号的 传播速度发生变化，这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折 射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径匕电子 含量有关。
一种GPS天线相位中心偏移量的测定与计算方法
一种GPS天线相位中心偏移量的测定与计算方法
戴水财;刘庆元;张学庄;王潜心
【期刊名称】《矿山测量》
【年(卷),期】2005(000)001
【摘 要】文中结合GPS接收机天线检测实例,提出了一种新的GPS天线相位中心偏移量的测定与计算方法,并从空间基线向量的角度对其进行了论证.该法不仅能测定GPS天线相位中心偏移量,还能利用测定结果对空间基线向量进行改正.经实例测试,按文中方法测得的三台GPS接收机天线相位中心偏差分别为2.9 mm、4.3
mm和3.7 mm.由测试实例可知:文中的测定与计算方法简便易行,实用性强,是一种行之有效的GPS天线相位中心偏移量检测方法.
【总页数】3页(P17-18,24)
【作 者】戴水财;刘庆元;张学庄;王潜心
【作者单位】中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息物理工程学院,湖南,长沙,410083
【正文语种】中 文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.GPS组合天线相位中心垂直分量偏差的试验测定 [J], 高伟;徐绍铨;李利
2.GPS接收机天线相位中心三维位置偏差野外测定方法 [J], 蔡宏翔 3.GPS跟踪站天线几何中心偏移量的测定 [J], 徐亚明;刘经南
4.双频GPS接收机天线相位中心的测定 [J], 蔡宏翔;王昆杰
5.GPS接收机天线相位中心偏差的一种检定与计算方法 [J], 陈逸群;刘大杰
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GPS测量技术误差精度控制
浅谈GPS测量技术的误差及精度控制
摘要：随着经济的快速发展，测量技术要求的提高。本文作者通过对gps测量误差产生的原因，进行了简要的分析。并提出了自己的见解。
关键词：gps测量周跳精度控制
1 误差来源及影响因素
1. 1 gps测量的误差源
gps测量误差按其生产源可分：gps信号的自身误差，包括轨道误差(星历误差)和sa，as影响；gps信号的传输误差，包括太阳光压，电离层延迟，对流层延迟，多路径传播和由它们影响或其他原因产生的周跳；gps接收机的误差，主要包括钟误差，通道间的偏差，锁相环延迟，码跟踪环偏差，天线相位中心偏差等。
1.2 解决问题的办法
gps定位网的设计，gps测量的误差源可以看出，gps网的设计已免除了测角、边角同测和测边网等的传统要求。它不需要点间通视，也不需要考虑布设什么样的图形，也就更不需要考虑图形强度，不需要设置在制高点上(哪里需要就可以设置在哪里)。所以gps网的设计是非常灵活的。但也应注意以下几个问题：① 除了特殊需要，一般gps基线长度相差不要过大，这样可以使gps测量的精度分布均匀；② gps网不要有开放式的网型结构，应构成封闭式闭合环和子环路；③ 应尽量消除多路径影响，防止gps信号通过其他物体反射到gps天线上，因此应避开强反射的地面，避开强反射环
境，如山谷、山坡、建筑[]物等；④ 避开强电磁波干扰，设站应远离雷达站、电台、微波中继站等。 中
2 太阳光压对gps卫星产生摄动加速度
太阳光压对卫星产生摄动影响卫星的轨道，它是精密定轨的最主要误差源。太阳光压对卫星产生的摄动加速度受太阳与地球间距离的变化(地球轨道偏心距)而引起太阳辐射压力的变化，也与太阳光强度、卫星受到的照射面程和照射面积与太阳的几何关系及照射面的反射和吸收特性有关，由于卫星表面材料的老化、卫星姿态控制的误差等也使太阳光压发生变化。
GPS复习知识点
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1 第一章
三个阶段：卫星三角测量、卫星多普勒测量、GPS卫星定位测量
子午卫星系统：美国海军研制开发管理的第一代卫星导航导航定位系统，又称海军导航卫星系统，利用多普勒效应进行导航定位，也称为多普勒定位系统。利用跟踪站上的多普勒测量资料可以精确确定卫星轨道
