詹志文 胡峰

（江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院江西南昌 330001）

淺談LGO在GPS基線聯(lián)合處理時(shí)天線的運(yùn)用

詹志文 胡峰

（江西省基礎(chǔ)測(cè)繪院江西南昌 330001）

文章根據(jù)GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合處理，采用軟件自定義方法，對(duì)GPS天線的幾何相位中心、電學(xué)相位中心、物理相位中心和標(biāo)志相位中心及其相互關(guān)系進(jìn)行論述；并根據(jù)LGO軟件中天線定義格式，定義了NGS網(wǎng)站的全部天寶及其它儀器天線。用工程實(shí)際數(shù)據(jù)證明，所提出自定義天線方法的完整性、準(zhǔn)確性和可靠性。

GPS；LGO；天線自定義；相位中心；精密星歷

1 LGO軟件簡(jiǎn)介

LGO是瑞士徠卡公司開發(fā)的GPS后處理軟件，LGO在基線處理、網(wǎng)平差、坐標(biāo)系管理等方面具有功能強(qiáng)大、自動(dòng)化程度高和結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，是廣大測(cè)量人員處理GPS數(shù)據(jù)的經(jīng)典軟件。LGO還有很多功能有待我們測(cè)量人員的研究探討，像遙感背景圖的導(dǎo)入導(dǎo)出Google Earth格式、格式管理、道路編輯器、星歷預(yù)報(bào)、全站儀與GPS數(shù)據(jù)聯(lián)合處理等。由于測(cè)繪單位在進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)，不能完全保證儀器品牌和型號(hào)的統(tǒng)一，采用不同測(cè)量設(shè)備，給后續(xù)數(shù)據(jù)處理帶來不便，極可能發(fā)生錯(cuò)誤，本文現(xiàn)就LGO天線的管理和自定義運(yùn)用進(jìn)行探討。

2 GPS天線原理

（1）在GPS測(cè)量時(shí)，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應(yīng)保持一致。觀測(cè)時(shí)天線的相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，這種差別叫天線相位中心的位置偏差，這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米，而如何減少相位中心的偏移對(duì)GPS數(shù)據(jù)處理帶來影響，在軟件中如何自定義正確的天線類型，是不同品牌或不同型號(hào)的GPS接收機(jī)觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合處理重要的一步。（見圖1）

（2）不同品牌、不同型號(hào)的天線都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的天線文件，其內(nèi)容包含了天線測(cè)量方式、天線半徑、L1、L2兩個(gè)相位距天線理論相位中線的偏差值，以及附加改正等。（見圖2）

HO=水平偏差

VO=垂直偏差

圖1 天線相位中心示意圖

VR=垂高讀數(shù)

SR=斜高讀數(shù)

VE1=L1載波的垂直相位中心偏差

VE2=L2載波的垂直相位中心偏差

BPA=物理參考平面(前置放大器底部)

圖2 相位中心幾何關(guān)系示意圖

如果天線上的偏移點(diǎn)在物理參考平面（BPA）上面，垂直偏差VO是負(fù)的。

如果你使用的是量高尺則測(cè)量的方法，天線高如下式：

從上列數(shù)據(jù)可以看出，不同高度角相位中心的改正值最大可以達(dá)到10.9mm，對(duì)高精度長(zhǎng)大基線解算影響還是較大的，易造成同步環(huán)指標(biāo)超限。

3 計(jì)算驗(yàn)證實(shí)例

（1）港珠澳大橋工程根據(jù)測(cè)量需要建立了GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（HZMB-CORS），三個(gè)參考站分別為：YELI、YUHN、HUSN，平均站間距離約25公里；首級(jí)GPS控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理采用高精度Gamit處理軟件和IGS精密星歷進(jìn)行基線解算；控制網(wǎng)精度達(dá)到國家B級(jí)網(wǎng)。

（2）大橋局CB05標(biāo)測(cè)量中心對(duì)原網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)測(cè)加密工作；分別為采用了不同型號(hào)的Trimble儀器進(jìn)行測(cè)量，按B級(jí)網(wǎng)要求觀測(cè)23小時(shí)；長(zhǎng)大的基線的解算技術(shù)是比較難的，采用LGO軟件及下載IGS網(wǎng)站精密星歷聯(lián)合解算。

（3）開始解算之前必須先了解LGO基線解算軟件的天線庫是否包含這些天線內(nèi)容，如果不包含，則應(yīng)先建立相應(yīng)文件進(jìn)行加載；首先是要將T01數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Rinex數(shù)據(jù)（現(xiàn)在天寶TGO不能轉(zhuǎn)換雙星數(shù)據(jù)，可以通過Convert To Rinex進(jìn)行轉(zhuǎn)換工作）。在轉(zhuǎn)換過程中編輯好點(diǎn)名，本例采用的天線為TRM55971.0大盤天線及TRM_R8_GNSS天線，根據(jù)需要在NGS網(wǎng)站下載天寶的天線。首先需要在電腦上新建一個(gè)txt格式的文本文檔，然后將文件后綴名改成dome，然后把下載的天線的信息直接拷貝進(jìn)去保存即可。

在NGS網(wǎng)站（c）下載對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲精密星歷工作（SP3后綴）；LGO軟件中加載天線及精密星歷、原始Rinex數(shù)據(jù)，進(jìn)行基線數(shù)據(jù)處理。結(jié)果如下：

圖3 未加載精密星歷

圖4 加載精密星歷

表1 基線計(jì)算距離對(duì)照表

（4）結(jié)果分析。通過圖3、圖4的計(jì)算閉合環(huán)結(jié)果分析如下:

由于LGO與Gamit采用天線相位改正模型相同，LGO本基準(zhǔn)網(wǎng)的長(zhǎng)時(shí)段觀測(cè)數(shù)據(jù)解算時(shí)，使用廣播星歷與精密星歷解算結(jié)果基本一致，但環(huán)路在X、Z上存在殘差，影響閉合差，與Gamit解算結(jié)果差異小于0．9mm。結(jié)合本工程案例，可以看出不采用相位中心改正，與Gamit解算結(jié)果差異達(dá)到5.9mm，最后精度并不能滿足要求。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)敘述了在LGO數(shù)據(jù)后處理軟件中與天線模型相關(guān)文件的基本結(jié)構(gòu)形式，自定義天線模型的相對(duì)相位改正模型與絕對(duì)相位改正模型建立時(shí)所需數(shù)據(jù)的來源，建立的流程與方法;著重強(qiáng)調(diào)了在LGO天線相位改正模型，驗(yàn)證了LGO自定義天線模型建立的方法的正確性，證明了使用LGO采用不同類型天線所建立控制網(wǎng)在長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)情況下，其解算精度可以滿足精密工程控制網(wǎng)需求的可行性，也為本單位以后的控制測(cè)量長(zhǎng)大基線解算提供了另一種思路。

［1］李征航，黃勁松．GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理［M］武漢:武漢大學(xué)出版社，2007:226－228.

［2］魏二虎，黃勁松．GPS測(cè)量操作與數(shù)據(jù)處理［M］武漢:武漢大學(xué)出版社，2007:53－59.

［3］全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范(GB/T 18134－2009)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版.

［4］羊遠(yuǎn)新、戴中東．?dāng)?shù)據(jù)處理軟件中自定義天線的設(shè)置［M］.北京:北京測(cè)繪出版社，1007－3000(201)04－6.