天线相位中心

Ｍ 是 在 以天线参 考点 为 极点 的极 坐标 系下 给 出 的。 对 于每个 天线 ， 的长 度是一 个 固定值 。相 位 中
＼
的天线 甚至会 超过 １ｒ 。 因此 ， ０ｍ ａ 在基 线解 算精 度 要求 ｍ ｍ级 的 Ｇ Ｓ测量 中 ， Ｐ 如桥梁 、 建筑 等特 殊 工程
收信号 的瞬 时位 置作 为此方 向 的相 位 中心 ， 并将 其
相对 于几 何 中心 的位 置偏 差 分 固定 偏 差 和 变 化 部 分 ， 变 化部分 与信 号的入 射 方 向和 强 度有 关 其 。 就单 个 Ｇ Ｓ天线 而 言 ， Ｐ 同一 类 型 天线 ， 位 中 心 变 相
０ 引 言
化 引起 的基线 矢量 的偏差 计算 公式 。此计 算 公式可 用 于衡量 基线解 结果 的质 量 ， 可用 于具 体 指 导 减 也
通常 ， 位 中心 定义 为辐射 场波 阵面 （ 相 即等 相位 面） 中心 ， 与 天线 几何 中心重 合 。实 际 中 ， 的 应 由于 天线 本身 的特性 及机 械 加 工 等原 因 ， 阵 面 都会 存 波 在 微小 的波动 ， 线 在不 同方 向接 收信 号 的 瞬 时位 天 置 并不 重合 ， 因此 ， 相位 中心并 不真正 存 在。为 了研 究 的方便 ， 多文 献 都将 在 给 定 入 射方 向下 天线 接 许
化趋 于一致 ， 不 同类型 的天线 ， 但 其差 异较 大 。性 能 较 好 的天线 ， 其相位 中心变 化最 大不超 过 ２ ｍ， ｍ 一般
表示站 星 视 线 矢 量 ） ］ 。本 文 设 定 天 线 参 考 点 的
位置 Ａ Ｐ与几 何 中心 重合 。平 均 相 位 中 心 ／
信号 的入射 方 向有 关 ， 因此 对基 线 矢 量 的影 响还 与 参与 解算 的卫 星个 数 、 星 的 几何 分 布 以及天 线 的 卫

利用HFSS优化法快速确定天线的相位中心详细教程
1.什幺是天线相位中心
 天线所辐射出的电磁波在离开天线一定的距离后，其等相位面会近似为一个球面，该球面的球心即为该天线的等效相位中心，如下图（虚线表示该天线的等相位面，在离开天线一定距离后，虚线近似为圆形（最外面一圈），其圆心即为天线的等效相位中心）：
2.HFSS优化法快速确定天线的相位中心
 （1）用后处理变量定义相对坐标系
A.HFSS》Design ProperTIes，打开DesignProperTIes 对话框;
B.点击AddVariable，显示定义设计变量的属性对话框，例如定义为PhaseCenterZ，变量类型设定为PostProcessing variable，单位类型Length，本例初值设为1in；
C.用Modeler》CoordinateSystem》Create》RelaTIve CS》Offset 命令定义。

天线 相 位 中心位 置 的计 算 方 法
张 重 阳 陈 旭
（ 中 国电子科 技 集 团第 ３ ８研 究 所 合 肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
【 摘要】 本文提 出 了一种 天 线相位 中心位 置 的 计 算方 法 ， 该 方 法基 于天 线远 场 幅 度 与 相 位 方 向 图 ，
ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａｒ ｆ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｐｈ ａ ｓ ｅ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｓ ｉｒ ｆ ｓ ｔ ｌ ｙ ｓ ｅ ｔ ｕ ｐ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｏ ｆ ｆ ａ ｒ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｓ Ｓ Ｄ ｏ ｎ
第４ ４卷 第 ２期 （ 总第 １ ７ ２期 ）
２ ０ １ ５年 ６月
火 控 雷 达 技术
Ｆｉ ｒ ｅ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｒａ ｄａ ｒ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ １ ７ ２）
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ５
关键词 ： 相 位 中心 ； 平 面近 场 ； 天线测量 ； 相 位 补偿
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ ０ ． １ ７
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ － ８ １ ５ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ９ ０ ０ ６
Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｏ ｆ Ｃａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｎｇ Ａｎ ｔ ｅ ｎｎ ａ Ｐｈ ａ ｓ ｅ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ Ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ；ｐ ｌ ａ ｎｅ ｎ ｅ ａ ｒ ｉｅ ｆ ｌ ｄ； ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ；ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ

