GPS接收机相位中心偏差检测方法应用

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,而天线的相位中心与其几何中心在理论上应保持一致,可是实际上存一定的偏差。这种偏差的影响,对于高精度定位测量,是不容忽视的,这就要要求对GPS接收机天线相位中心进行检测。本文介绍了检测GPS天线相位中心偏差的旋转天线法以及其数学模型,着重其实际应用。     

GPS数据联合处理中天线自定义问题

为了研究GPS数据联合处理,采用自定义和工程实际相结合的方法,在对GPS天线的几何相位中心、电学相位中心、物理相位中心和标志相位中心及其相互关系进行阐述的基础上,根据TGO软件中天线定义格式定义了Leica AT502天线.用工程实际数据证明所提出自定义天线方法的完整性、准确性和可靠性.为GPS数据的联合处理提供了理论依据,具有实际应用价值.     

GPS天线相位中心垂直向偏差变化规律的研究

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。     

PCO值对于基准站定位精度影响及快速测定方法研究

天线相位中心误差,对于高精度卫星导航用户机的定位精度有较大影响,对于短基线定向或是RTK作业,两个天线的生产型号一致时,PCO误差极大的削弱,可以无需考虑,但对于基准站这种使用单个零相位中心天线为用户提供高精度差分信息的用户机,天线的PCO值是必须考虑的定位误差源.本文介绍了Pco误差的来源,对基准站定位精度的影响、外场条件下PCO值的测定,提出一种简单方便的快速求解PCO值的方法,并在实测中得以验证.     

变形反射面天线馈源最佳相位中心的研究

针对变形反射面天线馈源相位中心选取的问题,提出了寻找天线馈源最佳相位中心的优化模型. 该模型基于变形反射面天线馈源相位中心与远场方向图的函数关系式,可得到天线反射面存在任意表面误差时的馈源最佳相位中心,使得天线的增益损失最小. 将该模型应用于某8m反射面天线的工程计算中. 在仅考虑天线自身重力荷载的情况下,确定了天线不同仰角时的馈源最佳相位中心. 数值模拟结果表明,该优化模型所确定的增益损失小于最佳吻合抛物面时的增益损失.     

BDS卫星天线相位偏差对PPP法估计ZTD的影响

为详细分析不同的BDS卫星的天线相位偏差模型差异性及其对ZTD估计的影响,分别采用MGEX模型和ESA模型改正天线相位偏差,利用PPP法处理8个MGEX站观测数据估计ZTD.以PPP法获得的GPS ZTD为参考值,实验结果表明:采用现有天线相位偏差改正模型能提高BDS ZTD估计精度;与MGEX模型相比,ESA模型能更有效的减小系统偏差,提高内、外符合精度;固定测站坐标能显著减小ZTD估值的系统偏差,提高外符合精度.因此,推荐采用ESA模型改正BDS卫星天线相位偏差.     

旋转天线法确定天线相位中心偏差

结合测量值单差计算与kalmen滤波原理,实验测量过程中采用一机双天线型号接收机可完全消除接收机钟差,改进传统GPS天线相位中心偏差的数学模型,可计算出多路径误差并进行消除,然后以旋转天线法进行测量实验,可以对基线值进行改正并精确的计算出天线相位中心水平偏差值.通过实例验证,该文提出的方法可以准确给出天线相位中心水平偏差值及基线值,结果的精度高于传统方法,且精度是符合GPS高精度测量的要求.     

柱面阵列天线单元相位中心的计算

为了准确确定非平面相控阵列天线在波束形成时各单元天线的相位中心,提出了一种借助三维场仿真软件HFSS计算单元天线相位中心的方法,并计算了某变指向通信天线单元天线的相位中心,研究了单元天线相位中心对天线波束形成的影响。仿真结果表明,该方法是有效的。     

射频仿真系统中球面复合阵列近场效应研究

射频复合阵列近场效应影响目标信号的测角精度,为了修正目标信号测角精度,提出一种方法:联合全波算法和一致性几何绕射理论,精确计算给定子阵(三元组)天线在周围同频、异频天线单元存在的环境中发射时,接收天线位置处(通常位于发射三元组的辐射近场)的电场分布;基于此电场相位分布,应用相位梯度法求出三元组辐射场的等效相位中心,并计算与基于幅度重心公式所得等效波源点位置的偏差,使用推导的辅助修正公式获得修正后的三元组各单元输入功率.计算实例表明:经修正后微波/毫米波三元组约束的三角形区域内最大垂直(俯仰)方向测角精度由1.50/2.37mrad降低至0.06/0.06 mrad.     

随机模型在GPS卫星钟差估计中的应用

卫星钟差是影响定位精度的重要误差源之一。针对不同接收机评估其伪距观测精度，选择相应的相位观测方差，构建合理的随机模型。采用56个IGS（International GNSS Service）跟踪站观测数据解算卫星钟差，并进行定位验证。结果表明：基于该方法的钟差估计结果与传统的钟差估计方法的结果在定位精度上改进约为5%。使用IGS卫星钟差，将该随机模型用于定位解算，10个测站中，7个测站收敛时间与定位精度有明显改进，收敛时间相较于传统定权方式的解算结果改进最高可达78%、定位精度改进最高可达86.55%。     

基于GPS定位原理的轨道外部几何参数测量系统

 利用GPS 定位全天候、高效率、低成本的特性,设计出一种新型的轨道外部几何参数测量系统.该系统由卫星系统、加载接收机的轨检仪、控制网和GPRS 发射站组成.测量前,先构建边连式同步图形扩展式带状轨道监测控制网,并在现有的轨检仪上加载GPS 接收机.测量过程中,轨检仪沿轨道运动:GPS 控制网中4 个GPS 基站与轨检仪上GPS 流动站实时采集定位信息;定位信息经双差处理和整周模糊度解算后,得到RTK(real-time kinematic)观测量,确立轨道中心线;结合轨检小车测出的轨道内部几何参数和轨道中心线,解算出轨道高程.静态实验与外场试验结果表明:该测量系统自动化程度较高,静态观测误差在0.5 mm 以内,动态误差在15 mm 以内,完全能够满足轨道外部几何参数高精度测量的要求.     

