GNSS導航電文星歷數(shù)據(jù)對應衛(wèi)星位置為天線相位中心,而IGS提供的精密星歷是基于衛(wèi)星軌道力模型計算的,給出的是衛(wèi)星質(zhì)心的坐標。因此,當采用ICS精密星歷進行數(shù)據(jù)處理時,需要考慮衛(wèi)星質(zhì)心與天線相位中心之間的差異。衛(wèi)星天線相位中心與衛(wèi)星質(zhì)心之間的偏差稱之為衛(wèi)星天線偏差。
同樣在接收機端,GNSS 觀測值對應的是接收機的天線相位中心,而接收機的目標測量位置為天線參考點( Antenna Reference Point, ARP), 數(shù)據(jù)處理時也需要考慮它們之間的差異。將接收機天線相位中心與接收機天線參考點之間的偏差稱為接收機天線偏差。
天線相位中心會隨著衛(wèi)星信號的高度角和方位角不同而不同,因而測量時會產(chǎn)生多個瞬時相位中心,因此通常根據(jù)瞬時相位中心的大致位置定義一個平均相位中心點。平均相位中心與衛(wèi)星質(zhì)心或與接收機天線參考點之間的偏差稱為天線相位中心偏差(PCO-PhaseCenter Offset)。
瞬時天線相位中心(對應單個觀測值)與平均相位中心間的差異稱為天線相位中心變化( PCV-Phase Center Variation)。 對GNSS觀測值進行天線改正時,必須同時考慮天線相位中心偏差PC0和天線相位中心變化PCV。
設a為PCO矢量(天線參考點指向平均天線相位中心),p0為衛(wèi)星至接收機的單位向量,則PCO對相位觀測值的影響可表示為:
天線相位中心變化PCV對相位的影響則與方位角α、天頂距z和載波頻率f有關,可用下式表示為:
△pCV =△pCV(α,z,f)
總的天線偏差影響是 PCO和PCV的綜合影響,用下式表示:
△pCo+ △pCV=α*p0+△pCV(α,z,f)
應用這一綜合改正后,觀測值將改正至ARP點。
為了給用戶提供相應的天線偏差改正方法,ICS相繼推出了相對天線相位中心改正模型和絕對天線相位中心改正模型。兩種模型均是根據(jù)天線的類型、信號頻率、衛(wèi)星天頂距等,確定各種天線在對應不同頻率、不同天頂距、方位角的天線偏差的坐標改正值或距離改正值,并將測定數(shù)據(jù)編列成表,提供給用戶。用戶則根據(jù)衛(wèi)星類型或接收機接收信號的參數(shù)內(nèi)插確定對應的天線偏差改正值。