Antennenkorrekturen

Die GNSS-Messungen beziehen sich in geometrischer Hinsicht auf die Lage des elektrischen Phasenzentrums der Antenne. Gesucht ist jedoch meist die Position eines Punktes auf dem Boden oder die Basislinien zwischen zwei Markern. Daher muss von der Antenne zum Boden gerechnet werden.

Source NOAA

Die Antennenhöhe setzt sich aus zwei verschiedenen Anteilen zusammen:

• Antenna Reference Point (ARP)
• Phase Center Correction (PCC)

Phasenzentrumskorrekturen (Phase Center Correction PCC)

Das Phasenzentrum einer GNSS-Antenne ist bei jedem Antennentyp unterschiedlich und kann auch ausserhalb der Antenne liegen. Zudem ist das Phasenzentrum nicht fest mit der physikalischen Antenne verbunden, sondern kann seine Lage verändern je nach dem aus welchem Winkel das GNSS-Signal einfällt. Deswegen wird die Phasenzentrumskorrektur (PCC = $\mathrm{\Delta }{r}_{ant}$) aufgeteilt in einen mittleren Anteil (PCO=$r_0$) und einem richtungsabhängigen Anteil (PCV = $\mathrm{\Delta }\varphi (z,\alpha )$)

IGS hat Standarts entwickelt um diese Korrekturen auzuzeichnen:

• rcvr_ant.tab: Nameskonvention für sämtliche Empfänger, Antenne und Radome (Schutzhauben)
• antenna.gra: Datei mit Antennenskizzen
• igs14_www.atx : Kalibrierwerte (PCOs, PCVs)

Antennen-Kalibrierung

• aus GNSS-Daten mittels Roboter
• mittels künstlichen GNSS-Daten in der anechoic chamber

Einfluss der Phasenzetrumsvariationen auf die Stationskoordinaten

• Kombination von verschiedenen Antennentypen
  • Haupteffekt in der Höhe, da die vertikalen Offsets grösser sind als die horizontalen Offsets
  • Effekte bis 2-3 cm
  • Horizontale Effekte bis zu einigen Millimetern
  • Abhilfe:
    • Möglichst gleiche Antennentypen verwenden
    • Gleiche Ausrichtung der Antennen
    • Phasenzentrumskorrekturen anbringen
    • Antennenwechsel vermeiden
• Auswertung auf langen Basislinien
  • Stationen empfangen denselben Satelliten aus verschiedenen Richtungen
  • Haupteffekte in der Länge der Basislinie
  • Skalenfaktor bis zu 16 ppb (bis zu 10 cm in einem globalen Netz)

Phasenzentren der GNSS-Satelliten

Bei Satelliten gibt es oft einen Offset zwischen ARP und Massenschwerpunkt. Die Satellitenantennenoffsets sind typspezifisch, daher gleich für gleiche Satellitentypen. Die IGS Produkte beziehen sich auf den Masseschwerpunkt, daher müssen PCCs angebracht werden. Bei differentiellen Messungen über kurze Basislinien sind diese Offsets nicht relevant.