GNSS天线相位中心偏差检测方法
牟卫华;张国柱;黎辉辉;欧钢
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2016(33)11
【摘要】对于高精度测量,天线相位中心的偏差影响不能忽视,测绘型天线在使用之前需要进行检定,确保不超过误差容限.通过对天线相位中心偏差标定过程分析,建立了一种新的观测模型,处理相对定位的基线解算数据,基于最小二乘准则估计旋转中心和相位中心偏差.该方法不需要约束天线的旋转角度和观测数据个数,提高了天线相位中心偏差标定的精度,通过对GNSS-750型测绘天线实际测试结果表明,天线相位中心水平偏移标定精度优于0.05mm.
【总页数】4页(P162-165)
【关键词】天线相位中心;相位中心偏差;超短基线;检测
【作者】牟卫华;张国柱;黎辉辉;欧钢
【作者单位】国防科学技术大学电子科学与工程学院;北斗卫星导航产品2301质量检测中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN965.5
【相关文献】
1.GNSS天线相位中心偏差检验方法研究 [J], 刘岩
2.GNSS天线相位中心偏差校准方法的实验研究 [J], 景琦
3.GNSS测量中天线相位中心偏差的影响及处理方法 [J], 魏来
4.GNSS接收机天线相位中心垂向偏差检测 [J], 周广勇;余庆滨
5.GNSS接收机天线相位中心偏差的测定方法探讨 [J], 王露露;董旭明;吴学文;沈迎光;许文婧
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进行改正 经实例测试 按文中方法测得的三台 接收机天线相位中心偏差分别为
和
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
天线相位中心偏移量检测方
法
关键词! 接收机 天线相位中心 天线几何中心 偏移
中图分类号!
文献标识码!
文章编号!
"#
天线相位中心 平均天线相位中心
是指微波天线的电器中心 其理论设计中心
Hale Waihona Puke 法 中国地质大学学报 张祖勋 黄明智 时态 的概念 功能和应用 测 绘通报 陈尚超 陈军 唐治锋 时态属性数据组织的非第一范 式方法 测 绘 遥 感 信 息 工 程 国 家 重 点 实 验 室
第期
矿山测量
年月
向相反 由向量运算法则 可得未加偏差改正的
两点之
间的实测基线向量
第一测回基线向量I
A
A
A
第二测回基线向量l
A
A
A
因此 天线相位中心偏差A 为
A
A
由此可见
A 天线相位中心偏差为两测回空间基线向
量之差的一半
按照上述检定方法 待检天线依次在
共
观测四个时段 则由 和 的基线结果按式 可求得一组
观测后
天线相位中心偏差的
向量关系就可用图 来表示
图
天线相位中心与几何中心之间的关系
图
天线相位中心偏移量求定基本原理
图 中的坐标系为
坐标系 为 点的空间
向量 为 点的空间向量
之间的空间基线向量为
点的
天线相位中心偏差为A
点
的
天线相位中心偏差在第一测回为A 在第二测回为
A 由前面的

gnss数据解算天线高量取方式GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星信号进行导航和定位的技术。