卫星数：6；轨道数：6；轨道夹角30度，轨道倾角90度；卫星高度1075km；运行周期107min；
子午卫星系统的局限性：
一次定位所需时间过长
➢ 无法为高动态用户提供实时导航定位
➢ 为缩短定位所需时间，需采用低轨卫星，从而又造成卫星定轨上的难度
➢ 对于低动态用户，需进行位置归算，从而影响导航定位精度
不是连续的、独立的卫星导航系统
两次卫星通过的平均间隔长（中低纬地区约为1.5h） 精品文档（双击可删除）
2 相邻轨道卫星信号可能相互干扰，导致有时必须关闭其中一颗卫星的信号
对测量应用存在许多不利因素
观测时间偏长，作业效率偏低（需50-100次合格卫星通过，耗时约1周）
定位精度偏低
全球定位系统的产生发展的三个阶段
1、 方案论证阶段 2、全面研制和试验阶段 3、实用组网阶段
目前GPS已经在通信大气探测精细农业及环境保护等众多领域得到广泛应用
美国政府的GPS政策
SPS：标准定位服务，使用C/A码，民用
PPS：精密定位服务，可使用P码，军用
SA：选择可用性技术；1991.7.1-2000.5.2；人为降低普通用户的测量精度；方法：降低星历精度（加入误差）；卫星钟加高频抖动（短周期，快变化）
AS：反电子欺骗技术；1994.1.31-今天；P码加密。P+W→Y 精品文档（双击可删除）
3
GPS现代化：
➢ 在Block IIＲ卫星的L2载波上调制C/A码，在Block II
F卫星中增加f =1 176.45MHz的民用频率；
➢ 增强卫星信号强度，增加抗干扰能力；
天线相位中心偏差对于GPS高程影响问题分析
２０１２年第２期 ・北京测绘・
天线相位中心偏差对于ＧＰＳ高程影响问题分析
李义先
（安徽省地质测绘技术院，安徽合肥２３００２２）
［摘要］ＧＰＳ接收机天线相位中心与其几何中心不重合性构成了ＧＰＳ接收机天线相位中心误差，如 何减少相位中一心偏移是天线设计和ＧＰＳ数据处理中的重要问题。本文在分析ＧＰＳ接收机天线相位中心在 垂直方向上偏差的检测原理的基础上，讨论ＧＰＳ天线相位中心垂直分量偏差对ＧＰＳ高程精度的影响，应用
实例得出一些有益的结论。 ［关键词］ＧＰＳ；相位偏差；中心天线；高程 ［中图分类号］Ｐ２２８．４ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］ １００７—３０００（２０１２）０２～３
在ＧＰＳ测量中，观测值都是以接收机天线的
相位中心位置为准的，天线的相位中心与其几何
中心在理论上应该保持一致，可是实际上天线的
相位中心随着卫星信号输入的强度和方向不同
而有所变化，即观测相位中心的瞬时位置与理论
上的相位中心将有所不同，这种差别叫天线相位
中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米
至数厘米，而如何减少相位中心偏移是天线设计
和ＧＰＳ数据处理中的一个重要问题。 ＧＰＳ接收机天线相位中心与其几何中心不
重合性构成了ＧＰＳ接收机天线相位中心误差，包
括水平偏差分量和垂直偏差分量。对于普通天
线而言，相位中心在垂直方向的偏差远远大于在
水平方向的偏差，水平偏差仅几个毫米，垂直方
向偏差可达１６０毫米。在实际工作中，如果使用
同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测
站上同步观测了同一组卫星，便可以通过观测值
的求差值运算来削弱相位中心偏差的影响。
表１天线相位中心偏差分量标称改正值表
１ ＧＰＳ接收机天线相位中心在垂直方
向上偏差的检测原理
目前，ＧＰＳ接收机天线相位中心稳定性的检 测方法有两种。一种是室内检测法，即在室内用
微波天线测量设备测定，因设备复杂昂贵，一般
ＧＰＳ检测部门无此设备。另一种方法是，旋转天
GPS天线相位中心垂直向偏差变化规律的研究
GPS天线相位中心垂直向偏差变化规律的研究
摘要:本文利用一种在野外检测GPS天线相位中心垂直向偏差的方法,通过两期(每期72小时不间断)的观测得到必要的观测数据,通过数据解算分析了GPS相位中心垂直向偏差的变化规律,给出了进行GPS高程测量时应采取的一些措施和建议。
关键词:GPS 天线相位中心 垂直偏差
