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GNSS 基础

了解 GNSS 天线参考点

在测量和处理 GNSS 高度时,保持物理标记、天线参考点和电相中心的不同。

了解 GNSS 天线参考点

将三个不同的地点分开

地标、天线参考点和电相位中心描述了 GNSS 测量的不同部分。 标记是项目所需坐标的物理点。 天线参考点,通常缩写为 ARP,是天线组件上的定义的物理位置。 电相位中心涉及如何通过天线模型观察信号,而不是对接收器内部想象点的磁带测量。

即使卫星跟踪和歧义分辨率令人满意,混淆这些位置也会产生系统的高度误差。 控制器或处理软件需要将天线识别和测量几何形状的适当组合以将观察到的天线位置降低到标记。 在进行高度测量之前了解仪器的惯例,尤其是当集成接收器和单独的天线使用不同的图表时。

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查找制造商定义

使用天线或接收器文档来识别 ARP 和支持的测量点。 一些设备为倾斜测量提供了专用的高度钩或标记的边缘。 那些方便的测量点不是自动的 ARP 本身。 当选择相应的方法时,软件可以应用特定于模型的几何缩减。 记录测量点和输入方法。

在船员说明中保持清晰的参考图表。 设备的照片可以补充制造商图,但不应取代其定义。 如果使用了多个天线模型,请仔细标记图表。 在一个设备上学习的测量约定不应仅仅因为外壳看起来相似或共享熟悉的品牌名称而转移到另一台设备上。

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测量与标记的连接

在测量高度之前,将天线置于定义的标记上并检查支架。 以预期的方式使用磁带或测量附件并记录单元。 垂直测量和倾斜测量描述了不同的几何形状。 将倾斜距离输入垂直高度场会产生可预测的减少错误; 其他卫星观测并没有消除该错误。

在现场记录中保留原始高度读数。 如果软件计算减值,请保留重现所需的方法和天线模型。 这允许办公室审阅者区分错误的读数和不正确的减少。 一个未标记的最终高度使该区别无法解决,并使以后的更正变得比它需要的更具投机性。

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包括适配器和偏移量

适配器、延长线和安装板可以改变标记和定义的天线参考点之间的距离。 检查设备的实际堆栈。 标有标称长度的杆可能不代表完整的几何形状,如果其尖端、适配器或天线安装座发生了变化。 查看制造商指南,了解这些组件在高度条目中的包含方式。

如果存在故意的横向偏心,请明确记录并使用经批准的减少方法。 不要仅仅因为传统的三脚架设置通常是垂直的,所有偏移都是垂直的。 永久站和高精度工作流程可能需要详细的偏心记录。 适当的详细程度取决于项目,但每个工作流程都受益于说明测量距离实际代表的内容。

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测量三脚架上的天线高度。
测量三脚架上的天线高度。 · USGS / National Uncrewed Systems Office / Public Domain

选择正确的天线型号

处理模型区分天线类型以及在适用的情况下天线罩组合。 选择确切支持的标识,而不是最近的名称。 该模型描述了磁带测量无法提供的电气行为。 在工作流程需要时保留天线序列号和配置记录,特别是对于需要跨时间跟踪设备更改的参考站或活动。

不要使用天线校正两次或省略它们,因为坐标已通过另一个程序导出。 跟踪哪个软件执行每个缩减。 一个有用的处理说明列出了每个阶段使用的输入高度约定和天线模型。 当未经处理的测量数据在控制器软件、转换工具和单独的后期处理包之间移动时,这特别有用。

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检查完整的高度链

使用合适的已知点来验证工作流是否产生了预期的标记高度。 确认高度类型以及天线缩小。 椭球和正高是不同的坐标量,大地水准面模型属于后来的参考转换,而不是物理磁带测量。 将链条从标记到天线绘制到交付的高度通常会使原本令人困惑的设置更容易查看。

如果出现一致的垂直差异,请按受控顺序检查天线高度输入、天线模型、适配器和垂直参考设置。 避免仅更改大地水准面选择以取消物理测量误差。 当另一个操作员使用名义上相同的程序时,通过两个补偿错误在某一点上达成一致的结果可能会在其他地方失败或无法再现。

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将定义与数据保持一致

将天线识别、高度测量方法、原始读取和设置日期与观测文件一起存储。 对于重复设置,为每个测量会话单独记录。 设备清单中的接收机型号名称很有用,但它不会告诉审阅者在特定的早晨使用了哪个高度钩、适配器或测量惯例。

使用实际设备训练船员,而不仅仅是书面缩写。 要求操作员对标记、ARP 和测量点进行物理识别,然后解释控制器如何解释条目。 了解几何可以防止一类错误,这些错误可以在 GNSS 观察中幸存下来。 目标是信号测量与客户期望坐标描述的物理点之间的可重复关系。

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天线链的办公室审查

在查看不熟悉的数据集时,请询问天线模型、测量点、原始读数、输入方法和适配器。 在解释导出的高度之前绘制物理链。 如果这些项目可用,审阅者可以确定软件是否收到了倾斜测量值、ARP 高度或已在其他地方降低的值。 如果它们缺失,则应记录不确定性,而不是用基于接收器名称的假设来填充它们。

将天线减少与椭球和正高之间的转换保持分开。 他们回答不同的问题:一种将信号观察连接到物理标记,而另一种将标记在所选的垂直参考中表示。 有用的审查遵循两个步骤,并确定负责每个步骤的软件。 这可以防止由两个补偿错误产生的方便的数值一致性被误认为是可重现和正确定义的高度工作流。

当天线名称在控制器列表中缩写时,在设备记录中保留完整的记录标识。 类似的标签可以隐藏不同的天线或天线罩组合。 分析师应该能够解决所选条目,而无需从房屋颜色或活动后记住的部分名称中猜测。

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实用检查清单

实用检查清单

  1. 使用正确的设备图识别物理 ARP。
  2. 记录原始高度、测量方法、单元和适配器。
  3. 与大地水准面和基准设置分开验证天线减少。
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参考资料

  1. IGS CORS Guidelines — GNSS Antenna
  2. NOAA NGS — User Guidelines for Single Base Real Time GNSS Positioning
  3. NOAA NGS — Technical Notes on Geoid Undulations