在GNSS数据解算中，天线高量取是其中一个重要的环节，它用于确定接收天线的高度，以便进行精确的位置计算和导航。

本文将介绍几种常见的天线高量取方式，并分析它们的优缺点。

一、天线相位中心法天线相位中心法是一种常用的天线高量取方式。

它通过测量接收天线的相位中心与接收机天线相位中心之间的距离差，来确定天线的高度。

这种方法需要使用高精度的测距仪器，可以获得相对较高的精度。

但是，它对仪器的要求较高，操作相对复杂，而且需要较长的时间进行测量。

二、天线相位顶点法天线相位顶点法是另一种常用的天线高量取方式。

它通过测量接收天线的相位顶点与接收机天线相位顶点之间的距离差，来确定天线的高度。

相比于天线相位中心法，天线相位顶点法在仪器要求和操作上更加简单，测量时间也相对较短。

然而，该方法对于天线相位顶点的判断有一定的误差，可能会影响测量结果的准确性。

三、天线相位斜率法天线相位斜率法是一种较为精确的天线高量取方式。

它通过测量接收天线的相位斜率与接收机天线相位斜率之间的差异，来确定天线的高度。

相比于前两种方法，天线相位斜率法对仪器的要求更高，需要使用高精度的测距仪器和精密的相位测量设备。

然而，这种方法可以获得较为准确的天线高度信息，适用于精密的导航和定位应用。

四、天线相位差分法天线相位差分法是一种基于相位差分的天线高量取方式。

它通过测量接收天线与参考天线之间的相位差异，来确定天线的高度。

这种方法可以消除大气和电离层的影响，获得更加准确的高度信息。

然而，天线相位差分法对于接收天线和参考天线之间的距离要求较高，而且需要进行较为复杂的数据处理，因此操作相对复杂。

天线高量取在GNSS数据解算中起着重要的作用。

不同的天线高量取方式有各自的优缺点，可以根据具体的应用需求选择合适的方法。

在实际应用中，除了天线高量取，还需要考虑其他因素对定位精度的影响，如大气和电离层的影响等。

Ｇ Ｓ接 收 机 的 等 效 相 位 中心 就 不 会 随 点 ， 于 每 一 颗 卫 星 信 号 而 言 ， 关 解 调 点 是 测 量 的参 考 点 （ 起 算 真 正 定 在 天 线 的 表 面 中 心 上 ． Ｐ 对 相 或 ＤＯ 这 Ｐ 点 ） 此 看来 Ｇ Ｓ接 收 机 的 相 位 中 心 不在 天线 上 ， 体 在 哪 ？分 析 如 Ｐ Ｐ值 发 生 变 化 ， 将 有 利 于 提 高 Ｇ Ｓ接 收 机 的 测 量 精 度 。 扣 除 机 。如 Ｐ 具 内时 延 的方 法 是 ： 于 某 种 型 号 的 Ｇ Ｓ接 收 机 ， 用 固定 型号 和 固定 对 Ｐ 使 下：
显 Ｇ Ｓ接 收 机 的 相 位 中心 ．也 就 是 通 常 所 说 的 Ｇ Ｓ接 收 机 的 电 气 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 ， 然 决 Ｐ Ｐ 卫 中心 ， 它是 一 台 测量 仪 的基 准 点 ， 究 Ｇ Ｓ接 收 机 的 相 位 中 心 的 变 化 定 于 机 内时 延 的 大 小 和 卫 星 在 空 间 的分 布情 况 。 星在 空 间 的分 布 与 研 Ｐ Ｇ Ｓ接 收 机 中反 映 出 来 的精 度 衰 减 因 子 Ｐ Ｏ Ｐ Ｄ Ｐ值 有 一 定 关 系 ，Ｄ Ｐ ＯＰ 规律 ， 提高测量精度的重要环节。 是
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Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
２０ ０ ８年
第 ４期
Ｇ Ｓ 线 位中 确 及 除偏 方 Ｐ 天 相 心的 定 其消 差 法
孔 祥旗 李 冠男 （ 中国人 民解放 军 ９ ９ １部 队 ９ ２４ ５分 队 辽 宁 葫芦 岛 １ ５ ０ ） ２ ０ １

旋转天线法确定天线相位中心偏差作者：张千千华一飞宋乐曾志夏俊晨来源：《科技创新导报》 2015年第10期张千千1,2 华一飞1,2 宋乐1,2 曾志1,2 夏俊晨1,2（1.华东师范大学信息科学技术学院通信工程系上海 200241；2. 空间信息和定位导航上海高校工程中心上海 200241）摘要：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。

关键词：短基线单差 Kalmen 检测相位中心中图分类号：TN821文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2015)04（a）-0001-02①基金项目:上海市科委科技创新行动计划重大项目No.135********；国家自然科学基金项No.61372086；国家自然科学基金项目No.41201380资助项目。

