GNSS接收机天线相位中心误差改正方法研究

发布时间：2017-05-12 19:15

  本文关键词：GNSS接收机天线相位中心误差改正方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：GNSS接收机天线相位中心误差是由于接收天线的电气中心和几何中心不一致引起的，不同类型的天线其相位中心误差不同，并且这种误差随卫星高度角和方位角的变化而变化，因此难以通过差分等方式消除或减弱，，只能通过建立改正模型加以改正。随着GNSS的不断发展，其定位精度在不断提高，应用范围也在不断扩大，天线相位中心误差成为制约其精度的一个重要因素。我国的北斗二代卫星导航系统正在迅速发展，国内对于北斗系统接收机天线相位中心误差的研究主要集中在室内校正，而室外校正的研究未见相关报道，且目前还没有对应某个型号接收机天线的精确相位中心误差改正模型。基于此，论文从天线相位中心误差的相关理论与方法出发，对接收机天线相位中心误差的影响和改正方法做了初步的研究分析，主要内容如下： GNSS接收机天线相位中心误差是高精度定位中必须加以考虑的一项误差，本文在分析了天线相位中心误差产生原因及特点的基础上，通过处理监测站实测数据，研究了天线相位中心误差对精密单点定位及基线解算的影响，得到了其影响规律。 相对天线校正在室外超短基线上进行，只需两台GNSS接收机即可，实验操作简单，校正结果对于提高定位精度有一定的帮助，也可作为绝对校正结果的参考。本文利用GNSS接收机进行了室外相对法天线校正的实验，得到北斗卫星导航系统和GPS实测数据，并处理实验数据得到了实验所用的接收机天线对应北斗B1频率和GPS L1频率天线相位中心偏差的参考值。 基于机器人的室外绝对天线校正是目前最好的天线校正方法，本文分析了基于机器人的室外绝对天线校正的方法和理论，建立了相关的数学模型，研究了实验数据处理方法，在此基础上处理实测实验数据，拟合得出了实验所用天线对应的天线相位中心偏差和变化估计值。
【关键词】：GNSS 北斗卫星导航系统 接收机天线 相位中心 PCO PCV 超短基线 绝对天线校正
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 GNSS 天线相位中心误差改正的发展现状10-12
• 1.3 本文主要研究内容12-14
• 第二章 GNSS 接收机天线及其误差14-31
• 2.1 引言14
• 2.2 GNSS 接收机天线相位中心14-18
• 2.3 GNSS 各种误差分析18-19
• 2.4 天线相位中心误差对精密定位的影响19-22
• 2.4.1 天线相位中心误差对精密单点定位精度的影响19-21
• 2.4.2 天线相位中心误差对基线解算精度的影响21-22
• 2.5 相对较正和绝对校正的基本方法22-27
• 2.5.1 相对校正的方法22-23
• 2.5.2 绝对校正的方法23-26
• 2.5.3 各种天线校正方法之间的比较26-27
• 2.6 Bernese 软件介绍27-29
• 2.6.1 发展历史27
• 2.6.2 软件的主要功能和特点27
• 2.6.3 程序结构和主要内容27-28
• 2.6.4 数据处理流程概述28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第三章 室外相对法天线校正31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 相对法天线校正相关理论31-35
• 3.2.1 地心坐标系与站心坐标系之间的转换31-32
• 3.2.2 相对定位差分数学模型32-35
• 3.3 天线相位中心水平偏差的检测35-39
• 3.4 天线相位中心垂直偏差的检测39-41
• 3.5 相对天线相位中心变化估计41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 基于机器人的绝对校正43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 绝对天线相位中心改正相关理论43-51
• 4.2.1 绝对天线校正主要理论与方法43-45
• 4.2.2 求解 PCO 的方法45-46
• 4.2.3 绝对天线相位中心变化算法46-48
• 4.2.4 不同空间直角坐标系之间的转换48-50
• 4.2.5 卫星高度角和方位角的计算50-51
• 4.3 函数模型51-53
• 4.3.1 球谐函数51-52
• 4.3.2 分段线性函数52-53
• 4.4 机器人理论与运动轨迹设计53-56
• 4.5 室外校正实验与观测数据分析56-60
• 4.6 实验数据处理与结果60-62
• 4.6.1 PCO 计算结果60
• 4.6.2 PCV 计算结果60-62
• 4.7 小结62-63
• 总结与展望63-65
• 总结63
• 展望63-65
• 参考文献65-69
• 硕士在读期间取得的研究成果69-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：360612