一種簡易的GNSS接收機自檢方法

知識 07-23

一種簡易的GNSS接收機自檢方法

一種簡易的GNSS接收機自檢方法

摘要：

針對ＧＮＳＳ接收機檢定費用較高、檢定機構數量少且檢定周期長的問題，該文提出了一種簡易快速的ＧＮＳＳ接收機檢定方法。該方法根據ＧＮＳＳ接收機天線相位中心的幾何關係，通過自設簡易檢定場，利用相對定位法及超短基線法分別檢測接收機天線的相位中心偏差和內部雜訊水平，並編寫了相應的計算程序對檢測數據進行快速的處理。４次獨立實驗結果表明：該文實驗方案具有較高的精度和可靠性，適用於快速對ＧＮＳＳ接收機天線相位中心偏差和內部雜訊水平進行自檢。

全球導航衛星系統（ｇｌｏｂａｌｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ，ＧＮＳＳ）接收機的天線相位中心是指微波天線的電氣中心，其理論設計應該與天線幾何中心一致，但實際應用中，天線相位中心與天線幾何中心總是存在一定的偏差，該偏差稱為天線相位中心偏差。而ＧＮＳＳ接收機的內部雜訊，主要是由於接收機延遲鎖相環、鐘差等引起的測量誤差的綜合反映。在ＧＮＳＳ接收機檢定中，天線相位中心偏差的檢定和接收機內部雜訊的檢定都是必不可少的。常用的檢定ＧＮＳＳ接收機天線相位中心偏差的方法主要有３種，即旋轉天線法、相對定位法和交換天線法。接收機內部雜訊的檢驗方法主要有兩種，即零基線法和超短基線法。目前通常的做法是將ＧＮＳＳ接收機送到專門的ＧＮＳＳ接收機檢定部門進行檢定，檢定結果的有效期一般為１年，檢定結果的精度和可靠度有保證，但檢定費用較高、檢定機構數量少且周期較長。本文主要探討通過自設簡易檢定場，採用相對定位及超短基線方法來計算天線相位中心偏差及內部雜訊水平的可行性，以實現ＧＮＳＳ接收機的快速自檢。

本文利用ＧＮＳＳ接收機天線相位中心的幾何關係，通過自設簡易檢定場，基於相對定位法和超短基線法分別檢測接收機天線的相位中心偏差和內部雜訊水平。４次獨立實驗結果表明：

１）該實驗方法具有較好的可靠性和精度。

２）對比使用了兩款基線ＧＮＳＳ後處理軟體進行基線解算，解算結果均能滿足儀器的標稱精度指標，但徠卡的ＬＧＯ軟體解算結果更穩定。

３）進行平差計算時考慮基線方差協方差陣與否對結果影響不大，但對精度評定影響卻很大，考慮基線方差協方差陣能使可靠度提高。

４）該方法操作簡便，且能同時進行數台ＧＮＳＳ接收機的檢測，適用於在野外對ＧＮＳＳ接收機天線相位中心偏差和內部雜訊水平進行快速自檢。

５）通過實驗對比，將觀測時段從３０ｍｉｎ縮短為１５ｍｉｎ，其解算結果相差甚微且能夠滿足精度的要求，使得檢測效率得到較大提高。

６）在實際應用中，建議利用星曆預報的衛星分布圖，選擇良好的衛星觀測時段。

引用格式：張永毅，張興福．一種簡易的ＧＮＳＳ接收機自檢方法［Ｊ］．測繪科學，２０１６，４１（６）：１６２-１６７．