作者简介:张千千（1988—),女，河南济源人,硕士生,研究方向为地理与空间大地测量。

天线作为GPS接收机的重要组成部分，负责获取卫星信号及相关的数据信息。

在GPS测量中，观测获取的伪距和载波相位观测值都是GPS卫星相位中心到接收机相位中心的距离。

而在实际测量过程中接收机天线对中基准为天线几何中心。

接收机天线几何中心与理论的平均相位中心并不一致，带来天线相位中心偏移值，造成GPS定位误差。

实际测量的真实点位为接收机天线相位中心的瞬时位置（即瞬时相位中心），它是随时变化的，不易测定，因此需要合成理论上的平均相位中心作为测量基准点，以改正测量过程中由于相位中心变化带来的误差部分。

初东、王刚[2]的文章改进了GPS天线相位中心偏差的数学模型，可较准确地判断出天线相位中心水平偏差的大小与方向。

准 ＣＨ８ １ ～９ 规 定 所采 用 的方 法 ， ０６ ５ 操作 简 单 、 方 便、 成本 低 。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 ， 垂直 偏 差 分 量 却 不 而
第 三 种 检 测 方 案 ： 站 安 置 Ｔｏ ｃ ｎ Ｓ接 Ａ ｐ ｏ ＧＰ
１ Ｇ Ｓ接收 机天线相位中心在 垂直方 Ｐ 向 上 偏 差 的 检 测 原 理
目前 ， Ｐ Ｇ Ｓ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 ， 设 备 复 杂 昂 贵 ， 般 因 一 Ｇ Ｓ检 测 部 门无 此设 备 。另一 种 方 法是 ， 转 天 Ｐ 旋
何 减 少相 位 中 一 移是 天 线 设 计 和 ＧＰ 心偏 Ｓ数 据 处 理 中 的 重 要 问 题 。 本 文在 分 析 Ｇ Ｓ接 收 机 天 线 相 位 中心 在 Ｐ
垂 直 方 向 上偏 差 的 检 测 原 理 的 基 础 上 ， 论 ＧＰ 讨 Ｓ天 线 相 位 中心 垂 直 分 量 偏 差 对 Ｇ Ｓ高 程 精 度 的 影 响 ， 用 Ｐ 应 实例 得 出 一 些 有 益 的 结 论 。
收 机 Ｒ 型 ｃ ｏ ｅｉｇ天 线 ， Ａ ｈｋｒ ｎ Ｂ站 安 置 Ｔｏ ｃｎ ｐｏ — ＧＰ Ｓ接 收机 的 Ｒ ＲＡ 型 ｃ ｏ ｅｉｇ天线 ； ｈ ｋｒ ｎ
能精 确测 定 出。
为 了
差， 我们 采 用“ 高差 比较 法 ” 。
向偏 差 可达 １ ０毫 米 。在 实 际工 作 中 ， 果 使 用 ６ 如
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 ， 可 以通 过 观 测 值 便 的求 差 值运 算来 削弱 相位 中心 偏差 的影 响 。

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。

天线相位中心改正对GPS精密单点定位的影响张磊;兰孝奇;房成贺;张崇军【摘要】GPS卫星与接收机由于自身特性以及机械加工等原因,导致其质量中心与相位中心不重合而产生相位中心误差,进而对GPS精密单点定位产生一定影响.介绍GPS天线相位中心偏移(PCO)、变化(PCV)的原理,并分析PCO、PCV,以及不同模型改正对GPS精密单点定位的影响.结果表明,在GPS精密单点定位中,天线相位中心改正不容忽略:在平面方向上,天线相位中心改正对定位影响较小,仅为毫米级;在高程方向上,天线相位中心改正对定位影响较大,可达厘米级;与相对中心改正模型相比,绝对相位中心改正模型精度更高.%Due to the characteristics and mechanical processing,the GPS satellites and receiver' centers of mass cannot coincide with their phase centers,w hich produces a bad influence on GPS precise point positioning.This paper introduces the principle of GPS antenna phase center offset(PCO)and variation (PCV)and analyzes the influence of PCO and PCV and different correction models on GPS precise point positioning.Result shows that the antenna phase center correction cannot be ignored in precise point positioning:in horizontal,it brings little errors,only several mm;in elevation,it brings some errors;in somecm;compared with the relative center correction model,the absolute phase center correction can improve the precise of positioning.【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2018(027)003【总页数】5页(P35-38,45)【关键词】相位中心;PCO;PCV;相对模型;绝对模型【作者】张磊;兰孝奇;房成贺;张崇军【作者单位】河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】P228IGS提供基于卫星的质量中心的高精度的卫星轨道和卫星钟差，而观测值是基于卫星的相位中心，因此只有知道卫星和接收机的精确相位中心位置，才能提高定位的精度[1]。

