铁路GPS测量中天线定向对高精度基线解的影响分析-易迪拓培训.PDFVIP

20 铁　 道　 勘　 察 2014年第1期 文章编号:1672 7479(2014)01 0020 02 铁路GPS测量中天线定向对高精度基线解的影响分析 康占龙　 刘　 成 (铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津　 300142) The Impact Analysis of the Antenna Orientation on the High-precision Baseline Solution in Railway GPS Suverying KANGZhanlong　 LIU Cheng 　 　 摘　 要　 GPS天线存在相位中心偏差和天线相位中心变化,在高精度的铁路CP0控制网GPS测量 基线解算时,必须对其进行绝对相位中心改正。 比较了GPS 天线不同定向引起的不同解算结果,分析 了天线定向对高精度基线解的影响。 关键词　 GPS　 相位中心偏差　 相位中心变化 中图分类号:P228．4　 　 　 文献标识码:A 　 　 随着全球定位技术的不断发展,GPS定位不管是 素,并没有考虑方位角因素,改正误差比较大,最终得 从外业数据采集,还是内业数据处理,都力求最大限度 不到有效的改正。 从2006 年 11月起,开始采用绝对 地提高定位精度。 无论是广义的GPS测量,还是具体 相位中心模型,这种模型的卫星天线相位中心改正主 应用中的高精度铁路GPS测量,均存在一项不可忽视 要由GFZ和TUM测定,接收机天线相位中心改正主 的偏差,那就是天线相位中心与其几何中心不重合造 要由Geo++GmbH公司测定得到。 此模型不但顾及了 成的天线相位中心偏差(PCO),且 GPS卫星天线的相 卫星天线相位中心变化,还考虑了接收机天线方位角 位中心会随着卫星位置和天底角的变化而变化,而 和天线罩的影响,另外该模型还很少受高度角的限制。 GPS接收机天线相位中心也会随着信号强度和高度角 IGS05模型作为天线相位中心变化的改正,如今已完 不同而不同,也就产生了天线相位中心变化(PCV)。 善发展为IGS08模型(基于ITRF08框架)。 对于同一信号来说,其方位角和高度角是不变的,但对 在GPS定位中,GPS接收机和卫星的天线相位中 于GPS天线定向来说,关系到数据处理过程中输入信 心改正原理是一样的,不同之处就在于GPS接收机天 号能否在正确的方位角和高度角上获得天线相位改 线采用的是天顶角,而 GPS 卫星天线使用的是天底 正,直接影响处理结果的精度。 角。 改正方程为 PCCA(α,z)=PCV(α,z) +PCO(Δa,e) 1　 天线相位中心改正原理分析 {PCO(Δa,e)=Δa ·e (1) GPS天线相位中心模型经历了由相对相位中心模 　 　 式中,α为载波信号的方位角,z 为GPS接收机天 型到绝对相位中心模型的历程。 1996 年 IGS 中心正 线的天顶角(GPS卫星天线的天底角),PCCA(α,z)为 式启用由美国国家大地测量局(NGS)提出的相对相位 α、z 方向上总的天线相位中心改正量(Phase Center 中心模型,即IGS01模型,并依据此模型来对天线相位 Correct amount,PCCA),PCV(α,z)表示天线相位中心 中心变化(PCV)进行改正,此模型假定参考天线 变化的改正量,PCO(Δa,e)表示天线相位中心偏差的 AOAD/ M