重庆地处我国西南,自然地理环境较为复杂,市域内地质灾害发生较为频繁,地质灾害监测工作日益重要而紧迫。而GPS作为一种高效的测量技术手段,以测站点间无需通视、全天候观测、测量范围大等特点,被广泛应用于三峡库区的地质灾害监测工作。GPS测量在水平方向上的精度较高,对短基线,GPS测量水平向精度可达亚毫米级。而在垂直方向上,其精度较差。其中,GPS天线相位中心垂直向偏差及其稳定性作为影响GPS高程测量精度水平的因素之一,其偏差影响最大可达到数厘米[1]。对于精度要求较高的变形监测而言,不容忽视。
目前,GPS接收机天线相位中心稳定性的检测方法有两种。一种是室内检测法,即在室内用微波天线测量设备测定,因设备复杂昂贵,一般GPS检测部门无此设备。另一种方法是我国行业标准CH8016-95规定所采用的旋转天线法,即在野外GPS接收机基线检测场上,利用接收到的GPS卫星的信号,通过基线比对来测定,亦称基线测量相对测定法。但这种方法只能有效地检测出天线相位中心偏差的水平分量,而垂直偏差分量却不能精确测定出。
本文利用一种在野外检测(基线测量相对测定)[2]的方法,对两种型号的GPS天线进行两期(每期72小时不间断)观测得到观测数据,通过基线数据解算,分析出天线相位中心垂直向偏差变化规律,以给出解决垂直偏差的方法和建议。
1 检测原理
选择天空视野开阔、无强电磁干扰的观测环境,在相距几米距离的两点上(其中一点坐标已知且精度较高),安置两台GPS接收机(注意天线严格置平),选择三维定位图形强度因子所对应的时间段进行长时间观测GPS卫星,以相对定位。由于两个测站相距很近,电离层延迟和对流层延迟所产生的误差以及其它GPS误差源的影响,可通过模型改正和差分方法而削弱[3],从而近似地认为在高程方向上仅存在天线相位中心误差。
GPS原理与应用复习题及参考答案
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GPS原理与应用 复习参考
一、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）（请在答题纸上判断题答题区域作答）
1.（ √）对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以相临点间弦长的标准差来表示。
2.（ ╳ ）GPS的测距码（C/A码和P码）是伪随机噪声码。
3.（ ╳ ）电离层延迟的大小与载波频率无关。
4.（ ╳ ）GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。
5.（ ╳ ）图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误差之外的一个量。其值恒大于1，最大值可达 100，其大小随时间和测站位置而变化。在GPS测量中，希望DOP越小越好。
二、判断题（本大题共5小题，每小题1分，共5分）（请在答题纸上判断题答题区域作答）
1.（╳ ）GPS测得的站星之间的伪距就是指GPS卫星到地面测站之间的几何距离。
2.（ √ ）C/A码的码长较短，易于捕获，但码元宽度较大，测距精度较低，所以C/A码又称为捕获码或粗码。
3.（ √）GPS的空间部分（卫星星座部分）由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成，均匀分布在6个轨道上。
4.（ ╳ ）GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。
5.（ ╳ ）GPS静态定位之所以需要观测较长时间，其主要目的是为了削弱卫星星历误差的影响。
三、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）（请在答题纸上填空题答题区域作答）
1. 按照《规范》规定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA、A、B、C、D、E六级，其中C级网的相邻点之间的平均距离为15～10km，最大距离为 40 km。
2. GPS定位系统包括 空间
部分、 地面控制 部分和 用户设备 部分。
3.从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类： 与卫星有关的误差