ｍ ｔｏ Ｌ Ｍ） ｈｎ ｈ ｒ ｏｅ ａｂａｏ ｅｈｄ ｉ ｖｒ ｅ ｙｓ ｕａ ｏ．Ｔ ｅｅｒｒａａ ｓ ｆｔｅ ｅ ｄ（ Ｓ ．Ｔ ｅ ，ｔｅｐｏ ｓｄ ｃｌ ｒｔｎ ｍ ｔｏ ｓ ｅ ｆ ｄｂ ｉ ｌ ｉ ｈ ｐ ｉ ｉ ｉ ｉ ｍ ｔ ｎ ｈ ｒ ｎ ｙｉ ｏ ｈ ｏ ｌ ｓ ｓ ｕａ ｄｒｓｈ ｄｃｔ ａ ａｗｄｒ ａ ｏ ｅ ｅｍ ｗｄ Ｈ Ｂ ｉ ｌｔ ｅｕ ｓｎ ｉ ｅ ｔ ｔ ｉｅ ｌ ｐｗ ｒ ａ ｉｈ（ Ｐ Ｗ）ａｄａ ｉ ｅ ａｕｅ ｅｔ ｃｕａｙｃｎ ｍ ｅ ｉ ａ ｓｈ ｈｆ ｂ ｔ ｎ ｇ ｒ ｓｒｍ ｎ ｃ ｒ ａ ｈ ｈ ｍｅ ａ ｃ
位 测量精度都可 以提高相位 中心 的校 准精度．
关键词 ：阵列天线 ； 相位 中心； 视在相心 ； 校准 ； 误差 分析
中图分类 号 ：Ｎ ２ Ｔ８１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １２０ （ ０ １ ０ －１５０ １０ －４ ０ ２ １ ） ３ ４ －５ ０
Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｉ ｒ ｔｏ ｆｔ ｅ ｐ ｓ ｅ ｅ ｆａ ｒ ｙ ａ ｅ ｎａ ｔ ｄ ｆｃ ｌｂ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｈａ ｅ ｃ ｎｔｒ ｏ ｒ ａ ｎｔ ｎ ｓ ａ ｔ ｒ ｏ ｎａｙ ｉ ｎｄ ｉｓｅ ｒ ｒ ａ ｌｓｓ
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第30卷第6期遥 测 遥 控Vo.l 30, .62009年11月Journal of Te le m etry ,Tracking and Comm and Nove m ber 2009天线相位中心的推算及标定柯炳清, 丁克乾(北京遥测技术研究所 北京 100076)收稿日期:2009-07-15 收修改稿日期:2009-08-18摘 要:介绍天线相位中心的基本概念,推导天线相位中心的求解公式,利用修正相位方向图计算出天线的相位中心,最后给出暗室中天线相位中心的标定方法,同时编写程序实现快速计算。

关键词:相位中心; 相位修正; 相位中心稳定度中图分类号:TN821 文献标识码:A 文章编号:CN11-1780(2009)06-0066-04前 言随着GPS 、北斗、测向等多种先进无线电系统的广泛应用,以及定位及测向精度的提高,天线相位中心的位置及其稳定性对系统测试精度的影响已不可忽略,如何标定出相位中心及其稳定性日益受到人们的重视。

天线相位中心的标定方法有仿真计算、微波暗室测量、GPS 接收机系统测试三种。

有许多论文从应用或系统角度介绍了GPS 天线相位中心的标定[1~4]。

然而这些论文中的方法只是相对测量法,精度有限,而且该方法一般只适用于标定导航类天线,若将天线用作反射面天线系统的馈源,则馈源相位中心的标定就不能使用该方法,而只能通过仿真或暗室测量得到。

