GPS扼径圈天线相位中心偏差检验.PDFVIP

No．1 第20卷第1期 高原地震 V01．20 2008年3月 PLATEAU RESEARCH Mar．2008 EARTHQUAKE GPS扼径圈天线相位中心偏差检验 赵永年，王建华，师昭梦，王 雄 (中国地震局第二监测中心，陕西西安710054) 摘要：GPS接收机天线相位中心偏差是指GPS天线接收卫星信号的电气中心与其机械几何中心之 差。在GPS高精度测量中，这是不容忽视的。讨论了采用基线测量相对定位法确定天线相位中心偏差 的原理和方法。并利用这一方法计算出天线相位偏差结果。 关键词：GPS扼径圈天线；相位中心；偏差改正 中图分类号：P2／)4 文献标识码：A 文章编号：1005—586x{2008)ol一0052—05 数毫米，在地壳形变测量中是不能忽视的。 O引言 一般将由天线相位中心所引起的误差要考 在地球动力学研究和地震预报中，GPS测量 虑：①瞬时相位中心与平均相位中心之间偏差。 主要用于监测全球和区域板块运动，监测区域和 所谓的天线相位中心稳定性，即天线瞬时相位中 局部的地壳运动，从而进行地震成因及动力机制 心随接收到卫星的高度角、方位角改变引起的误 的研究。根据板块运动的速度和方向、地壳形变 差。②天线平均相位中心与几何中心的偏差称为 量，来分析地倾斜、地应变积累，研究地下断层活 天线相位中心偏差【2|。 动模式、应力场变化，开展地震危险性评估，进而 对于第一部分采用的基本方法有硬件方法和 做出地震预报。用GPS来监测板块运动和地壳 软件方法。在硬件方面，GPS生产商研制出了多 形变的精度，在水平速度方向可达1—2mm／年，垂个馈源GPS天线，通过在一个天线安装多个信号 馈源，GPS天线随着卫星信号变化的减小而减少 直方向可达2—4rran／年，基线相对精度可达 10-9…1。‘这就要求用于监测地壳运动的GPS仪器天线相位中心变化误差。在软件方面，通过大量 及天线要具备很高的精度。 的实际观测测定出不同高度角和方位角的卫星信 用于空间大地测量的GPS天线是GPS用户号所引起的天线相位中心的变化参数，并把这些 设备的重要组成部分，GPS接收机通过天线接收 参数加人到软件中，在进行基线解算时利用这些 卫星信号，GPS测量用于大地测量所获取的基线 参数对天线相位中心变化进行改正bJ。 及三维坐标矢量是通过基线两端GPS天线中心 在本文中主要讨论平均相位中心与天线几何 之间的坐标矢量加上相应的天线高改正获得的。 中心偏差检定方法。 由于天线制造过程中装配误差等因素影响， 1 GPs扼径圈天线相位中心偏差的 天线相位中心与几何中心之间存在偏差，该偏差 就称为天线相位中心偏差。两者在东(E)、北 检定方法 (N)、高程(u)三个方向存在一个固定的偏差。瞬 对GPS接收机天线相位偏差的检定，应选择 时天线相位中心随着接收到的GPS卫星信号的 在视野开阔、地势平坦、无强电磁场干扰和无反射 高度角和方位角的变化而变化。这些因素若不考 环境下进行，选择长5—10m超短基线，将2台接 虑加以修正，必将对测量结果带来影响，对于水平 收机的天线分别安置在超短基线的2个基线点 位置的影响，由天线相位中心偏差造成的误差达