[发明专利]一种GPS天线相位中心变化对绝对定位精度的修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GPS绝对定位精度修正方法，特别涉及一种利用GPS天线相位中心变化对绝对定位精度的修正方法。 

背景技术

GPS(Global Position System，全球定位系统)天线与GPS接收机共同完成对导航卫星(GPS卫星)信号的接收、处理及解算工作。GPS接收机通过GPS天线接收GPS导航卫星信号及相关数据信息。由于GPS天线本身的特性，天线几何中心与相位中心不可能完全一致，两者在水平方向和高程方向均存在偏差，并且随着接收到的GPS卫星的方位和高度的变化而变化。天线相位中心的变化，必将对测量结果带来影响，尤其是在高精度的GPS测量中影响不可忽视。 

天线相位中心是指天线的辐射场分量等效的由这点辐射出去，辐射波为一球面。理想天线存在唯一的相位中心，其等相面为球面，因此接收来自不同方向的卫星信号时，天线因自身产生额外的相位差而造成定位测量结果的偏差。然而在整个波束空间唯一相位中心的天线几乎是不存在的，只可能在主瓣某一范围内相位保持相对恒定，因此接收天线在接收不同方向的卫星信号时会引入额外的相位差异，而引入定位测量结果的误差。显然，天线类型不同，其相位特性不同，对接收机测量精度的影响也不同。天线相位中心与几何中心以及等相面关系示意图见图1，ARP为天线几何中心(天线参考点)一般定义为天线上表面的中心点，E为天线的平均相位中心。可以看出，正常情况下相位中心存在两个偏差。天线相位中心E与天线参考点ARP的偏差称为PCO(Phase Center Offset，天线相位中心偏移)，实际相位中心P点与平均相位中心E点的变化称为PCV(Phase Center Variations，天线相位中心变化)，其数值等效于 实际等相位面与拟合等相位球面的偏差。 

目前，国内外有一些科研机构在该方面做了一定的研究工作，提出了GPS天线相位中心变化对GPS测量的水平位置和高程位置精度都会产生影响，但没有给出GPS天线相位中心变化与GPS绝对定位精度之间的定量关系，也没有给出精确的数学模型。因此，无法在目标绝对定位结果中对由天线相位中心变化造成的影响进行修改。 

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供了一种利用GPS天线相位中心变化对绝对定位精度的修正方法，实现了根据天线相位中心变化修正目标定位结果，提高了目标绝对定位精度。 

本发明的技术解决方案是： 

一种GPS天线相位中心变化对绝对定位精度的修正方法，包括以下步骤： 

利用GPS卫星对目标进行定位获得目标绝对定位精度； 

确定GPS天线相位中心变化； 

根据所述天线相位中心变化通过下式确定与目标绝对定位精度修正量的关系： 

σ_δX＝PDOP·σ_PCV

其中，σ_δX为用于表示所述目标绝对定位精度修正量的标准差；PDOP为空间位置精度因子；σ_PCV为用于表示GPS天线相位中心变化在均值为0时的标准差； 

利用所述修正量对目标绝对定位精度进行修正。 

所述GPS天线相位中心变化与所述目标绝对定位修正量的关系通过下式在GPS接收机天线到各卫星产生的天线相位变化呈正态分布，且不同卫星到接收机之间的相位中心变化互不相关时获得： 

δX_P＝-(A^TA)^-1A^TD 

其中，δX_P为只考虑天线相位中心变化影响的δX