本文就天线相位中心相关问题展开一些讨论。

1 相位中心的概念及推算1 1 基本概念天线相位中心,就是远区辐射场的等相位面与通过天线轴线的平面相交的曲线的曲率中心。

从物理现象上解释,就是天线辐射电磁波等效的辐射源中心,从远区场向天线看去,所有的电磁波看上去好像是从相位中心那点发出的[5]。

对于大多数天线来说,对所有方向都适用的相位中心实际上并不存在,在不同方位角的平面内,天线的相位中心将位于不同的点上,同时,在一个方位角的平面内,不同仰角范围对应的相位中心也不在同一点上,这种现象称为天线的相散。

Ｂ
星 钟 差 、卫星 天 线 相 位 缠 绕 、大气 延 迟 及 电
图１ 接 收机 相 位 中心偏 差 旋 转 法测 量方 法 示意 图
离层延迟 造成的误 差部分 ； 两 台 接 收 机 共 用 同一 Ｉ ＝ １ 时钟 ， 接 收 机钟 差 可在 单 差过 程 中 消除 ； 极 短 基 线 的测 量可 视 两 接 收 机 天 线 所接 收多路径 信号相 同， 即 多 路 径 效 应 带 来的 误差相 同； 相 位 中心 偏 差 的 测 量 过 程
摘 要 ： 结合测量值单差计算－ ￣ ｋ ａ ｌ ｍｅ ｎ 滤波 原理 ， 实验潮量过 程中采 用一机 双天线型号接 收机可完全消除接收机钟蔗， 改进传统Ｇ Ｐ ｓ 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 。 通过实倒验证 ， 该文提 出的方法可以准确给 出天线相位中心水平偏盖值及基线值 ， 结果的精度 高于传统 方法， 且精度 是符合 Ｇ Ｐ Ｓ 高精度测量 的要求。 关键 词 ： 短基 线 单差 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ ｌ Ｋ ａ ｌ ｍ ｅ ｎ 检 测 相位中心 文献标识码 ： Ａ
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创 新 视 点
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈ ｎｏ ｉ ｏ ｇｙ Ｉ ｎ ｎｏ ｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
旋转天线法确定天线相位 中心偏差 ①
张千 ’ ２ 华一飞 宋乐 曾志 夏俊晨 ０ ０ ２ ４ １ ） （ １ ． 华东 师范大 学信息科 学技术 学院通信工程 系；２ 空间信息和定位导航上 海高校工程 中心 上 海 ２
机 天 线 对 中基 准 为 天 线 几 何 中心 。 接 收 机 朱瀚、 陈义 的文章 中利用完全旋转法测定 精度 与传 统 方法 相 当 ， 天 线 几 何 中心 与 理论 的 平 均 相 位 中心 并 不 计 算天 线 相 位偏 差 。 魏锦德、 黄 张裕 、 邱 华 致， 带 来 天 线 相 位 中心 偏移 值 ， 造成Ｇ Ｐ Ｓ 观 测 时 段 大 大 减 少。 １ 一文 指 出在 高 精度 的 Ｇ Ｐ Ｓ 定位 测 量 中 定位误 差。 实 际 测 量 的 真 实 点位 为 接 收 机 旭 等

