GPS天线绝对相位中心偏移和变化对基线解算的影响.pdf

2013年4月第4期 城市道桥与防洪 科技研究 213 GPS天线绝对相位中心偏移和变化对基线 解算的影响 陈兴权 (浦东新区地名 (测绘)管理办公室 ，上海 2~135) 摘 要：该文首先介绍了天线相位中心偏移和变化的改正原理，以及天线相位中心校正的发展过程 ；然后通过麻省理工大学研制 的GAMIT基线解算软件里天线相位 中心改正模型研究绝对相位中心偏移和变化对基线解算的影响；最后通过算例分析其影响 并给出高精度 GPS基线解算的建议。 关键词 ：天线相位中心 ；绝对相位中心 ；相位中心变化 ；相位中心偏移 ；基线解算；GAMIT 中图分类号：P207 文献标识码：A 文章编号：10o9—7716(2013)o4—0213—03 这些改正在高精度 GPS基线解算 中是必须考虑 0 引言 的。 GPS由于其作业速度快 、精度高、布点灵活 、 可以全天候作业等优点在测量领域中广泛应用。 但 GPS高程精度相对于水平精度约低 23倍 ，主 要由于对流层、电离层等因素影响。对于高精度GPS 解算，天线中心变化和偏移也是重要影响因素，尤 其是不同类型天线共同作业时，可能造成 cm级甚 至 10cm的偏差 ，即使使用相同类型的天线也会 有0．015×10 的尺度误差。对于水平位置的影响， 图 1 GPS接 收机相位 中心示 意图 由于天线相位 中心偏差造成的误差也达 mm级。 天线相位中心校准指的是测定天线相位中心 因此 ，这对于高精度 GPS基线解算中，如地面沉 相对于其几何中心的偏移和变化量。目前天线相 降、大型桥梁和建筑的施工监测、大坝变形监测 位中心校准主要有三种方法 ：(1)相对相位中心校 等，需要考虑天线相位中心的影响l【。 准，相对校准首先是由NGS提出，该技术是在不考 本文采用 GAMIT基线解算软件内天线相位改 虑参考天线相位中心偏差的影响下，将需校准的 正模块对 GPS天线绝对相位中心偏移和变化进行 天线与参考天线放在有固定坐标的点上通过短基 研究，并用实例分析其对基线解算的影响。 线测量来实现的。(2)微波暗室校准，微波暗室校准 1天线相位中心偏移和变化 指在微波暗室的环境条件下，通过精密可控微波信 号源测量天线接收信号的强度分布来确定天线电 由于天线本身的特性及机械加工等原因，使 气中心，计算天线相位中心偏差。此方法需要的测 GPS天线相位中心与其几何 中心不重合。为了研 定条件成本很高，一般仅国家实验室和天线制造厂 究的方便 ，许多文献都将给定入射方向下天线接 家才具备。(3)绝对相位中心校准，该技术是由德 收信号的瞬时位置作为此方向的相位中心，并将 国汉诺威大学和Geo++公司 1998年提出的，在室 其相对于几