Yaw attitude of eclipsing GPS satellites and its impact on solutions from precise point positioning

During the period when a GPS satellite, the Earth and the Sun are approximately collinear, the phenomenon of eclipsing the satellite occurs, when the satellite yaw attitude deviates from its nominal case, i.e. the body X-axis cannot point towards the Sun for Block II&IIA or away from it for Block IIR satellites. The yaw attitude of the eclipsing satellites has a significant influence on both the satellite clock estimation at each International GNSS Service (IGS) Analysis Center (AC) and for users of the precise point positioning (PPP) implementations. It is known that, during the eclipsing periods, inconsistent yaw attitude models among the ACs will contribute to the errors of the IGS combined clock products. As for the PPP user, the influence of the eclipsing satellite is two-fold. First, as the satellite clocks are always kept fixed during PPP implementation, the above-mentioned problematic IGS clocks will inevitably be passed on to the PPP estimates. Second, the improper yaw attitude modeling of the eclipsing satellite will cause a correction bias exceeding 1 dm for the two kinds of attitude-related systematic errors, namely the phase wind-up and satellite antenna phase center offset, which will further deteriorate the accuracy of the PPP solutions. A yaw attitude model is introduced in this paper with the aim of improving the reliability of PPP solutions during the satellite eclipsing period.     

精密点定位的基本原理和应用

详细给出精密点定位的观测方程、改正模型、平差模型和算例，根据计算模型建立了计算系统和设计了软件，利用同济大学GPS基准站的观测数据，给出了计算结果．当仅考虑地球自转改正、卫星的天线相位中心偏差改正、相对论改正等影响时，静态解与已知坐标的差异小于12cm，均方根（RMS）小于5cm．     

导弹自旋条件下GPS信号跟踪环路设计

根据实际中自旋导弹GPS接收天线相位中心与导弹自旋几何中心的不一致性,建立弹载天线坐标系。推导弹体自旋条件下接收的GPS卫星信号的附加多普勒频移变化规律,验证弹体自旋对接收信号的影响。提出一种新的GPS信号跟踪环路设计方法,以消除附加多普勒频率对跟踪的影响。该设计在传统环路基础上加入旋转跟踪环,实现对弹体自旋转速的估计,利用转速信息辅助环路跟踪。经过计算机仿真验证,新环路载波相位跟踪误差较传统环路显著减小,表明该设计能够获得更佳的信号跟踪性能。     

一种全球导航卫生系统钟差估计优化方案的量化研究

摘要：针对卫星钟差解算策略的优化问题,本文基于BERNESE GNSS数据处理软件,设计了卫星估计钟差解算方案。提出了“单位时间误差梯度”的概念,量化了解算精密钟差的效率。采用基于TIN的选站法选取参考站,利用历元参数在历元间的独立性,分步解算各类参数。既减少了因大量历元参数存在引起的时间迟滞,又消除了单历元观测离群值对非历元参数估计的影响,从而提高了GNSS卫星钟差估计效率。利用IGS跟踪站作为参考站对以上解算过程进行实验,结果表明估计钟差与IGS精密钟差的符合精度达到0.1ns,陆态网精密单点定位（PPP）动态解最大偏差小于10cm,能够满足动态定位厘米级的精度要求,为估计钟差时参考站的数量和几何分布的选择提供了参考。     

GPS接收机的定位误差分析

基于Superstar Ⅱ GPS接收机和MATLAB实验平台,实现了所有星座误差及信道误差的修正.重点分析了卫星钟差、电离层误差、对流层误差、地球自转效应等误差及修正方法.参照IGS精密星历,利用Klobuchar模型,电离层误差修正掉约14 m;利用高度角模型,对流层误差平均修正掉4.05 m;地球旋转效应误差最大修正掉约30 m;卫星钟差修正后不超过3.1 m.实验结果最终定位精度17 m,验证了误差修正方法的正确性,为今后进行的GPS接收机研制工作积累了经验.     

Model analysis method (MAM) on the effect of the second-order ionospheric delay on GPS positioning solution

In this paper,we develop an approach to study the effect of second-order ionospheric delay on GPS positioning based on the ionosphere-free combination (abbreviated to Lc) of GPS dual-frequency carrier phase observables,in which the first-order ionospheric delay has been eliminated.GPS data from IGS WUHN tracking station during April 9 23,2003 is used to perform the above approach,and results show that the second-order ionospheric delay in GPS so-called ionosphere-free observables will result in the regular ...     

GNSS自适应抗干扰天线阵相位中心校正

为在干扰环境实现实时精密定位、测距和姿态测量等应用,需要尽可能降低天线阵相位中心引起的误差。建立了抗干扰天线阵相位中心补偿模型,每个阵元视作多相位中心天线,推导了自适应抗干扰天线阵等效相位中心位置的计算方法,分析了抗干扰RTK系统中由相位中心偏移引起的误差。通过补偿载波相位观测量,实现了天线阵相位中心校正。仿真结果表明,GNSS接收机抗干扰天线阵等效相位中心的位置与干扰环境及所用抗干扰算法有关,不能通过预先建立固定查找表的方式进行补偿,只能根据抗干扰计算结果实时计算出等效相位中心位置,再补偿载波相位观测量。