截距 的线性 回归 问题 ， 通 过 附加 残差 和 为零 的强 制 条
件后 ， 参数的精度亦会提高 。 对 于接 收机 天线相 位 中心 与卫 星天线 的相 位 中心
距离 的非线性 回归方程 ：
ｓ Ｌ ２ ］ ＝ ， ／ Ｅ ｘ － （ ｘ ＋ Ａ Ｘ Ｌ ｌ ， ） ］ ＋ ［ 一 （ ｒ Ｅ ＋ Ａ ｒ Ｅ 。 ， Ｌ ２ ） ］ ＋ ［
位 中心位 置也 是 不 完全 相 同 的。 目前 ， 天 线 相 位 中心
偏 差 的削 弱 的方法 主要 有 ： 一 是 检测 Ｇ Ｐ Ｓ接 收机 天 线
相位 中心偏 差 ， 一是 把天 线相 位 中心偏 差作 为未 知 数 。 前者 在进行 单 点定位 解算 前需 要测 定天 线相 位 中心 偏 差， 后 者在 进行 单 点 定 位解 算 完 成 后 再 求解 天 线 相 位
中图分类号 ： Ｐ ２ ２ ８ ． ４ ， Ｐ ２ ０ ７
文献标识码 ： Ａ
Ｇ Ｐ Ｓ 天 线相位 中心偏差的削弱方法
余龙 飞 ， 张姣姣 ， 吴桂 栋 ， 陶庭 叶
（ １ ．合肥工业大学 土木与水利工程学 院 ， 安徽 合肥 摘 ２ ３ ０ ０ ０ ９ ； ２ ．安徽理工大学测绘学院 ， 安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ） 要： 在Ｇ Ｐ Ｓ单点定位中， 接收机天线的相位 中心的位置偏差会对定位精度产生一定的影响， 而多种方法可以削弱此类影
中心偏差 进行 平差 。 测量平差 的模 型大都 是非线性 的， 而模 型 的理 论 闭
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合差均 为零 。在对 非 线性 误 差方 程 求解 时均采 用 在未 知参数 的近似值 按 泰 勒级 数展 开 ， 并取 至 一 次项 ， 转化 成线性误 差方程 ， 然后根据线性 最小 二乘准 则构成 线性 对称 法方程组 ， 进行 直接求解 计算 和分析平 差结 果 。本 文在 对 Ｇ Ｐ Ｓ 观 测数据单点定 位解算后 ， 根据 天线相位 中 心偏 差 （ Ｐ Ｃ Ｏ） 求 出对点位三 维坐标 的影 响 ， 引进 一 阶偏 导数 的非线性参 数 平差 的近似 直接 解 法 与迭 代解 法 基

重庆 地处 我 国西 南 ， 自然 地 理环 境 较 为 复 杂 ， 域 内地 质 灾 害发 生 较 为 频 繁 ， 质 市 地 灾 害监 测 工作 日益 重要 而 紧 迫 。 而ＧＰ 作 为 Ｓ 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 ， 广 被 泛应用 于三峡库 区的地 质灾害监测工 作。 Ｇ Ｓｉ量 在 水平 方 向上 的精 度 较 高 ， 短 基 Ｐ ／ ￣ ｌ Ｊ 对 线 ， Ｐ ￣量水平向精度可达亚毫米级。 Ｇ Ｓ Ｂ Ｊ 而 在 垂直 方 向上 ， 精度 较 差 。 中 ， Ｐ 天 线 其 其 Ｇ Ｓ 相 位 中 心 垂 直 向 偏 差 及 其 稳 定性 作 为影 响 Ｇ Ｓ Ｐ 高程 测 量精 度水 平 的 因素 之 一 ， 偏差 其 影 响 最 大 可达 到 数 厘 米…。 于 精 度要 求 较 对 高的变形监测而 言， 容忽视。 不 目前 ， Ｐ 接 收 机 天 线 相位 中心 稳 定性 Ｇ Ｓ 的 检 测 方 法 有 两 种 。 种 是 室 内检 测 法 ， 一 即 在 室 内 用微 波 天 线 测 量 设 备 测 定 ， 设 备 因 复杂昂贵 ， 一般 ＧＰ Ｓ检 测 部 门 无 此 设 备 。 另 种方 法 是 我 国行 业标 准 Ｃ ０ ６ ５ 定 Ｈ８ ｌ －９ 规 所 采 用的 旋 转 天线 法 ， 即在 野 外ＧＰＳ 收机 接
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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 差 源 的 影 误 响 ， 通 过 模 型 改 正 和 差 分 方 法 而 削 弱 ， 可 ｌ 从 而近 似地 认 为在 高 程 方 向上 仅 存 在 天 线 相位中心误差。 设 测 站 Ａ和 Ｂ的 大 地 高 分 别 为 Ｊ 和 【 ， 天 线 高分 别 为 ， 和 ， 设 ， 和 为测 站 Ａ和 Ｂ观 测 ＧＰＳ卫 星 求 出 的 大 地 高 观 测 值 ， 线 Ａ和Ｂ的 相 位 中 心 在 垂 直 分 量 上 偏 天