37、GNSS天线特性测量及群延迟变化分析

GNSS天线特性测量及群延迟变化分析

1. 天线校准方法对比

不同的天线校准方法会带来不同的测量结果。其中，绝对校准方法包括消声室法和Geo++机器人法。研究表明，使用这两种绝对校准方法测量相同天线的估计参数时，在所有仰角下，两者的测量结果误差在1毫米以内。而相对场校准在L1频段平均有2毫米的变化，在L2频段平均有4毫米的变化。并且，在最高（接近天顶）和最低（接近地平线）仰角处，差异更为明显，这是因为天顶处的观测数量最少，而地平线附近的多径和对流层影响最强。

另外，Mader进行的一项对比研究显示，使用机器人进行绝对校准对于校正长基线上因地球曲率导致的仰角差异至关重要。使用机器人进行的绝对测量能够校正因天线倾斜不同角度而由地球曲率引入的影响，而相对方法在倾斜角度增加时，高度误差会随之增大。

2. 卫星发射天线的自动化绝对现场校准

卫星发射天线的相位中心变化（PCV）和相位中心偏移（PCO）对精确GPS有重要影响。2007年，美国国家大地测量局（NGS）、波音公司以及德国Garbsen的Geo++合作，使用Geo++开发的自动化绝对现场校准技术，通过机器人对GPS Block II/IIA卫星天线的PCV进行了校准。

该卫星天线采用由两个同心环的四螺旋天线组成的阵列配置。内圈由四个元件组成，外圈是八个元件的八角形阵列。通过在内圈和外圈之间施加180°的相移，并设置一定的相对功率比，实现所需的天线方向图。在Block II/IIA卫星天线中，90%的L波段信号功率供应给内圈的四个元件，仅10%供应给外圈元件，这可能是为了减少阵列的旁瓣。天线阵列重14.4千克，直径为1.34米，因此需要对快速移动的自动化机器人进行修改，以支持这个大型卫星天线的额外重量和