Kinematisches GPS zur Deformationsbestimmung - Beuth ...

2.6 Einflüsse der Empfangseinheit
2.6.1 Variationen des Antennenphasenzentrums
Das geometrische Phasenzentrum von GPS-Antennen fällt nicht exakt mit dem elektrischen Phasenzentrum
zusammen. Darüber hinaus ist das wirksame elektrische Phasenzentrum eine Funktion
der Richtung, aus der das Satellitensignal eintrifft. Die Größenordnung der Abweichung des geometrischen
vom elektrischen Phasenzentrum schwankt zwischen einigen Millimetern und wenigen
Zentimetern. Vor präzisen GNSS-Messungen müssen also Korrekturwerte für Phasenzentrumoffset
(PZO) und Phasenzentrumsvariationen (PZV) bestimmt werden. [Wanninger, 2002a]
Für die Definition des Phasenzentrums einer Antenne eignet sich ihr scheinbares Sendezentrum, denn
die Wellenfronten eines idealen punktförmigen Senders senden ihre Signale in einer konzentrischen
Kugelform aus, wobei das Phasenzentrum mit dem Mittelpunkt der Kugeln zusammenfällt. In der
Realität sind die Wellenfronten aber gestört. Das Phasenzentrum ist daher abhängig von der Strahlungsrichtung
und befindet sich dann im Zentrum der Schmiegungskugel der Wellenfront in dieser
Richtung. [Kahmen, 1997]
Für die Antennen einer Baugruppe kann von ähnlichen Antennenphasenzentrumsfehlern ausgegangen
werden, so dass bei gleicher Antennenausrichtung die Fehler bei der Relativmessung weitgehend
herausfallen. Für präzise Anwendungen müssen die Antennen jedoch individuell kalibriert werden
(z.B. relative Feldkalibrierung). [Rothacher, 2004]
Der National Geodetic Service in Maryland, USA, führt seit einigen Jahren relative Antennenkalibrierungen
durch und veröffentlicht die Ergebnisse baugruppenweise [Mader, 2001] 3 .
Für die Verwendung von Korrekturwerten des Antennenphasenzentrums muss die räumliche Ausrichtung
der Messantenne bekannt sein. Bei Vermessungsanwendungen ist dies meist durch Horizontierung
und Nordorientierung der Antenne gegeben. Bei kinematischen Messungen wird man die
Antennenausrichtung eher aus der Trajektorie ableiten und die Korrekturen entsprechend berücksichtigen.
[Wanninger, 2002a]
2.6.2 Empfängerfehler
Der Empfängerfehler setzt sich zusammen aus:
• Messrauschen
• Hardwareverzögerung
Unter Messrauschen versteht man zufällige Signalstörungen, die aus einem Zusammenspiel von
Software- und Hardwareeffekten im Empfänger entstehen. Die Größenordnung des Messrauschens
hängt dabei vom jeweiligen ”
Empfängerindividuum“ ab.
Hardwareverzögerungen bezeichnen die systematischen Verzögerungen der empfangenen Signale
durch Vorgänge im Empfänger. Sie hängen von der jeweiligen Hardwarezusammenstellung ab und
können messtechnisch erfasst werden.
[Bauer, 2003, Hofmann-Wellenhof, 2001]
3 http://www.ngs.noaa.gov/ANTCAL, Mai 2005
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