Leistungsbeschreibung

Beschreibung Antennenkalibrierung

Geodätische und präzise GPS-Messungen machen die genaue Kenntnis der Empfangseigenschaften der eingesetzten GPS-Antennen und somit eine Kalibrierung notwendig.

Grundsätzlich wird zwischen Antennen-Offset und Phasenzentrumsvariationen (PCV) unterschieden, wobei der Antennen-Offset einen mittleren Einfluss der Phasenzentrumsvariation beschreibt.

Das eingesetzte Geo++® -Kalibrierungsverfahren bestimmt absolute Antennen-Offsets in Lage und Höhe sowie absolute elevations- und azimutabhängige PCV für beide Frequenzen. Die erhaltenen Ergebnisse sind vollständig unabhängig von der verwendeten Referenzantenne und erlauben die vollständige Modellierung der Empfangscharakteristik der Antenne. Dies ist erforderlich für einen gemeinsamen Einsatz von unterschiedlichen GPS-Antennentypen oder bei unterschiedlich orientierten Antennen. Gleichzeitig ist durch die Analyse der Phasenzentrumsvariationen eine Aussage über die grundsätzliche Qualität und die Empfangseigenschaften der Antenne möglich (Azimutabhängigkeit).
Wesentliche Aspekte der eingesetzten absoluten Echtzeit-Feldkalibrierung:

  • absolute Offsets und absolute PCV durch Beobachtungsanordnung
  • spezielle Methodik mit geneigter und gedrehter Antenne (Roboterarm)
  • Multipath Eliminierung
  • Abdeckung des gesamten Elevationsbereichs von 0° bis 90°
  • signifikante Bestimmung der PCV durch hohe Anzahl unterschiedlicher Orientierungen
  • wetterunabhängige Beobachtungen
  • simultane Bestimmung von L1 und L2 PCV
  • Verkürzung von Beobachtungsprogramm und Auswerteaufwand

Grundlage des Verfahrens ist eine Trennung von Multipath und Phasenzentrumsvariationen. Zur Bestimmung absoluter PCV und zur Multipath-Eliminierung wird ein spezielles Meßverfahren mit Orientierungsänderungen eingesetzt.

Die Auswertung erfolgt in Echtzeit, so dass vollständige Ergebnisse direkt nach der Messung vorliegen. Das Verfahren deckt grundsätzlich den gesamten Empfangsbereich der Antenne bis hinab zu Elevationswinkeln von 0 Grad ab. Damit sind die nach diesem Verfahren kalibrierten Antennen für All-In-View Anwendungen (z.B. Einsatz auf Referenzstationen) geeignet.

Das Ergebnis ist eine absolute Antennenkalibrierungsdatei, die absolute Lage- und Höhenoffsets sowie absolute elevations- und azimutabhängige Korrekturen der kalibrierten Antenne beinhaltet. In Absprache können statt elevations- und azimutabhängiger Korrekturen auch nur vom Elevationswinkel und nicht vom Azimut abhängige Korrekturen bestimmt werden. Die Formatbeschreibung liegt auf einem eigenen Informationsblatt bei. Das Vorzeichen für die Offsets sind nach Norden, Osten und Oben positiv. Die PCV-Korrektur muss zu der Beobachtung (PseudoRange) hinzuaddiert werden. Die Antennenhöhe ist bis zum Antennenreferenzpunkt (ARP) der Kalibrierung zu messen.

Die Verfahren zur Antennenkalibrierung werden ständig weiterentwickelt und optimiert. Die hier vorgestellten Verfahren stellen den Stand der Technik zum Zeitpunkt der Drucklegung dar.

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