36、GNSS天线PCO和PCV测量技术解析

GNSS天线PCO和PCV测量技术解析

1. 引言

在GNSS（全球导航卫星系统）应用中，天线的相位中心偏移（PCO）和相位中心变化（PCV）是影响测量精度的重要因素。准确测量PCO和PCV对于提高GNSS定位的准确性至关重要。本文将详细介绍三种常用的GNSS天线PCO和PCV测量技术，包括微波暗室法、相对天线校准法和基于机器人的绝对校准法，并对它们进行比较。

2. 微波暗室法测量天线PCV和PCO

2.1 测量原理

微波暗室法使用信号模拟器或频率源产生的合成GNSS信号，在暗室内进行绝对测量，代替GNSS卫星发射的实际信号。通过旋转和倾斜被测天线（AUT），改变其方位角和仰角，测量接收到的信号相位变化，从而确定相位中心。该方法最早由Schupler在1994年研究，后来德国的一些研究人员进行了更详细和精确的研究。

2.2 测量步骤

1. 确定PCO的三个分量 ：
   • 以天线参考点（ARP）为基准，估计PCO的三个分量。在使用ENU坐标时，通常表示为垂直（向上方向）和水平平面（北/东方向）的偏移校正。
   • 通过搜索使天线相位图的相位变化最小的点，确定加权平均相位中心位置。这相当于求解一个“最佳拟合”球体的表面，找到其中心坐标$a_x$、$a_y$和$a_z$以及半径，该半径即为PCO。
   • 在暗室内，固定发射天线发射对应卫星信号，网络分析仪记录AUT接收到的信号相位，确定发射和接收信号之间的相对相移。
   • 使用远程控制定位器，使接收天线在天顶角从 -90°到 +90